EMB 94

EMBEDDED 94 • NOVEMBRE • 2024 50 HARDWARE | SENSORS robustezza, funzionamento senza contatto e resistenza ai fattori ambientali. NCS32100 integra un controllo- re completo e un’interfaccia per sensori per rilevare in modo estremamente accurato e con una risoluzione ele- vata la posizione angolare (quando accoppiato con un opportuno sensore su scheda in modalità contactless). Contraddistinto da una notevole flessibilità di configu- razione, questo sensore può essere collegato a una va- rietà di modelli di sensori induttivi e prevede molteplici formati di uscita digitale. Nella figura 1 viene riportata la sezione trasversale di un encoder rotativo completo. Esso comprende un ro- tore e uno statore, entrambi sotto forma di scheda PCB, con il rotore collegato con l’albero centrale. Nello sche- ma è visibile anche il sensore NCS32100, montato sulla scheda PCB dello statore (statico), insieme ai connettori per la potenza e i dati. Entrambe le schede PCB sono parallele l’una con l’altra, separate da un traferro (air gap) di spessore compreso tra 0,1 e 1 mm. Essendo un encoder assoluto, NCS32100 può dedurre la posizione anche quando i dischi non sono in rotazione, caratteristica questa particolarmente utile per acquisi- re la posizione in fase di avviamento o nel caso in cui il sistema sia stato modificato durante un periodo di fer- mo (downtime). Esso garantisce un’accuratezza nel ri- levamento della posizione migliore di +/- 50 arcsec (che corrisponde a una rotazione meccanica di 0,0138°), un livello di precisione in precedenza ottenibile solo con gli encoder ottici. Tale accuratezza può essere conseguita a una velocità di rotazione massima di 6.000 rpm (Re- volution per Minute). Il sensore NCS32100 può operare a velocità molto più elevate, fino a 45.000 rpm, anche se ciò comporta una leggera riduzione dell’accuratezza. Per semplificare il più possibile l’integrazione del senso- re, onsemi mette a disposizione tool e servizi di suppor- to, oltre a un tool di progettazione basato su web per il design della scheda PCB. L’offerta della società com- prende anche un progetto di riferimento per NCS32100, riportato in figura 2 (dove i componenti sulla sinistra della linea blu tratteggiata sono ospitati sulla scheda PCB dello statore. In un sistema per il rilevamento della posizione, due in- siemi di piste conduttive, o bobine, per il rilevamento accurato (fine) e grossolano (coarse) sono stampate su entrambe le superfici dei dischi (statore e rotore). Una terza pista conduttiva, denominata bobina di eccitazio- ne, è stampata sulla scheda PCB dello statore (Fig. 3). Il sensore NCS32100 trasmette un’onda sinusoidale di frequenza pari a 4 MHz nella bobina di eccitazione, creando un campo elettromagnetico attorno ad essa. In base alla legge di mutua induzione di Faraday, le bobine per il rilevamento grossolano e accurato si intersecano con il campo elettromagnetico, accoppiando l’energia sulle bobine dello statore, sotto forma di correnti paras- Fig. 2 – Schema a blocchi semplificato del progetto di riferimento per il sensore NCS32100