Sensori per mietitrebbia

Sulla mietitrebbia TSM Sensors ha due impieghi, entrambi affidati a encoder rotativi magnetici assoluti: il feedback di posizione della testata, con l'RTA100 dotato di albero, e il controllo dello sterzo, con l'RTS100 senza contatto. I due modelli leggono un angolo con lo stesso principio a effetto Hall, ma si collegano alla macchina in modo diverso, e la differenza si vede soprattutto al momento del montaggio.

I valori riportati qui sotto vengono dai datasheet dei due sensori.

Posizione della testata con l'encoder RTA100

Per il feedback di posizione della testata TSM usa l'RTA100, un encoder magnetico assoluto monogiro con albero. L'albero, in acciaio inox AISI303, trasmette la rotazione a un piccolo magnete a dipolo, e il sensore ne legge la posizione angolare a effetto Hall. Magnete ed elemento sensibile non si toccano: l'elemento di misura non si usura e il datasheet indica una vita attesa praticamente infinita.

La misura copre 0-360°, con risoluzione predefinita di 0,01° (selezionabile anche a 0,1° o 1°), linearità di ±0,5° a 25 °C e deriva termica tipica di ±0,01° per °C. Le misure primarie sono ridondate su due canali, CH1 e CH2, e il verso di conteggio si decide nel codice d'ordine: tutti e due orari, tutti e due antiorari, oppure in versi opposti.

Con un albero di mezzo, il collegamento meccanico ha dei limiti precisi. La velocità di rotazione deve restare sotto i 120 giri al minuto e il carico sull'albero non deve superare 20 N, sia in direzione radiale sia assiale. La coppia è di 0,05 Nm, 0,25 Nm allo spunto. L'albero si ordina in due versioni, Shaft A e Shaft B. Il corpo è in PBT rinforzato con fibra di vetro, pesa circa 45 grammi nella versione con connettore M12 e si fissa con viti M4, con coppia di serraggio massima di 2,5 Nm.

Controllo dello sterzo con l'encoder RTS100

Per lo sterzo TSM usa l'RTS100, lo stesso encoder che controlla lo sterzo di sideloader, irroratrici e porta attrezzi autonomi. Qui l'albero non c'è. Un magnete va montato in testa all'elemento che ruota, il sensore si fissa davanti e legge la posizione angolare a effetto Hall, senza contatto fra le parti.

Campo di misura (360°), risoluzione predefinita (0,01°) e linearità (±0,5° a 25 °C) sono gli stessi dell'RTA100. Cambia il modo in cui si arriva a quella precisione: senza un albero che guida il magnete, conta molto come si monta il sensore. Il datasheet fissa queste regole:

• distanza assiale fra magnete e sensore (air gap) fra 1 e 4 mm, consigliata 2 mm
• disallineamento radiale massimo di ±1 mm, consigliato 0 mm
• magnete non inserito in un supporto ferromagnetico e non a stretto contatto con superfici ferromagnetiche
• sensore fissato con viti M4 in acciaio inox amagnetico, per esempio AISI 316, con coppia massima di 2,5 Nm
• ogni sensore montato con il magnete della propria confezione

Ogni offset o disallineamento oltre questi valori aumenta la non linearità della misura. Il magnete si ordina in quattro versioni: rotore standard per un albero consigliato da 12 mm, magnete a vite M8, magnete a vite M7 e magnete da 10 x 2 mm. Il punto zero non è marcato e cambia da un'unità all'altra, quindi va impostato con un comando dopo l'installazione sulla macchina. Fra le funzioni il datasheet indica anche il rilevamento della perdita del magnete.

Su richiesta l'RTS100 integra un inclinometro MEMS a uno o due assi, con accuratezza statica di ±0,3° a 25 °C, che pubblica l'inclinazione insieme all'angolo.

Entrambi i modelli si possono ordinare in versione CANopen Safety con approvazione SIL2/PLd. La versione standard, precisano i due datasheet, non è un componente di sicurezza ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE; quello dell'RTS100 lo raccomanda espressamente per le applicazioni rilevanti per la sicurezza. Quale versione scegliere dipende dai requisiti di sicurezza funzionale fissati per la macchina.

RTA100 e RTS100 a confronto

Uscite, alimentazione e connettori

Tutti e due gli encoder hanno uscita CANopen conforme al profilo CiA DS301 e si ordinano anche con CANopen con diagnostica, SAE J1939 e CANopen Safety. L'alimentazione si sceglie fra 9-30 V DC e 8-36 V DC, e il firmware si aggiorna con il bootloader proprietario TSM.

Buona parte dei connettori è in comune: M12 a 5 poli su cavo PUR da 30 cm, connessione a fili 5 x 0,25 mm² su cavo PUR da 30 cm, Deutsch DT04-6P e DT04-4P sovrastampati, Molex Micro-Fit a 6 poli, M8 a 5 poli a 90° e cavo da 60 cm con connettore DT04-6P da assemblare dopo l'installazione. L'RTS100 aggiunge il cavo da 100 cm con DT04-6P e una seconda variante DT04-4P. Non tutte le combinazioni del codice d'ordine sono disponibili, e i datasheet chiedono di confermarle con TSM prima dell'ordine.

Gli stessi encoder su altre macchine agricole

L'RTA100 controlla lo sterzo anche sui trattori e sulle macchine per la raccolta della frutta. L'RTS100, oltre allo sterzo, legge la posizione del pedale dell'acceleratore sui trattori e quella delle braccia parallele sulle seminatrici.

TSM Sensors è membro di FEDERUNACOMA, la federazione dei costruttori di macchine per l'agricoltura. Per le misure che non rientrano nei modelli di serie sviluppa soluzioni personalizzate, e il suo team tecnico affianca il costruttore nella scelta del modello e durante le prove di convalida. Per parlare di un progetto si può scrivere dalla pagina contatti.