ケーブルやアダプターボックスの代わりに構成インターフェースとして NFC

マシンの開発中に、個々のセンサーを微調整する必要がある場合があります。 最適な適用に必要なパルス数に関して不確実性が生じることがよくあります。 したがって、努力と挫折は避けられません。 センサー調整のための適切なアダプター、ツール、パラメーター化ボックスの選択は、通常、期待したほどスムーズに進みません。 必要なケーブルが利用できない場合、問題は継続します。 適切なケーブルがなければ、セットの構成を変更したり適応したりすることはできません。

この開発段階を促進するために、Wachendorff Automation GmbH & Co.KG はインテリジェントでシンプルなソリューションを開発しました。 同社は、新しいインクリメンタル エンコーダを開発する際、通常のアダプタ ケーブルやパラメータ設定ボックスに依存する代わりに、構成インターフェイスとして NFC (近距離無線通信) を使用することにしました。

Wachendorff は、ドイツのフランクフルト アム マイン近郊のガイゼンハイムに本社を置く中規模のオーナー経営企業です。 「Made in Germany」のエンコーダの開発と生産を専門とする同社は、スマートフォンを使用して個別に設定できる世界初のインクリメンタル エンコーダを開発しました。 それぞれの特徴を作成し、スマホアプリに保存することができます。 これらの設定を NFC 経由でエンコーダーにアップロードできるようになりました。 NFC は、電力を必要としない非接触伝送技術です。 WDGNシリーズは、この確立された通信技術をエンコーダに伝達するためのNFCチップを搭載しました。

特別に開発されたエンコーダセンサー技術により、信頼性の高い高いパルスレートが生成されます。 同時に、非常に柔軟なので、1 回転あたり 1 パルスまでの任意のパルスレートを設定できます。 このデバイスは、高精度と分解能を備えた特許取得済みの磁気センサー技術に基づいています。 1回転あたり最大16384パルス、36mmからのコンパクト設計で、狭い設置スペースで高精度な測定を実現します。

アプリによる柔軟なパラメータ設定により、お客様自身で現場でデバイスを設定することができます。 これにより、機械の開発と試運転における柔軟性が向上します。 さまざまなコントローラーまたは周波数変換器をさまざまにテストできます。 マシン上のデバイスの交換は非常に柔軟な方法で可能です。 これにより、必要な在庫が少なくなり、保管コストと輸送コストが削減されます。 誤った注文は最小限に抑えられます。 さまざまなエンコーダ設定をアプリケーションに直接保存できます。

Wachendorff が特別に開発した汎用ソフトウェアは、センサーの種類に関係なく使用できます。 機能を有効にしたりデータを交換したりするなど、機能を他のセンサーやアクチュエーター システムに適合させることができます。

Apple と Android の両方と互換性のある Flutter ソフトウェアが、アプリのテクノロジーの基礎として使用されました。

NFC テクノロジーは、過酷な産業条件にうまく適応してきました。 エンコーダ シリーズは、標準的な直径が 36 mm と 58 mm で、シャフト エンコーダと中空シャフト エンコーダで構成されます。 製品の種類によりますが、軸荷重は300Nまで可能です。 逆極性および短絡保護は、DC 4.75V ～ DC 32V の全電圧範囲に対して提供されます。 業界で一般的な取り付けオプションがすべて利用可能です。 エンコーダには、ラジアル バージョンとアキシャル バージョンの両方で、M12 コネクタまたはケーブル アウトレットが付属しています。 堅牢なステンレス鋼ハウジングは、タイプに応じて IP67 および IP69K の保護を提供し、シャフト入力部では IP65 または最大 IP67 までの保護を提供します。 振動や衝撃に対する高い耐性があり、動作温度範囲も -40°C ～ 85°C であるため、非常に過酷な産業環境での使用に適しています。 カバーに使用されている新しい合金は磁気の影響に対するシールドを強化し、生産をさらに環境に優しいものにします。

データ送信のセキュリティも保証されます。 エンコーダの設定は、正しいパスワードが必要な場合にのみ可能です。 エンコーダの通信は暗号化され、エンド ユーザーのさまざまなレベルのアクセス権が PIN によって保護されます。 エンコーダにはいくつかのメモリがあります。 現在の設定は、マイクロコントローラーの内部メモリと NFC メモリに保存されます。

値が有効な場合、NFC メモリ内の設定を目的の設定で上書きでき、電源リセット後に内部メモリに転送されます。 NFC メモリ内のデータが無効な場合、内部メモリ内の最後の有効な値にリセットされます。 NFC メモリを使用することで、デバイスの電源がオフの場合でも設定データの読み取りと送信が可能です。 これは、簡単かつ安全に導入するために不可欠です。 デバイスの電源がオフの場合でも、すべてのデータは PIN によって保護および暗号化されます。

Bluetooth や WLAN と比較すると、NFC の到達距離は短く、近距離で通信します。 WLAN と Bluetooth の通信距離が長いほど、干渉を受けやすくなり、攻撃されやすくなる可能性があります。 どちらもアクティブな無線規格であり、電力が供給されている場合にのみ送信が行われます。 NFC を使用すると、パラメータ設定をマシン上で直接実行できるため、アクセスが制限されます。 NFC モジュールは受動的に通信するため、動作中に干渉はありません。 NFC を使用すると、マシン上でワイヤレスで電圧を必要とせずにパラメータ設定を直接行うことができるため、使用がより安全になり、複雑さが軽減されます。

アンテナの設計は、いくつかの機能的なプロトタイプを使用してテストされました。 さらなるテストと最適化のために、いくつかのアンテナ設計が作成され、生産量で調達されました。 これらは、受信品質、スマートフォンとアンテナ間の距離、通信の堅牢性についてテストされました。 アンテナの範囲とスペース要件の間の可能な最良の比率が特定されました。

開発されたソリューションは、現在の要件に十分なメモリと、将来の拡張に備えた十分な予備を提供します。 アンテナのレイアウトは、最大距離にわたって信頼性の高い伝送を提供しながら、20mm x 17mm の回路基板に適合するように最適化されています。

このボードは、リボン ケーブルと特別なロック コネクタを介してセンサー ボードに接続されます。 このロックは、高い機械的堅牢性を実現するために必要です。

WDGN は、広く使用されている IO-Link 通信規格が適さないお客様にとって、最適かつシンプルな代替手段です。

新しく開発されたWDGNシリーズには2つのバージョンがあります。 Basic バージョンには、インクリメンタル エンコーダの標準チャネル (A、B、N) と反転チャネルがあります。 Advanced バージョンはさらに高度です。 ここでは、4 つのチャネルを独立して構成できます。

新しいテクノロジーはコストと時間を簡単に節約し、持続可能性を高めます。

「当社の WDGN シリーズの目的は、お客様にエンコーダ構成の新しいオプションを提供することです」と Robert Wachendorff 氏は述べています。