Sensori per spritz beton
Sul proiettore di calcestruzzo (spritz beton) TSM Sensors monta l'inclinometro TLP300, che fornisce il feedback della posizione d'inclinazione. Il TLP300 si ordina in versione CANopen o analogica, a uno o a due assi. Le versioni non sono intercambiabili: da una all'altra cambiano il campo di misura e il modo di montarlo, e solo la CANopen si ordina in versione di sicurezza. I valori riportati qui vengono dai datasheet dei due modelli.
Come misura l'inclinazione il TLP300
Un inclinometro misura l'angolo rispetto alla direzione della gravità, su uno o più assi. Il TLP300 usa la tecnologia MEMS. Nel chip ci sono piccole masse sospese fra le armature di un condensatore, disposte a pettine: quando il sensore si inclina le masse si spostano, la distanza fra le armature cambia e con lei la capacità. Dalla variazione di capacità il sensore ricava l'angolo.
Il datasheet indica il TLP300 per macchine esposte a movimenti bruschi, urti e vibrazioni forti, come gru, piattaforme aeree e macchine movimento terra. Nella versione CANopen accelerometri e giroscopi lavorano insieme, con algoritmi proprietari di sensor fusion. La compensazione giroscopica però è attiva solo se si sceglie l'opzione dinamica; con l'opzione statica il sensore ne fa a meno. Il TLP300 Analog, stando al codice d'ordine, esiste soltanto in versione statica.
Uno o due assi: cambia anche il montaggio
Il TLP300 biassiale si monta a pavimento, con la piastra di base orizzontale. Dà una misura separata per l'asse X e per l'asse Y, anche quando il sensore è inclinato su entrambi nello stesso momento. Il campo arriva a ±85° per asse nella versione CANopen e a ±60° in quella analogica.
Il monoassiale va invece a parete: piastra di base verticale, asse Z perpendicolare alla gravità. Misura su ±180° oppure su 0-360°. Nella versione analogica il monoassiale è unipolare (da 0 al valore di fondo scala scelto) o bipolare (±).
Il fissaggio è lo stesso per tutte le versioni: quattro viti M5, con coppia di serraggio massima di 2 Nm. Il corpo misura 49 × 51,2 mm e pesa circa 70 g.
Precisione
Su questo punto le due versioni si equivalgono. L'accuratezza è di ±0,3° a 25 °C, la risoluzione di 0,01° e la deriva termica tipica di ±0,01° per grado centigrado (nel datasheet CANopen il valore è riferito all'inclinazione di 0°).
TLP300 CANopen o TLP300 Analog
La versione CANopen è conforme al profilo CiA 301 e si ordina con uscita CANopen, CANopen con diagnostica o CANopen Safety. L'alimentazione si sceglie fra 9-30 V DC e 8-36 V DC, e solo la seconda è conforme al regolamento UNECE n. 10 R06. Il consumo tipico senza carico è di 30 mA a 12 V DC e di 15 mA a 24 V DC. Per il collegamento ci sono il connettore maschio M12 a 5 poli su cavo PUR da 30 cm, la flangia M12 a 5 poli e il Deutsch DT04-4P sovrastampato su cavo PUR da 30 cm, in due varianti di pinout.
Con l'architettura ridondante le misure primarie sono duplicate: le acquisisce un'unica unità logica, che le pubblica su uno o più PDO secondo la mappatura scelta. Il TLP300 CANopen esiste anche con approvazione SIL2/PLd. La versione con componenti standard, precisa il datasheet, non è un componente di sicurezza ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE.
Il TLP300 Analog serve quando l'elettronica della macchina lavora con ingressi analogici. Le uscite 0,5-4,5 V e 0-5 V si alimentano a 9-30 V DC, le uscite 0-10 V e 4-20 mA a 12-30 V DC. Il carico va sopra i 10 kΩ per le uscite in tensione e sotto i 500 Ω per quella in corrente. La ridondanza qui è disponibile solo sui monoassiali. Lo zero si imposta collegando a massa per 2 secondi il pin 5 del connettore M12. Attenzione al cablaggio: il sensore è protetto contro l'inversione di polarità dell'alimentazione (pin 1 e 3), ma non contro i collegamenti errati sugli altri pin, e una tensione applicata ai pin 2, 4 e 5 può danneggiarlo.
All'accensione la versione analogica è pronta in meno di 300 ms, la CANopen in meno di 1,5 secondi.
Resistenza all'ambiente di lavoro
Tutte e due le versioni hanno corpo in poliammide rinforzata con fibra di vetro, grado di protezione IP68 secondo EN 60529 e temperatura di esercizio da -40 a +85 °C. Sono provate a urti di 50 G per 11 ms, 100 urti per asse (EN 60068-2-27), e a vibrazioni di 10 G fra 10 e 500 Hz, 2 ore per asse (EN 60068-2-6).
La versione CANopen ha qualche prova in più. Il datasheet riporta il test in nebbia salina (EN ISO 9227 / ISO 12944-6), la compatibilità elettromagnetica secondo EN 61326-1, EN 61326-3-1 e ISO 19014-3:2018, e l'immunità ai transitori sulla linea di alimentazione secondo ISO 7637-2 e ISO 16750-2. Per la versione analogica la compatibilità elettromagnetica è dichiarata secondo EN 61326-1 ed EN 61326-2-3.
TLP300 CANopen e TLP300 Analog a confronto
| TLP300 CANopen | TLP300 Analog | |
|---|---|---|
| Campo biassiale | Fino a ±85° per asse | Fino a ±60° per asse |
| Campo monoassiale | ±180° o 0-360° | ±180° o 0-360° |
| Accuratezza a 25 °C | ±0,3° | ±0,3° |
| Risoluzione | 0,01° | 0,01° |
| Compensazione giroscopica | Con opzione dinamica | Non prevista (solo versione statica) |
| Uscita | CANopen (CiA 301), CANopen con diagnostica, CANopen Safety | 0,5-4,5 V, 0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA |
| Alimentazione | 9-30 V DC o 8-36 V DC | 9-30 V DC o 12-30 V DC, secondo l'uscita |
| Architettura ridondante | Disponibile | Solo monoassiale |
| Versione SIL2/PLd | Disponibile | Non prevista nel codice d'ordine |
| Connettori | M12 5 poli su cavo 30 cm, flangia M12 5 poli, Deutsch DT04-4P su cavo 30 cm | M12 5 poli su cavo 30 cm, flangia M12 5 poli |
| Tempo di avvio | Meno di 1,5 s | Meno di 300 ms |
| Protezione e temperatura | IP68, da -40 a +85 °C | IP68, da -40 a +85 °C |
| Peso | Circa 70 g | Circa 70 g |
Il TLP300 su altre macchine
TSM usa il TLP300 per il feedback d'inclinazione anche sugli escavatori, dove rileva pure l'angolo del boom, e su pale gommate, telehandler, piattaforme aeree, sonde per pali, battipali, semirimorchi ribaltabili e passerelle nautiche.
Se sulla macchina serve una misura che il catalogo standard non copre, TSM sviluppa soluzioni personalizzate, e il 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.