TI Perkenalkan TMAG5170: Sensor Hall 3D Tepat Tinggi untuk Kontrol Waktu Nyata dalam Otomasi Pabrik
Texas Instruments telah mengumumkan peluncuran TMAG5170, anggota pertama dari keluarga baru sensor posisi Hall 3D yang dirancang untuk kontrol waktu nyata dalam otomasi pabrik dan sistem pengemudi motor.
TMAG5170 menyediakan diagnosa terintegrasi dan fitur canggih yang meningkatkan fleksibilitas desain, meningkatkan keamanan sistem, dan mengurangi konsumsi energi.
Sensor Hall, seperti semua transmuder magnetik, melibatkan trade-off antara akurasi ultra-tinggi dan throughput tinggi. Sensor yang benar-benar stabil mempertahankan performanya di seluruh fluktuasi suhu, kondisi sekitar, dan medan magnet eksternal, namun mencapai presisi ekstrim dan laju data cepat sekaligus adalah tantangan.
TI klaim bahwa TMAG5170 menembus kesenjangan ini, menawarkan presisi tinggi dan throughput yang lebih tinggi. "Throughput yang meningkat berterjemahkan ke konsumsi daya yang lebih rendah ketika kecepatan penuh tidak diperlukan," kata Steven Loveless, manajer pemasaran dan aplikasi TI untuk produk sensing posisi.
Robot gudang otomatis. (Sumber: TI)
Sensor Posisi
Sensing posisi adalah inti dari sistem otomatis high-performance yang mengatur gerakan. Pilihan sensor secara langsung mempengaruhi biaya, performa, dan keandalan. Pengukuran posisi absolut menggunakan sensor linier multi-sumbu Hall harus tepat, cepat, dan andal—memastikan kontrol waktu nyata yang presisi.
Pertimbangan desain kritis untuk sensor Hall 3D adalah kemampuan untuk mendeteksi magnet yang bergerak bebas dan melacak posisinya dengan andal. Karena medan magnet di sekitar kutub magnet biasanya simetris, input yang sama dapat timbul dari beberapa lokasi. Lokasi absolut yang akurat oleh karena itu memerlukan desain yang hati-hati yang mengeksploitasi perubahan halus dalam densitas fluks magnet untuk membedakan gerakan magnet.
Kontrol Waktu Nyata
Di pabrik pintar, sistem yang sangat terotomatisasi harus beroperasi dengan lancar dalam alur manufaktur terintegrasi sambil terus mengumpulkan data untuk mengoptimalkan operasi. Sensing posisi 3D waktu nyata esensial untuk otomasi yang efisien dan waktu henti rendah.
"Sistem yang bergantung pada umpan balik posisi atau gerakan sangat dinamis dan harus merespons dengan cepat terhadap variasi beban, kecepatan, dan parameter lainnya," kata Loveless. Sensor TI baru dirancang untuk menangkap kondisi dinamis ini dengan akurasi yang lebih besar, memungkinkan respons sistem yang lebih cepat.
TI melaporkan bahwa TMAG5170 mencapai total error skala penuh 2,6 persen pada suhu kamar, dengan drift total error hanya 3 persen. Ini menghilangkan kebutuhan akan kalibrasi akhir garis dan kompensasi error off-chip, menyederhanakan desain dan manufaktur. Sensor mendukung laju sampling hingga 20 kSPS, menyediakan throughput latensi rendah untuk gerakan mekanis berkecepatan tinggi.
Ini juga menghilangkan kebutuhan akan komputasi off-chip dan memungkinkan orientasi sensor-magnet yang variabel melalui fitur seperti mesin perhitungan sudut, pengukuran rata-rata, dan koreksi gain/offset. Terlepas dari penempatan, karakteristik ini menyederhanakan desain, meningkatkan adaptabilitas sistem, mengurangi latensi loop kontrol, dan mempermudah pengembangan software. Mesin perhitungan terintegrasi dapat menurunkan beban pemrosesan sistem hingga 25 persen, memungkinkan insinyur untuk menggunakan mikrokontroler general-purpose—seperti MCU MSP430TM hemat daya TI—sambil menjaga biaya tetap rendah.
Diagram di bawah ini menunjukkan TMAG5170 memantau posisi sudut yang tepat dari poros motor. Sensor yang mampu membaca bandwidth tinggi meningkatkan kecepatan loop umpan balik, meningkatkan performa sistem secara keseluruhan.
Contoh aplikasi TMAG5170. (Sumber: TI)
Konsumsi daya adalah faktor kunci saat memilih sensor posisi, terutama untuk platform berbasis baterai atau daya rendah. Sensor dengan mode operasi daya rendah—seperti wake-up, sleep, dan deep-sleep—umum dalam sistem yang terbatas energi. TI klaim bahwa berbagai mode operasi dan laju sampling TMAG5170 dapat meningkatkan efisiensi energi hingga 70 persen, menyediakan penggunaan daya optimal di seluruh rentang sampling 1 hingga 20 kHz untuk perangkat berbasis baterai atau mode penggunaan rendah ketika efisiensi adalah prioritas utama.
Fleksibilitas desain magnetik dan mekanis juga mendapat manfaat dari sensor linier Hall 3D yang mendukung tingkat sensitivitas magnetik yang variabel dan opsi koreksi suhu. Keselamatan dan diagnosa semakin vital untuk mencegah waktu henti peralatan dan memastikan kualitas manufaktur yang tinggi saat sistem otomatis beroperasi bersama manusia. Akibatnya, presisi, kecepatan, daya, dan adaptabilitas adalah pertimbangan desain yang utama.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EE Times.
Konten Terkait:
Standards are critical for secure connectivity in industrial IoT
