Renesas Electronics Corporation ha presentado una nueva familia de circuitos integrados de sensores de posición inductivos (IPS) sin imanes que se pueden personalizar completamente para diversos diseños de bobinas compatibles con una amplia gama de aplicaciones industriales, como robótica, medicina y salud, edificios inteligentes, electrodomésticos y conmutación de motores.

Diseñados para ofrecer alta resolución, precisión y un rendimiento robusto, los nuevos circuitos integrados de sensores RAA2P3226, RAA2P3200 y RAA2P4200 ofrecen una alternativa rentable a los codificadores magnéticos y ópticos tradicionales, que pueden ser voluminosos, caros y requerir un mantenimiento frecuente. Renesas también ha lanzado una herramienta de diseño basada en la web que permite a los clientes crear fácilmente elementos sensores personalizados para satisfacer las necesidades específicas de sus sistemas.

Los productos IPS de Renesas, que funcionan con tecnología de sensores de bobina sin contacto, utilizan un simple objetivo metálico y configuraciones de doble bobina o bobina única para detectar posiciones absolutas rotativas, lineales o en arco. Estos sensores IC están diseñados para mantener un funcionamiento estable incluso en entornos con temperaturas elevadas (de -40 a 125 °C), partículas, humedad, vibraciones mecánicas e interferencias electromagnéticas. Además, son inmunes a los campos magnéticos parásitos y no requieren mantenimiento, a diferencia de los sensores magnéticos u ópticos basados en codificadores. Su durabilidad y bajo mantenimiento los convierten en una solución de detección fiable y rentable para accionamientos de motores, actuadores, válvulas, robots de servicio y aplicaciones de infraestructura, donde la fiabilidad y el rendimiento a largo plazo son fundamentales.

Los tres productos ofrecen una alta precisión en la detección de posiciones objetivo, con una exactitud superior al 0,1 % del rango eléctrico total. Dos de los productos, el RAA2P3226 y el RAA2P3200, funcionan a 600 000 rpm (eléctricas) con retrasos de propagación inferiores a 100 ns, lo que es imprescindible en aplicaciones de motores de alta velocidad. El avanzado RAA2P3226 admite la detección de doble bobina con una resolución de hasta 19 bits y una precisión absoluta de 0,01°, lo que proporciona el rendimiento de alta precisión necesario para aplicaciones robóticas. El RAA2P4200 está destinado a aplicaciones de baja velocidad, como dispositivos médicos y herramientas eléctricas, y el RAA2P3200 está optimizado para la conmutación de motores de alta velocidad. Los tres productos incluyen calibración y linealización automáticas para simplificar la integración y mejorar el rendimiento a nivel del sistema.

Además de estos tres productos, Renesas también presentará los IPS de grado automotriz RAA2P452x y RAA2P4500, que estarán disponibles a finales de este año. El RAA2P452x de doble canal permite a los clientes cumplir con la norma de seguridad ASIL D cuando se combina con los MCU de Renesas. Esta solución de grado automovilístico ofrece una opción rentable para los sistemas de control de la carrocería y el chasis de baja velocidad sin comprometer la calidad.

El diseño con sensores de posición inductivos suele implicar la integración de una placa de circuito impreso, un circuito integrado con componentes pasivos y un objetivo metálico montado en la parte móvil. La parte más compleja es el elemento sensor externo, como las bobinas transmisoras y receptoras, que deben configurarse con precisión para lograr la exactitud y personalizarse según los requisitos mecánicos y ambientales del sistema. La herramienta web Inductive Position Sensor Coil Optimizer de Renesas aborda este reto automatizando el diseño, la simulación y el ajuste de las bobinas, lo que reduce significativamente la curva de aprendizaje para los desarrolladores. Con esta herramienta, los ingenieros también pueden obtener estimaciones precisas del rendimiento y superar las limitaciones de fabricación optimizando el diseño de las bobinas.

«Nuestra nueva herramienta web de diseño de bobinas supone un cambio revolucionario para la detección inductiva de posición», afirma Leopold Beer, vicepresidente de la división de sensores de Renesas. «En el pasado, los desarrolladores tenían que depender de los proveedores de chips para obtener conocimientos técnicos cuando trabajaban con sensores de posición inductivos. Hemos eliminado por completo este obstáculo. Esta herramienta intuitiva permite a los desarrolladores personalizar completamente el elemento sensor y ajustarlo automáticamente para lograr la máxima precisión y robustez a nivel del sistema. Esto reduce drásticamente la barrera de entrada y permite que más clientes, independientemente de su nivel de experiencia, integren con confianza la detección de posición inductiva en sus diseños».

Características principales de los modelos RAA2P3226, RAA2P3200 y RAA2P4200
RAA2P3226
IPS de doble bobina para articulaciones robóticas totalmente inductivas, robots logísticos e industriales/cobots
Interfaces de salida: UART, ABI, Step-Dir, I²C
Resolución de hasta 19 bits y precisión absoluta de 0,01° (Vernier integrado)
Control automático de ganancia (AGC) para compensar las variaciones del espacio de aire
Función de linealización de 16 puntos para mejorar la precisión
Información de posición real al encender el dispositivo
Rotatorio Posibilidades de implementación en eje y fuera de eje, en arco y lineal
Rango de temperatura de grado industrial: de -40 °C a 125 °C
Tensión de alimentación: de 3,0 V a 5,5 V

RAA2P3200
IPS de alta velocidad y baja latencia para conmutación de motores, bicicletas eléctricas y robots industriales/cobots
Interfaces de salida: SPI, UART, ABI, UVW o Step-Dir
Control automático de ganancia (AGC) para compensar las variaciones del entrehierro
Función de linealización de 16 puntos para mejorar la precisión
Posibilidad de implementaciones rotativas en eje y fuera de eje, en arco y lineales
Rango de temperatura de grado industrial: de -40 °C a 125 °C
Tensión de alimentación: de 3,0 V a 5,5 V
Protección contra sobretensión, polaridad inversa y cortocircuito

RAA2P4200
Diseño de bobina única para robots de servicio de baja velocidad, herramientas eléctricas y aplicaciones médicas
Interfaces de salida: analógica, PWM, I²C
Control automático de ganancia (AGC) para compensar las variaciones del entrehierro
Función de linealización de 16 puntos para mejorar la precisión
Posibilidad de implementaciones rotativas en eje y fuera de eje, en arco y lineales
Rango de temperatura de grado industrial: de -40 °C a 125 °C
Tensión de alimentación: de 3,0 V a 5,5 V
Protección contra sobretensión, polaridad inversa y cortocircuito
Sustitución del dispositivo ZMID4200