Uno de los requisitos más importantes para los encoders de interfaz hombre-máquina (HMI) en la maquinaria agrícola es su resistencia a las influencias ambientales. El polvo, la suciedad y la humedad están omnipresentes en estos entornos y pueden afectar al funcionamiento de los componentes electrónicos. Además, las carcasas de los encoders deben estar diseñadas para soportar golpes y vibraciones, al tiempo que garantizan un sellado fiable. Otro requisito clave es su resistencia a la temperatura. Las temperaturas pueden variar enormemente en función de la aplicación, la estación del año y la ubicación. Desde períodos de frío extremo en invierno hasta días calurosos de verano con luz solar intensa, los componentes HMI deben soportar estas condiciones y funcionar de forma fiable. Para la cosechadora de patatas Keiler II, ROPA buscó un encoder rotativo que funcionara de forma fiable en las condiciones específicas de la maquinaria agrícola.
Encoders optimizados para la Keiler II
La cosechadora de patatas se sometió a un rediseño técnico fundamental centrado en la hidráulica, la interfaz del operario y la conexión en red del sistema para optimizar la eficiencia y la utilización de los recursos durante su funcionamiento en el campo. La máquina actualizada cuenta ahora con un avanzado sistema hidráulico con accionamiento totalmente hidráulico y detección electrónica de carga para un control basado en la demanda. El eje telescópico revisado aumenta la fuerza de dirección y el ángulo de giro. El sistema se complementa con iluminación LED, telemática para conectar la máquina con el centro de operaciones y un nuevo software de la máquina con características de seguridad mejoradas. Modificaciones de diseño como una pata estabilizadora hidráulica central y estaciones de clasificación ergonómicamente optimizadas completan el concepto.
Como parte del relanzamiento, un potenciómetro utilizado anteriormente para controlar la velocidad de la cinta transportadora debía sustituirse por un encoder para permitir el funcionamiento de la máquina desde múltiples estaciones de control. Un reto adicional: la unidad de control principal está montada directamente en la máquina, fuera de la cabina del conductor. Como resultado, los dispositivos de entrada están directamente expuestos a las condiciones ambientales. Por lo tanto, además de la resistencia al polvo y al agua en la parte frontal, la parte trasera del panel frontal también debe cumplir los requisitos de protección correspondientes. «Buscábamos un encoder que demostrara su eficacia en un entorno tan exigente y que pudiera ampliarse con un concepto de conector sellado», afirma Richard Bauer, del departamento de Desarrollo/Diseño de Ropa Fahrzeug- und Maschinenbau GmbH
El ESC17 de EBE cumple con los altos estándares exigidos a los componentes de la maquinaria agrícola y de construcción.
Diseño robusto para condiciones adversas
El ESC17 de EBE sensors + motion proporcionó la solución. Esta familia de productos se caracteriza por una robustez y durabilidad excepcionales. Gracias a su construcción con plásticos especiales y al mecanismo de retención desarrollado específicamente, soporta diversos requisitos MIL extremos. La detección sin contacto —y, por tanto, sin desgaste— del movimiento rotatorio y de las señales táctiles mediante un sensor Hall hace que el encoder rotativo ESC17 sea extremadamente fiable. Con 16 posiciones de retención, el mecanismo de retención de bola y resorte proporciona una agradable respuesta al tacto.
Gracias al mecanismo de retención y al botón, bien calibrados y claramente perceptibles, se evitan los errores de introducción de datos incluso en entornos de funcionamiento exigentes, como los que se dan en máquinas que se desplazan sobre el terreno. Los mecanismos de retención de la familia ESC17 están diseñados para varios cientos de miles de rotaciones y pulsaciones del botón, y pueden personalizarse para satisfacer las preferencias del cliente en cuanto a respuesta táctil. La protección contra descargas ESD de acuerdo con la norma IEC 61000-4-2 está garantizada cuando se instala el encoder, y este superó la prueba correspondiente con facilidad. El ESC17 no se ve afectado por interferencias EMC, como las especificadas en la norma DIN EN 12895, y garantiza un funcionamiento fiable sin ningún impacto negativo.
Sin embargo, inicialmente no se pudo implementar completamente el sellado detrás del panel frontal con el ESC17 estándar. Mediante modificaciones de diseño basadas en la experiencia existente en el sector militar, se desarrolló una solución que garantiza el sellado requerido también en la parte trasera. Además, los encoders ESC17 están diseñados de serie con conectores o contactos para el montaje directo en una placa de circuito impreso. Este diseño no era adecuado para su uso en el panel de control de la cosechadora de patatas, ya que el encoder debía conectarse directamente al mazo de cables de la máquina. La implementación resultó finalmente sencilla gracias a una adaptación a medida con un conector M12 integrado. «Estas medidas nos permitieron desarrollar un encoder extremadamente duradero, a la vez que táctil, y que cumple plenamente los requisitos del cliente», afirmó Andreas Hoffmann, director de producto de HMI en EBE sensors + motion.
El ESC17 se integra directamente en la unidad de control principal de la cosechadora de patatas ROPA para controlar la velocidad de la cinta transportadora. Esto planteó retos particulares, especialmente en lo que respecta al sellado.
Encoders optimizados para maquinaria agrícola
Para seguir satisfaciendo las elevadas exigencias de la maquinaria agrícola y de construcción, EBE ha optimizado aún más la familia ESC17 en cuanto a espacio de instalación y seguridad funcional. Debido a los crecientes requisitos de ergonomía, lógica de funcionamiento y claridad, hay poco espacio de instalación disponible en los paneles de control de la maquinaria agrícola moderna. El ESC17 mini, optimizado para este fin, está diseñado precisamente para estas condiciones. Con unas dimensiones de 17 × 19 mm (fondo × ancho) y una altura de montaje de 11 mm por debajo del panel frontal, el encoder es más compacto que muchas soluciones comparables. Al mismo tiempo, cumple los requisitos de robustez y vida útil de acuerdo con los estándares internos de HMI de la empresa. Estos estándares consolidan los requisitos de ensayo de las normas MIL, DIN EN y VDE pertinentes. Para aplicaciones con requisitos de seguridad especialmente elevados, está disponible el ESC17 SAFETY. Este modelo capta señales rotacionales y táctiles de forma redundante a través de dos sensores Hall independientes. El procesamiento de la señal se realiza por separado; en caso de fallo, se emite una señal de diagnóstico independiente a través de un pin específico. Esto hace que el modelo sea adecuado para funciones que requieran una entrada a prueba de fallos.
Soluciones personalizadas para necesidades específicas
Gracias a su diseño modular, EBE sensors + motion ofrece una amplia gama de opciones de personalización para sus encoders. Esto proporciona una flexibilidad que no se encuentra en los productos estándar, lo que permite soluciones para aplicaciones altamente especializadas —como aquellas que requieren posicionamiento absoluto—, tal y como demuestra ROPA. La calidad y una larga vida útil son siempre las principales prioridades, lo que garantiza que el usuario final se beneficie de las soluciones desarrolladas a medida durante mucho tiempo y que se eviten paradas innecesarias y costosas —por ejemplo, durante la temporada de cosecha—.avoided.
