NFC como interfaz de configuración en lugar de cables y cajas adaptadoras

Durante el desarrollo de una máquina, llega un momento en el que es necesario ajustar los sensores individuales. A menudo surge la incertidumbre sobre el número de pulsos necesarios para una aplicación óptima. El esfuerzo y la frustración son, por tanto, inevitables. La elección de los adaptadores, las herramientas y las cajas de parametrización adecuadas para el ajuste del sensor no suele ser tan fácil como se esperaba. Los problemas continúan cuando el cable requerido no está disponible. Sin el cable adecuado, la configuración establecida no se puede cambiar ni adaptar.

Para facilitar esta fase de desarrollo, Wachendorff Automation GmbH & Co.KG ha desarrollado una solución inteligente y sencilla. En lugar de confiar en los cables adaptadores y las cajas de parametrización habituales, la empresa decidió utilizar NFC (Near Field Communication) como interfaz de configuración al desarrollar el nuevo codificador incremental.

Wachendorff es una empresa mediana, administrada por el propietario, con sede en Geisenheim, cerca de Fráncfort del Meno, Alemania. La empresa, que se especializa en el desarrollo y producción de codificadores "Made in Germany", ha desarrollado el primer codificador incremental del mundo que se puede configurar individualmente usando un teléfono inteligente. Las características individuales se pueden crear y guardar en una aplicación de teléfono inteligente. Estos ajustes ahora se pueden cargar en el codificador a través de NFC. NFC es una tecnología de transmisión sin energía y sin contacto. La serie WDGN ha sido equipada con un chip NFC para transferir esta tecnología de comunicación establecida al codificador.

La tecnología de sensor de codificador especialmente desarrollada genera una tasa de pulso alta y confiable. Al mismo tiempo, es tan flexible que se puede configurar cualquier frecuencia de pulso hasta un pulso por revolución. Los dispositivos se basan en tecnología patentada de sensores magnéticos con alta precisión y resolución. Se pueden realizar mediciones de alta precisión en un espacio de instalación pequeño con hasta 16384 pulsos por revolución y un diseño compacto a partir de 36 mm.

La configuración flexible de parámetros a través de la aplicación permite al cliente configurar el dispositivo en el sitio por sí mismo. Esto proporciona una mayor flexibilidad en el desarrollo y la puesta en marcha de la máquina. Se pueden probar diferentes controladores o convertidores de frecuencia de forma variable. El intercambio de los dispositivos en la máquina es posible de forma muy flexible. Esto reduce los costos de almacenamiento y transporte ya que se requiere menos stock. Los pedidos incorrectos se reducen al mínimo. Se pueden almacenar diferentes configuraciones de codificador directamente en la aplicación.

El software genérico, especialmente desarrollado por Wachendorff, se puede utilizar independientemente del tipo de sensor. La funcionalidad se puede adaptar a otros sistemas de sensores y actuadores, como habilitar funciones o intercambiar datos.

El software Flutter, que es compatible tanto con Apple como con Android, se utilizó como base para la tecnología de la aplicación.

La tecnología NFC se ha adaptado con éxito a las duras condiciones industriales. La serie de codificadores, con diámetros típicos de 36 mm y 58 mm, consta de codificadores de eje y codificadores de eje hueco. Según el tipo de producto, es posible una carga sobre el eje de hasta 300 N. Se proporciona protección contra polaridad inversa y cortocircuito para el rango de voltaje completo de CC 4,75 V a CC 32 V. Todas las opciones de montaje comunes de la industria están disponibles. Los encoders se pueden suministrar con conector M12 o salida de cable, tanto en versión radial como axial. La robusta carcasa de acero inoxidable proporciona protección IP67 e IP69K, según el tipo, e IP65 o hasta IP67 en la entrada del eje. Está disponible una alta resistencia a las vibraciones y los golpes, así como un rango de temperatura de funcionamiento de -40 °C a 85 °C, lo que los hace ideales para su uso en entornos industriales muy duros. La nueva aleación utilizada para la cubierta proporciona una mejor protección contra las influencias magnéticas y hace que la producción sea aún más respetuosa con el medio ambiente.

La seguridad de la transmisión de datos también está garantizada. La configuración del codificador solo es posible con la contraseña correcta. La comunicación del codificador está encriptada y los diferentes niveles de derechos de acceso están protegidos por PIN para el usuario final. Hay varias memorias en el codificador. La configuración actual se almacena en la memoria interna del microcontrolador y en la memoria NFC.

Si los valores son válidos, la configuración en la memoria NFC se puede sobrescribir con la deseada y se transferirá a la memoria interna después de un reinicio de energía. Si los datos en la memoria NFC no son válidos, se restablecen a los últimos valores válidos en la memoria interna. Al usar la memoria NFC, los datos de configuración se pueden leer y enviar incluso cuando el dispositivo está apagado. Esto es esencial para una implementación fácil y segura. Todos los datos están protegidos y encriptados por el PIN, incluso cuando el dispositivo está apagado.

En comparación con Bluetooth y WLAN, NFC tiene un alcance más corto y se comunica en el campo cercano. El mayor alcance de WLAN y Bluetooth los hace más susceptibles a las interferencias y potencialmente más fáciles de atacar. Ambos son estándares de radio activos donde la transmisión solo puede tener lugar cuando se aplica energía. Con NFC, la configuración de parámetros se puede realizar directamente en la máquina, lo que garantiza un acceso limitado. Como el módulo NFC se comunica de forma pasiva, no hay interferencias durante el funcionamiento. NFC permite la parametrización inalámbrica y sin voltaje directamente en la máquina, lo que la hace más segura y menos complicada de usar.

El diseño de la antena ha sido probado con varios prototipos funcionales. Para más pruebas y optimización, se crearon y adquirieron varios diseños de antena en cantidades de producción. Estos fueron probados para la calidad de recepción, la distancia entre el teléfono inteligente y la antena y la solidez de la comunicación. Se identificó la mejor relación posible entre el alcance y el requisito de espacio de la antena.

La solución desarrollada proporciona suficiente memoria para los requisitos actuales y suficientes reservas para futuras expansiones. El diseño de la antena se ha optimizado para que encaje en una placa de circuito de 20 mm x 17 mm y, al mismo tiempo, proporcione una transmisión confiable a la distancia máxima.

Esta placa está conectada a la placa del sensor a través de un cable plano y conectores de bloqueo especiales. Este bloqueo es necesario para una alta robustez mecánica.

El WDGN es una alternativa óptima y simple para los clientes en los que el estándar de comunicación IO-Link, que de otro modo se usa ampliamente, no es adecuado.

La serie WDGN recientemente desarrollada está disponible en dos versiones. La versión Basic tiene los canales estándar de un codificador incremental (A, B, N) y los canales invertidos. La versión avanzada es más avanzada. Aquí, cuatro canales se pueden configurar de forma independiente.

La nueva tecnología ahorra fácilmente costes y tiempo y aumenta la sostenibilidad.

"El objetivo de nuestra serie WDGN es ofrecer a nuestros clientes nuevas opciones para la configuración de su codificador", dice Robert Wachendorff.