TI Apresenta TMAG5170: Sensor Hall 3D de Alta Precisão para Controle em Tempo Real em Automação Industrial

A Texas Instruments anunciou o lançamento do TMAG5170, o membro inaugural de uma nova família de sensores de posição Hall 3D projetados para controle em tempo real em automação industrial e sistemas de motor-drive.

O TMAG5170 entrega diagnósticos integrados e recursos avançados que aumentam flexibilidade de design, melhoram segurança do sistema e reduzem consumo de energia.

Sensores de efeito Hall, como todos transdutores magnéticos, envolvem trade-off entre ultra-alta acurácia e alto throughput. Um sensor verdadeiramente estável mantém seu desempenho através de variações de temperatura, condições ambientes e campos magnéticos externos, ainda que alcançar precisão extrema e taxas de dados rápidas seja desafiador.

A TI afirma que o TMAG5170 preenche essa lacuna, oferecendo tanto alta precisão quanto maior throughput. "O throughput aumentado se traduz em menor consumo de energia quando velocidade total não é necessária", diz Steven Loveless, gerente de marketing e aplicações para produtos de position sensing da TI.

Sensores de Posição

Sensing de posição é integral a sistemas automatizados de alto desempenho que regulam movimento. A escolha do sensor influencia diretamente custo, performance e confiabilidade. Medidas de posição absoluta usando sensores Hall lineares multi-eixo devem ser exatas, rápidas e confiáveis — garantindo controle preciso em tempo real.

Uma consideração crítica de design para sensores Hall 3D é a capacidade de detectar um ímã em movimento livre e rastrear sua posição confiavelmente. Como o campo magnético ao redor do polo de um ímã é tipicamente simétrico, a mesma entrada pode surgir de múltiplas localizações. Localização absoluta precisa portanto requer design cuidadoso que explore mudanças sutis na densidade de fluxo magnético para diferenciar o movimento do ímã.

Controle em Tempo Real

Em fábricas inteligentes, sistemas altamente automatizados devem operar perfeitamente dentro de um fluxo de manufatura integrado enquanto coletam dados continuamente para otimizar operações. Sensing 3D de posição em tempo real é essencial para automação de alta eficiência e baixo downtime.

"Sistemas que dependem de feedback de posição ou movimento são altamente dinâmicos e devem responder rapidamente a variações em carga, velocidade e outros parâmetros", diz Loveless. O novo sensor TI é projetado para capturar essas condições dinâmicas com maior acurácia, permitindo respostas de sistema mais rápidas.

A TI reporta que o TMAG5170 atinge erro total de 2,6% full-scale à temperatura ambiente, com drift de erro total de apenas 3 por cento. Isso elimina necessidade de calibração end-of-line e compensação de erro off-chip, simplificando design e manufatura. O sensor suporta taxas de amostragem até 20 kSPS, proporcionando throughput de baixa latência para movimento mecânico de alta velocidade.

Também remove necessidade de computação off-chip e permite orientações variáveis sensor-ímã através de recursos como motor de cálculo de ângulo, média de medição e correção de gain/offset. Independentemente de posicionamento, essas características simplificam design, aumentam adaptabilidade do sistema, reduzem latência do loop de controle e facilitam desenvolvimento de software. O motor de cálculo integrado pode reduzir carga de processamento do sistema em até 25 por cento, permitindo que engenheiros usem microcontroladores de propósito geral — como MCUs MSP430TM de baixo consumo da TI — mantendo custos baixos.

O diagrama abaixo mostra o TMAG5170 monitorando a posição angular exata de um eixo de motor. Um sensor capaz de leituras de alta largura de banda melhora velocidade do loop de feedback, impulsionando performance geral do sistema.

Consumo de energia é fator chave na seleção de sensor de posição, especialmente para plataformas battery-powered ou low-power. Sensores com modos de operação de baixo consumo — como wake-up, sleep e deep-sleep — são comuns em sistemas energy-constrained. A TI afirma que os múltiplos modos de operação e taxas de amostragem do TMAG5170 podem aumentar eficiência energética em até 70 por cento, entregando uso ótimo de energia em faixa de amostragem de 1 a 20 kHz para dispositivos battery-powered ou modos de baixo uso quando eficiência é primordial.

Flexibilidade de design magnético e mecânico também beneficia de sensores Hall lineares 3D que suportam níveis variáveis de sensibilidade magnética e opções de correção de temperatura. Segurança e diagnósticos são cada vez mais vitais para prevenir downtime de equipamento e garantir alta qualidade de manufatura enquanto sistemas automatizados operam junto a humanos. Consequentemente, precisão, velocidade, potência e adaptabilidade são considerações primordiais de design.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times.

---

Conteúdo Relacionado

• Padrões são críticos para conectividade segura em Industrial IoT
• Ransomware catalisa revolução em segurança industrial
• Usando gateway IIoT open-source para acelerar integração de dispositivos Modbus
• Interfaceando sensores industriais Modbus com gateway IIoT open-source
• Solução de gateway IoT fully-managed simplifica desenvolvimento

Para mais Embedded, assine a newsletter semanal por e-mail do Embedded.