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智能而簡(jiǎn)單的解決方案:使用NFC而不是電纜和適配器盒作為配置接口

2023/05/31
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在開(kāi)發(fā)機(jī)器的過(guò)程中,一般需要對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行微調(diào)。對(duì)于某個(gè)應(yīng)用來(lái)說(shuō),我們經(jīng)常會(huì)很難確定它所需的最佳脈沖數(shù),在這個(gè)過(guò)程中,努力和挫折是不可避免的。為傳感器的調(diào)整選擇合適的適配器、工具和參數(shù)盒,通常不會(huì)像預(yù)期那樣順利。當(dāng)所需的電纜不可用時(shí),問(wèn)題不能得到解決。因?yàn)槿绻麤](méi)有合適的電纜,就無(wú)法更改或調(diào)整已設(shè)置的配置。

為了解決這一問(wèn)題,Wachendorff Automation GmbH & Co.KG開(kāi)發(fā)了一種智能而簡(jiǎn)單的解決方案。在開(kāi)發(fā)新的增量式編碼器時(shí),該公司決定使用NFC近場(chǎng)通信)作為配置接口,而不是依賴(lài)通常所用的適配器電纜和參數(shù)盒。

Wachendorff是一家中型的所有者管理的公司,總部位于德國(guó)法蘭克福附近的Geisenheim。專(zhuān)門(mén)從事“德國(guó)制造”的編碼器的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。該公司開(kāi)發(fā)出全球第一款可以使用智能手機(jī)進(jìn)行單獨(dú)配置的增量編碼器??梢詣?chuàng)建個(gè)人特征并保存到智能手機(jī)應(yīng)用程序中,而且這些設(shè)置現(xiàn)在可以通過(guò)NFC上傳到編碼器。NFC是一種低功耗和非接觸的傳輸技術(shù)。WDGN系列配備了NFC芯片,從而將這種成熟的通信技術(shù)應(yīng)用到編碼器上。

通過(guò)這種專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的編碼器傳感器技術(shù),可以產(chǎn)生可靠的高脈沖速率。而且這種技術(shù)十分靈活,可以設(shè)置從每圈1個(gè)到任何脈沖數(shù)的脈沖速率。該設(shè)備基于擁有專(zhuān)利的磁傳感器技術(shù),具有高精度和高分辨率。最高至每圈16384個(gè)脈沖數(shù),低至36毫米的緊湊設(shè)計(jì),因此只需較小的安裝空間就能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。

客戶通過(guò)app實(shí)現(xiàn)靈活的參數(shù)設(shè)置,因此可以在現(xiàn)場(chǎng)自行配置設(shè)備。這為機(jī)器的開(kāi)發(fā)和調(diào)試提供了更大的靈活性??梢詫?duì)不同的控制器變頻器進(jìn)行不同的測(cè)試。并且能以一種非常靈活的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器上設(shè)備的交換。這降低了儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本,因?yàn)闇p少了所需庫(kù)存。同時(shí)將錯(cuò)誤的訂購(gòu)減至最低限度。不同的編碼器配置可以直接存儲(chǔ)在應(yīng)用程序中。

Wachendorff專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的通用軟件可用于任何類(lèi)型的傳感器。功能可以適應(yīng)其他傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng),如啟用功能或交換數(shù)據(jù)。

兼容蘋(píng)果和安卓系統(tǒng)的Flutter軟件為該app提供技術(shù)基礎(chǔ)。

NFC技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。該編碼器系列擁有36mm和58mm直徑規(guī)格,包含軸角編碼器和空心軸編碼器。根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型,軸負(fù)荷可達(dá)300N。在直流4.75V至直流32V的全電壓范圍內(nèi)提供反轉(zhuǎn)極性和短路保護(hù)??梢赃x擇所有常見(jiàn)的工業(yè)安裝選項(xiàng)。在徑向和軸向版本中,編碼器都可以配備一個(gè)M12連接器或電纜引出線。堅(jiān)固的不銹鋼外殼根據(jù)類(lèi)型提供 IP67和IP69K保護(hù),在輸入軸具有IP65或高至IP67的保護(hù)。高的抗振動(dòng)和抗沖擊性,工作溫度范圍為-40°C至85°C,這使它們非常適合在非常惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用。蓋子所用的新合金提供了更好的磁場(chǎng)屏蔽性,讓生產(chǎn)更加環(huán)保。

數(shù)據(jù)傳輸的安全性也得到了保證。只有使用正確的密碼才能配置編碼器。編碼器的通信是加密的,不同級(jí)別的訪問(wèn)權(quán)限由用戶的PIN碼保護(hù)。在編碼器中有幾個(gè)存儲(chǔ)器。當(dāng)前配置存儲(chǔ)在微控制器的內(nèi)部存儲(chǔ)器和NFC存儲(chǔ)器中。如果這些值有效,則NFC內(nèi)存中的配置可以被覆蓋,并在電源復(fù)位后轉(zhuǎn)移到內(nèi)部存儲(chǔ)器中。

如果NFC內(nèi)存中的數(shù)據(jù)無(wú)效,則將其重置為內(nèi)部?jī)?nèi)存中最后的有效值。通過(guò)使用NFC內(nèi)存,即使在設(shè)備關(guān)閉時(shí)也可以讀取和發(fā)送配置數(shù)據(jù)。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、安全的部署至關(guān)重要。所有數(shù)據(jù)都受到PIN碼的保護(hù)和加密,即使在設(shè)備關(guān)閉時(shí)也是如此。

藍(lán)牙和WLAN相比,NFC的通信距離更短,而且是近場(chǎng)通信。無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙的較長(zhǎng)范圍使它們更容易受到干擾,并且可能更容易受到攻擊。兩者都是有源無(wú)線標(biāo)準(zhǔn),只有在有電源的情況下才能進(jìn)行傳輸。通過(guò)使用NFC,可以直接在機(jī)器上執(zhí)行參數(shù)配置,確保訪問(wèn)受到限制。由于NFC模塊是被動(dòng)通信,因此在工作過(guò)程中不會(huì)受到干擾。NFC可以在機(jī)器上直接實(shí)現(xiàn)無(wú)線和無(wú)電壓的參數(shù)化,使其使用更安全、更簡(jiǎn)單。

其天線設(shè)計(jì)已經(jīng)在幾個(gè)功能原型上進(jìn)行了測(cè)試。為了進(jìn)一步測(cè)試和優(yōu)化,我們創(chuàng)建了幾種天線設(shè)計(jì),并進(jìn)行了批量生產(chǎn)。這些測(cè)試包括接收質(zhì)量、智能手機(jī)和天線之間的距離以及通信的可靠性。確定了天線的距離與空間需求的最佳比值。

Wachendorff開(kāi)發(fā)的解決方案為當(dāng)前需求提供了足夠的內(nèi)存,并為將來(lái)的擴(kuò)展提供了足夠的儲(chǔ)備。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的天線布局,適合20mm x 17mm電路板,同時(shí)在最大距離上仍能提供可靠的傳輸。

該電路板通過(guò)帶狀電纜和特殊的鎖定連接器連接到傳感器板上。這種鎖定對(duì)于保證高的機(jī)械可靠性是必要的。

對(duì)于那些不適合使用最常用的IO-Link通信標(biāo)準(zhǔn)的客戶來(lái)說(shuō),WDGN是一種最佳而簡(jiǎn)單的替代方案。

新開(kāi)發(fā)的WDGN系列有兩個(gè)版本?;景姹揪哂性隽烤幋a器(A、B、N)的標(biāo)準(zhǔn)通道和反向通道。在更為高級(jí)的版本中,四個(gè)通道可以獨(dú)立配置。

這項(xiàng)新技術(shù)可以輕松節(jié)省成本和時(shí)間,并提高可持續(xù)性。

“我們推出WDGN系列的目的是為客戶提供編碼器配置的新選擇。”Robert Wachendorff表示。

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