trien-lam-quoc-te

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp
04/11/2024 06:06
Công nghệ cảm biến quang học hoặc từ tính thường gặp khó khăn khi kết hợp giữa độ chính xác cao và khả năng chống nhiễm bẩn. Tuy nhiên, công nghệ cảm biến cảm ứng có thể mang lại khả năng xác định vị trí đáng tin cậy và bền vững cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
aa
Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp

Trong bất kỳ ứng dụng nào sử dụng động cơ cho tự động hóa, việc đảm bảo điều khiển chính xác động cơ là điều cần thiết. Để thực hiện được điều này, cần biết vị trí và tốc độ của rô-to trong động cơ, thường được gắn vào trục và chuyển động liên quan đến stato cố định. Ba loại bộ mã hóa quay phổ biến nhất cho công việc này là: quang học, từ tính và cảm ứng, mỗi loại có ưu điểm và nhược điểm riêng.

Bộ mã hóa quang học có độ chính xác tốt và không bị ảnh hưởng bởi các từ trường trong môi trường công nghiệp. Tuy nhiên, chúng khá đắt và dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn trên đĩa quay, nguồn sáng, đầu dò ánh sáng hoặc các lỗi về vòng bi.

Bộ mã hóa từ tính thường được sử dụng trong các ứng dụng có số lượng lớn nhưng không yêu cầu độ chính xác cao. Mặc dù không bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, chúng có thể bị tác động tiêu cực bởi các từ trường.

Bộ mã hóa cảm ứng khắc phục những nhược điểm trên vì chúng đạt độ chính xác vị trí cao hơn so với bộ mã hóa từ tính và có giá thành rẻ hơn so với bộ mã hóa quang học. Đặc biệt, chúng rất thích hợp cho các môi trường khắc nghiệt do có thể chịu được nhiễm bẩn, rung động và các từ trường bên ngoài. Ngoài ra, chúng không nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ và có số lượng linh kiện thấp, giúp giảm kích thước, chi phí và độ phức tạp. Về mặt môi trường, bộ mã hóa cảm ứng không cần sử dụng các vật liệu đất hiếm có trong một số nam châm.

Ví dụ về cảm biến

Để minh họa ưu điểm của công nghệ bộ mã hóa cảm ứng, hãy xem xét một ví dụ về cảm biến cảm ứng: cảm biến vị trí NCS32100 của onsemi. Cảm biến này bao gồm một bộ điều khiển và giao diện cảm biến cho việc cảm nhận góc với độ phân giải cao, độ chính xác cao khi kết hợp với một cảm biến PCB (bo mạch in) không tiếp xúc. Nó có khả năng cấu hình linh hoạt, cho phép kết nối với nhiều mẫu cảm biến cảm ứng và cung cấp nhiều định dạng đầu ra kỹ thuật số.

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 1: Cấu tạo đầy đủ của bộ mã hóa quay

Hình 1 cho thấy sơ đồ cắt ngang của một hệ thống bộ mã hóa quay hoàn chỉnh, bao gồm rô-to và stato, cả hai đều là PCB, với rô-to được gắn vào trục trung tâm. Hình ảnh này cũng cho thấy cảm biến NCS32100, được gắn trên PCB stato cố định, cùng với các đầu nối cho nguồn và dữ liệu. Hai PCB song song với nhau, tách ra bởi một khoảng không khí từ 0,1mm đến 1mm.

NCS32100 là bộ mã hóa tuyệt đối, nghĩa là nó có thể xác định vị trí mà không cần đĩa quay, rất hữu ích để xác định vị trí khi khởi động hoặc nếu hệ thống bị thay đổi trong quá trình ngừng hoạt động. Nó cung cấp độ chính xác vị trí tốt hơn ±50 arcsec, hoặc 0,0138 độ quay cơ học - mức độ chính xác mà trước đây chỉ có thể đạt được với bộ mã hóa quang học. Độ chính xác này có thể đạt được ở tốc độ quay lên đến 6.000 vòng/phút (RPM), và NCS32100 có thể hoạt động ở tốc độ lên đến 45.000 RPM, mặc dù với độ chính xác giảm nhẹ.

Để tích hợp NCS32100 dễ dàng hơn, onsemi đã phát triển các công cụ hỗ trợ cùng với một công cụ thiết kế PCB trực tuyến. Công cụ này bao gồm một thiết kế tham khảo cho NCS32100, được hiển thị trong Hình 2, nơi các mục bên trái của đường nét đứt màu xanh dương nằm trên bảng PCB stato.

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 2: Sơ đồ khối thiết kế tham khảo NCS32100 (đơn giản hóa)

Trong một hệ thống xác định vị trí, hai bộ dây dẫn hoặc cuộn dây (mịn và thô) được in trên cả hai bề mặt đĩa (stato và rô-to). Một đường dẫn thứ ba gọi là cuộn dây kích thích được in trên PCB stato (xem Hình 3).

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 3: Định vị cảm ứng kép NCS32100

NCS32100 truyền một sóng hình sin 4 MHz vào cuộn dây kích thích, tạo ra một trường điện từ xung quanh nó. Do định luật cảm ứng của Faraday, các cuộn dây mịn và thô của rô-to giao nhau với trường điện từ, truyền năng lượng vào các cuộn dây của rô-to dưới dạng dòng điện xoáy. Những dòng điện xoáy này tạo ra điện áp lên đến 100mV trên các cuộn dây của stato kết nối với tám đầu vào của NCS32100.

NCS32100 đo vị trí rô-to bằng cách giải mã 8 đầu vào, sau đó chuyển đổi sang dạng kỹ thuật số và xử lý. Thông tin này được đưa vào một bộ vi điều khiển Arm Cortex M0+ (MCU) để cung cấp khả năng cấu hình cao. MCU cung cấp dữ liệu vị trí và tốc độ tuyệt đối, được gửi qua giao diện RS-485 từ bảng tham chiếu.

Việc tự hiệu chuẩn của cảm biến có thể hoàn thành trong chưa đầy hai giây qua một lệnh duy nhất nếu rô-to quay từ 100 đến 1.000 RPM. Các hệ số kết quả được lưu trữ trong bộ nhớ nhúng. Mặc dù có hiệu suất cao, thiết kế cảm ứng kép này lại đơn giản để tích hợp.

Minh Thành (Theo Automation World)

tudonghoangaynay.vn
Tin bài khác
EuroCham: Thúc đẩy hơn nữa quan hệ thương mại - đầu tư giữa EU và Việt Nam

EuroCham: Thúc đẩy hơn nữa quan hệ thương mại - đầu tư giữa EU và Việt Nam

Hiệp hội Doanh nghiệp Châu Âu tại Việt Nam (EuroCham) vừa tổ chức Đại hội thường niên (AGM), quy tụ hàng trăm thành viên tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh. Đại hội đã bầu chọn Ban lãnh đạo mới gồm 17 thành viên.
Phát triển Đại học Bách khoa Hà Nội thuộc nhóm cơ sở giáo dục đại học hàng đầu châu Á

Phát triển Đại học Bách khoa Hà Nội thuộc nhóm cơ sở giáo dục đại học hàng đầu châu Á

Đó là phê duyệt vừa ban hành theo Quyết định 663/QĐ-TTg ngày 25/03/2025 của Thủ tướng.
Thảm nano chạy bằng năng lượng mặt trời làm sạch nước ô nhiễm

Thảm nano chạy bằng năng lượng mặt trời làm sạch nước ô nhiễm

Các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã phát minh thành công một loại vật liệu đột phá có thể sử dụng ánh sáng mặt trời để loại bỏ các chất ô nhiễm nguy hiểm khỏi nguồn nước.
Nhận định phiên giao dịch ngày 26/3: VN Index có thể tiếp tục tích lũy quanh vùng 1.330 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 26/3: VN Index có thể tiếp tục tích lũy quanh vùng 1.330 điểm

Chỉ số RSI giảm nhẹ về 63,84, duy trì vùng trung tính, trong khi Hot Money Index tăng lên 15,71 cho thấy dòng tiền đầu cơ vẫn mạnh. Dự báo phiên 26/3, VN Index có thể tiếp tục tích lũy quanh mức 1.330 điểm, nhưng cần thanh khoản mạnh để vượt qua ngưỡng kháng cự 1.340–1.400 điểm. Nhà đầu tư cần theo dõi sát diễn biến thanh khoản để có chiến lược phù hợp.
Thaco, Hòa Phát, Viettel sẵn sàng làm chủ công nghệ đường sắt

Thaco, Hòa Phát, Viettel sẵn sàng làm chủ công nghệ đường sắt

Việt Nam đặt mục tiêu làm chủ ngành công nghiệp đường sắt, từ sản xuất ray, toa xe đến hệ thống tín hiệu. Hòa Phát, Thaco, Viettel và nhiều doanh nghiệp khác đã sẵn sàng.
JICA bàn giao 300 thiết bị điện năng lượng mặt trời cho người dân huyện Mù Cang Chải

JICA bàn giao 300 thiết bị điện năng lượng mặt trời cho người dân huyện Mù Cang Chải

Ngày 24/3/2025, Lễ bàn giao thiết bị của “Dự án phổ biến, trình diễn và thương mại hóa hệ thống thiết bị sản xuất, lưu trữ điện năng lượng mặt trời và hệ thống giám sát IoT ứng dụng công nghệ điện toán đám mây” đã được tổ chức tại văn phòng JICA Việt Nam.
Quy định phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ozon phải khoa học, đơn giản

Quy định phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ozon phải khoa học, đơn giản

Sáng ngày 24/3, tại Trụ sở Chính phủ, Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà chủ trì cuộc họp nghe báo cáo, cho ý kiến về dự thảo Nghị định sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 06/2022/NĐ-CP của Chính phủ quy định giảm nhẹ phát thải khí nhà kính và bảo vệ tầng ozon.
6 dấu ấn nổi bật khẳng định vai trò tiên phong của Thanh niên trong phát triển khoa học công nghệ

6 dấu ấn nổi bật khẳng định vai trò tiên phong của Thanh niên trong phát triển khoa học công nghệ

Chiều 24/3, tại trụ sở Chính phủ, Thủ tướng đối thoại với thanh niên Việt Nam năm 2025 với chủ đề "Thanh niên Việt Nam tiên phong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia".
Thị trường chứng khoán ngày 25/3:  Khối ngoại "gom" mạnh cổ phiếu VRE của Vingroup

Thị trường chứng khoán ngày 25/3: Khối ngoại "gom" mạnh cổ phiếu VRE của Vingroup

Thị trường chứng khoán Việt Nam có diễn biến khá tích cực trong phiên giao dịch ngày 25/3. Mặc dù lực bán gia tăng về cuối phiên khiến đà tăng bị thu hẹp, VN-Index vẫn kết thúc phiên với mức tăng nhẹ 1,6 điểm, lên 1.331,92 điểm. Thanh khoản trên sàn HOSE cũng được cải thiện, với giá trị khớp lệnh đạt 17.420 tỷ đồng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/3/2025: Tuổi Dậu tin vui tài lộc, tuổi Tuất kìm chế cảm xúc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/3/2025: Tuổi Dậu tin vui tài lộc, tuổi Tuất kìm chế cảm xúc

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 26/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Quảng cáo
moxa