في الأول من يوليو، أطلقت شركة "دو وي تكنولوجي" الصينية المتخصصة في مستشعرات TMR المغناطيسية، دائرة متكاملة للمشفر المغناطيسي الدوار من نوع TMR3111D. يستهدف هذا المنتج الكشف عالي السرعة وعالي الدقة عن الموضع الدوار في الروبوتات والمحركات المؤازرة والتحكم في الحركة الصناعية، وسيتم عرضه في معرض "ميونخ إلكترونيك" شنغهاي 2026.

يكمن التركيز التقني لـ TMR3111D في دمج الكشف المغناطيسي المقاومي (TMR)، وحساب الزاوية، ومعالجة الإشارات الرقمية في شريحة مشفر واحدة صغيرة. المهمة الأساسية للمشفر الدوار هي تحويل زاوية دوران عمود المحرك، أو مفصل الروبوت، أو المشغل إلى إشارة تغذية مرتدة للموضع يمكن لنظام التحكم قراءتها؛ في الأنظمة المؤازرة، تدخل إشارة التغذية المرتدة هذه مباشرة في حلقة التحكم المغلقة لتصحيح السرعة والموضع وعزم الدوران. يعتمد TMR3111D على طريقة الكشف المغناطيسي غير التلامسي، حيث يحسب الزاوية عن طريق استشعار تغيرات المجال المغناطيسي الناتجة عن دوران مغناطيس خارجي، ولا يحتاج إلى أقراص بصرية أو نقاط تلامس ميكانيكية أو هياكل بصرية معقدة، مما يجعله مناسبًا لمفاصل الروبوت وهياكل نهاية المحرك التي تكون فيها المساحة محدودة، والاهتزازات كثيرة، ويصعب التحكم في تفاوتات التجميع. يتوافق هذا المنتج مع تكوينات المغناطيس المحورية واللامحورية، مما يعني أنه يمكن وضع المغناطيس مباشرة فوق الشريحة، أو يمكن استخدام هيكل منحرف ليتناسب مع تصميم المساحة الميكانيكية، مما يمنح مشغلات الروبوت ووحدات المحرك والمفاصل المدمجة مساحة هيكلية أكبر.

يعد تكوين الواجهة جزءًا مهمًا من TMR3111D الموجه لأنظمة التحكم في الحركة. تدعم هذه الشريحة مخرجات SPI وABZ وPWM وUVW، ويمكنها تلبية احتياجات التغذية المرتدة للزاوية المطلقة، والتغذية المرتدة للمشفر المتزايد، والتحكم في تبديل المحرك في وقت واحد.

تُستخدم واجهة SPI لإخراج بيانات الزاوية المطلقة، وهي مناسبة للشريحة الرئيسية لقراءة موضع الدوار أو المفصل مباشرة؛ وتُستخدم واجهة ABZ لأنظمة المشفر المتزايد، ويمكنها توفير تغذية مرتدة نبضية لمحركات الأقراص المؤازرة التقليدية؛ ويسهل خرج PWM نقل معلومات الزاوية بطريقة دورة العمل؛ ويمكن استخدام مخرجات UVW و Z لتبديل المحرك بدون فرشاة والمرجع الصفري. يمكن برمجة خرج ABZ المتزايد لـ TMR3111D حتى 4,096 PPR، ويصل تنسيق بيانات الزاوية الداخلية إلى 23 بت، ويدعم سرعة دوران عالية تصل إلى 40,000 دورة في الدقيقة، ونطاق جهد التشغيل من 3 فولت إلى 5 فولت، ويأتي في حزمة DFN10L بأبعاد 3 × 3 × 0.75 مم. بالنسبة لأنظمة المؤازرة عالية الديناميكية، فإن دعم السرعة العالية والحزمة الصغيرة أمران بالغا الأهمية، لأن المشغل غالبًا ما يحتوي على محرك، ومخفض، ولوحة تشغيل، ومحامل، وأسلاك، ومستشعرات، وكلما كان حجم المشفر أصغر، كان من الأسهل دمجه في وحدة مفصل متكاملة.

بالمقارنة مع المشفرات القائمة على تأثير هول، تكمن مزايا تقنية TMR بشكل أساسي في حساسيتها المغناطيسية ونسبة الإشارة إلى الضوضاء. تسمح الحساسية الأعلى للشريحة بالحصول على إشارة فعالة حتى في وجود مجالات مغناطيسية ضعيفة أو انحرافات في التركيب، بينما تساعد نسبة الإشارة إلى الضوضاء الأعلى في تقليل تموج الزاوية.

في سيناريوهات الروبوتات والمحركات المؤازرة، يؤثر استقرار التغذية المرتدة للزاوية بشكل مباشر على دقة التحكم. في مفاصل الروبوت أثناء التموضع الدقيق بسرعات منخفضة، والتأرجح عالي السرعة، والبدء والإيقاف المتكرر، وتغيرات الحمل، إذا أظهر المشفر ضوضاء أو انحرافًا أو أخطاء غير خطية، فسيقوم المتحكم بإدخال هذه الأخطاء في حلقة التنظيم المغلقة، مما يؤدي إلى اهتزاز المحرك، وانحراف الموضع، وتأخر الاستجابة، أو عدم استقرار المسار. يحتوي TMR3111D على وظائف تعويض الكسب التلقائي ومعايرة غير خطية مدمجة، والتي يمكنها تصحيح أخطاء المغناطيس المرتبطة بالتركيب، مما يحسن اتساق التجميع على دفعات. هذا التصميم مهم للإنتاج الضخم، لأنه عند تصنيع نفس مفصل الروبوت بكميات كبيرة، لا يمكن أن يكون موضع المغناطيس، والفجوة الهوائية، والانحراف المحوري، وزاوية تجميع PCB متطابقة تمامًا، ويمكن لقدرة التعويض على مستوى الشريحة أن تقلل من أعمال المعايرة والضبط اليدوي في المراحل النهائية.

تتركز تطبيقات TMR3111D في الروبوتات البشرية، والروبوتات الرباعية، والروبوتات التعاونية، ومفاصل الروبوتات الصناعية، وأنظمة المحركات المؤازرة، ومعدات التحكم في الحركة الدقيقة. تعتبر الروبوتات البشرية والرباعية حساسة بشكل خاص للتغذية المرتدة لموضع المفصل، حيث تحتاج مشغلات الركبة والورك والكاحل والكتف والمرفق والمعصم إلى معرفة الزاوية الحالية في الوقت الفعلي لإتمام التحكم في التوازن، وتخطيط المشية، وتوزيع عزم الدوران، وتعويض الحركة. تركز الروبوتات الصناعية والتعاونية بشكل أكبر على دقة التموضع المتكرر، واتساق المسار، وموثوقية التشغيل طويل الأمد. يوفر TMR3111D قدرات عالية السرعة، وعدم التلامس، وحزمة صغيرة، وواجهات متعددة، ومعايرة تلقائية، وهو ما يتوافق تمامًا مع احتياجات تطور مشغلات الروبوت نحو التكامل العالي والديناميكية العالية والدقة العالية. بالنسبة لمصنعي أنظمة المؤازرة، يمكن استخدام هذه الشريحة في التغذية المرتدة للمحركات المدمجة، والمشفرات المدمجة في وحدات المفاصل، والمشغلات الذكية، ولوحات التحكم في الحركة المتطورة، مما يساعد على تبسيط هيكل المشفر وزيادة درجة تكامل النظام.

لا تكمن الأهمية التقنية لهذا المنتج في "إضافة طراز مستشعر آخر"، بل في أن المشفرات المغناطيسية الدوارة تدخل الآن إلى مكونات التشغيل الأساسية للروبوتات. مع تطور مفاصل الروبوت من محركات ومخفضات ومحركات أقراص ومستشعرات منفصلة إلى مشغلات متكاملة، يجب على المشفر أن يلبي في نفس الوقت متطلبات الحجم الصغير، والسرعة العالية، والدقة العالية، ومقاومة التداخل القوية، وسهولة التجميع. من خلال الكشف بتقنية TMR، وإخراج الزاوية الرقمية، والتعويض التلقائي، والواجهات المتعددة، ودعم السرعة العالية، يقوم TMR3111D بضغط وظيفة التغذية المرتدة للموضع في شريحة صغيرة واحدة، مما يمكن أن يقلل من التعقيد الهيكلي لمفاصل الروبوت ووحدات المؤازرة. ما يحتاج حقًا إلى متابعة في المستقبل هو الاتساق الفعلي لهذا المنتج في ظل درجات الحرارة العالية، والاهتزازات، والتشغيل طويل الأمد، وأخطاء التجميع على دفعات، وتصميمات الدوائر المغناطيسية المختلفة، بالإضافة إلى وتيرة اعتماده من قبل عملاء مشغلات الروبوت والمحركات المؤازرة والتحكم في الحركة الصناعية.