Neue SPE "Single Pair Ethernet" PHYs und Switches mit integrierten PHYs von REALTEK

Unser Partner REALTEK stellt seine ersten Produkte für das Thema SPE "Single Pair Ethernet" vor.

Neben einem Single Port PHY ((R)MII-interface) RTL8201G(R)(I), der neben 100BASE-T1 und einem „long distance mode“ auch traditionelles Fast Ethernet beherrscht, gibt es mit dem RTL8326H(I) den weltweit ersten Switch mit 8 integrierten SPE-PHYs die genauso betrieben werden können wie der RTL8201G.

Weitere Informationen entnehmen Sie gerne dem Produktbereich auf unserer Homepage:
RTL8201G(R)(I)
RTL8326H(I)
Produktbereich Networking/Datacom


Contact person:
Christian Wessel-Berning, Product Line Manager
Telefon: +49 (0) 54 24 23 40-28
cwessel-berning@mev-elektronik.com

Piezo Motoren ohne Premium-Preisschild

Piezo Motion bietet ultraeffiziente Präzisionsmotoren für kostengünstige, kompakte, leichte, leistungsstarke Antriebslösungen.

Verglichen mit herkömmlichen Präzisionsanwendungen mit DC-, BLDC- und Schrittmotoren haben die Piezomotoren von Piezo Motion folgende Vorteile:

Was ist ein Piezomotor?

Das Wort Piezo leitet sich vom griechischen Wort „piezein“ ab, was so viel wie drücken bedeutet. Der piezoelektrische Effekt lässt sich am besten als die Fähigkeit einiger Materialien (z. B. Piezokeramiken, Piezoelemente) beschreiben, als Reaktion auf eine mechanische Kraft (z. B. Quetschen oder Drücken) eine elektrische Ladung zu erzeugen. Der piezoelektrische Effekt ist reversibel, indem den Effekt aufweisende Materialien auch den umgekehrten Effekt "den inversen piezoelektrischen Effekt" aufweisen können. So verändern sie bei Anregung durch eine elektrische Ladung Form oder Größe und der inverse piezoelektrische Effekt ist die Grundlage für die Konstruktion von piezoelektrischen Motoren (Piezomotoren).

Obwohl der inverse piezoelektrische Effekt seit Jahren gut bekannt und untersucht ist, findet die Piezo-Technologie erst seit kurzem Anwendung in kommerziellen alltäglichen Geräten wie z.B. Fokussierung von Digitalkameras, Industrieventile oder Spielzeug.

Diese Situation ändert sich jetzt schnell, da immer mehr Unternehmen nach Alternativen zu herkömmlichen elektromagnetischen Motoren suchen, um moderne Probleme zu lösen, die mit der wachsenden Nachfrage nach besserer Leistung, höherer Energieeffizienz, Miniaturisierung und umweltfreundlicher Technologie verbunden sind. Immer mehr Unternehmen stellen fest, dass die Piezo-Motorentechnologie die einzigen effizienten und kostengünstigen Antworten auf diese Probleme bietet.

Piezomotoren gibt es in linearer und rotatorischer Form. Sie können für eine Vielzahl von Anwendungen sowohl als Einzel- als auch als komplexes Mehrachsensystem eingesetzt werden, die eine sehr präzise, ​​wiederholbare und zuverlässige Bewegungssteuerung.

Aktuell gibt es die folgenden Modelle von Piezo Motion :
Rotative Piezo Motoren: 1 bis 30 mNm, 9 bis 32 mm Durchmesser
Lineare Piezo Motoren: 0,2 bis 10 N, 9 bis 30 mm Hub

Die geringe Größe des Piezomotors bedeutet, dass er an einer Vielzahl von Orten eingesetzt werden kann, an denen andere Lösungen möglicherweise Grenzen haben. Da Piezomotoren außerdem nicht magnetisch sind, können sie häufig in Anwendungen verwendet werden, die die Erzeugung starker Magnetfelder erfordern, wie z. B. medizinische MRT-Geräte.

Präzisionspositionierungs- und Bewegungssteuerungsanwendungen haben sich gegenüber der Verwendung piezoelektrischer Geräte erheblich weiterentwickelt, da sie genaue Bewegungen bis in den Nanometerbereich ermöglichen. In Umgebungen mit wenig Spielraum für Fehler kann ein genaues und wiederholbares Positionierungssystem der entscheidende Faktor zwischen anderen alternativen Lösungen sein.

Es gibt zahlreiche Gründe, warum sich ein Piezomotor hervorragend für viele Motion-Control-Systemdesigns eignet. Zunächst einmal sind sie von Natur aus energieeffizient, da nur dann Strom verbraucht werden muss, wenn Bewegung benötigt wird. Da kein elektrischer Strom an ein Piezo-Motorsystem gesendet wird, behält das Gerät seine Position und kann aufgrund der Wissenschaft hinter dem Piezo-Effekt an Ort und Stelle bleiben.

Wie funktioniert ein Piezomotor?

Die Piezomotoren von Piezo Motion  arbeiten nach einem patentierten Prinzip der Anregung von Ultraschall-Stehwellen in einem piezoelektrischen Resonator.

Die resultierende Überlagerung zweier orthogonaler Ultraschallwellen verursacht eine elliptische Bewegung der Resonatorspitze, die den Rotor antreibt.

Die Bewegung eines Piezomotors wird durch eine Folge von elektrischen Impulsen gesteuert, die typischerweise von einer digital gesteuerten Wechselspannungsquelle geliefert werden, die direkt an das Piezoelement angelegt wird. Für die Dauer jedes Pulses wird die Erregerwechselspannung an das Piezoelement mit seiner Ultraschallresonanzfrequenz angelegt, wodurch es vibriert (und seine Form ändert).

Die Geschwindigkeit des Motors wird geändert, indem entweder die Wiederholungsrate der Pulse variiert wird, die die Dauer jedes einzelnen Pulses umfasst (d. h. Pulsweitenmodulation „PWM“). Mit der digitalen Steuerung kann jede Bewegung von einem einzelnen Nanometerschritt bis hin zu einer kontinuierlichen Bewegung genau und wiederholbar eingestellt werden.

Piezo Motion Treiber

Die elektronischen Treiberplatinen wurde entwickelt, um eine kostengünstige Benutzerschnittstelle bereitzustellen, die mit den Piezomotoren von Piezo Motion kompatibel ist.​

Jede Treiberplatine wird für das jeweilige Motormodell vorprogrammiert geliefert und ist per Software konfigurierbar, um eine Optimierung der Treibersignale und der internen Steuerung zu ermöglichen.​

Der Hauptzweck der Treiberplatine ist die Erzeugung von elektrischen Pulsen mit bestimmter Frequenz und Amplitude zur Anregung des Piezoresonators.  

Es gibt zwei Varianten vom Piezo Motion TreiberOpen Loop und Closed Loop

Open Loop Lösungen eigenen sich für relative Bewegungen und Handsteuerung, während die Closed Loop Technik für exakte und wiederholgenaue Positionierung empfohlen wird, da die "Schritte" beim Piezomotor nicht immer zu 100% identisch sind.

Motor & Treiber Kombinationen

Die Piezomotoren von Piezo Motion sind mit und ohne integriertem Encoder erhältlich. Für Closed Loop Anwendungen ist in jeden Fall ein Encoder nötig.

Zusammenfassung

Die Piezo Motor Motoren von Piezo Motion bieten technische Vorteile und sind eine kostengünstige Alternative zu hochwertigen DC-, BLDC- und Schrittmotorantrieben für rotatorische und lineare Bewegungen. Sie sind direkt angetrieben und bieten eine hohe Präzision mit schnellen Reaktionszeiten sowie eine gute Leistungsdichte und ein geringes Gewicht. Mit null Energie zum Halten bieten sie die Möglichkeit eines sehr effizienten Gesamtbetriebs. Sie können so konstruiert werden, dass sie eine geringe magnetische Permeabilität für den Einsatz in MRT-Feldern bieten, immun gegen EM- und HF-Störungen sind und keine Emissionen aufweisen.

Kurz gesagt, Piezomotoren von Piezo Motion bieten Ingenieuren eine einzigartige alternative Konstruktionslösung, die sie in einer Vielzahl von Anwendungen in Betracht ziehen können.

Wenn Sie mehr über die Firma Piezo Motion erfahren möchten, klicken Sie bitte auf das Logo:

Kontakt

Wenn Sie mehr über die Piezomotoren von Piezo Motion erfahren möchten, kontaktieren Sie bitte:

Guido Gandolfo
Produkt Line Manager
Motion Control
+49 5424 2340-57
ggandolfo@mev-elektronik.com

TMC4671+TMC6100: FOC Servo Chipset

Der Trend zur zunehmenden Automatisierung unserer Umwelt bringt einen steigenden Bedarf für energieeffiziente Motorsteuerung mit sich. Der Fokus hat sich dabei von den großen Antrieben, bei denen ein offensichtliches Einsparpotenzial vorliegt auch zu den kleineren, eingebetteten Antrieben verschoben, für die große Inverter keine Option sind.

Das Chipset TMC4671+TMC6100 von TRINAMIC adressiert diesen Markt. Dabei ist der TMC4671 ein Motion Controller in dem alle notwendigen Regelschleifen in erprobten und verlässlichen State-Machines realisiert werden. Damit wird der Mikrocontroller und dessen Software von allen zeitkritischen Aufgaben entlastet. Alle Regelaufgaben übernimmt der Baustein unabhängig. Der Prozessor liefert lediglich die Initialisierung und danach Zielpositionen und Zieldrehzahlen. Der Servoregler hat integrierte Analog-Digital-Umsetzer, Lagegeber-Schnittstellen einen Positions-Interpolator für den Betrieb mit niedrig auflösenden Gebern und ist ideal für Anwendungen wie kollaborative Roboter, „Pick & Place“-Maschinen, E-Mobilität, Laborautomatisierung und Medizintechnik. Der TMC6100 ist ein dazu passender Gate-Treiber mit einstellbaren Strömen, so dass der Leistungsteil einfach über die MOSFETs skaliert wird.

Der TMC4671 wurde entwickelt, um in Embedded-Motorsteuerungen die Entwicklungszeit zu minimieren und gleichzeitig die Leistung von aufwändigen Invertern hinsichtlich Effizienz und Dynamik zu erreichen. Statt die Regler selbst auf einem Mikrocontroller oder Signalprozessor zu implementieren, braucht der Entwickler hier nur zu parametrieren, wobei die Software-Umgebung von Trinamic hilfreich ist.

Der TMC4671 bietet mit bis zu 100 kHz einstellbare Stromregler- und Schaltfrequenzen, die sonst nur mit FPGA oder großen DSP erreicht werden können. Speziell bei Motoren mit niedrigen Induktivitäten können so der Strom-Ripple und damit auch die Stator-Verluste deutlich reduziert werden. Der IC unterstützt verschiedene Positionsgeber-Schnittstellen von A/B/N Inkremental-Encoder, über Sinus/Cosinus-Signale bis zu digitalen und analogen Hall-Signalen, die nach Bedarf den kaskadierten Reglern zugeordnet werden können. Mit seiner Delta-Sigma-Strommessung kann der Baustein gut mit externen, isolierenden Frontends verwendet werden.

Das Evaluierungssystem TMC6100+TMC4671-EVAL-KIT bietet die Möglichkeit das Chipset mit Hilfe der kostenlosen PC-Software TMCL-IDE in Betrieb zu nehmen und die Motorregler zu Parametrieren. Als Besonderheit gibt es ein Real-Time-Monitoring-Interface (RTMI) mit dem über USB in Echtzeit auf alle Parameter zugegriffen werden kann. Das Vereinfacht die Regler-Optimierung erheblich. Beim weiteren Weg zum eigenen Design hilft das das Break-out-Board und Referenzdesign TMC4671+TMC6100-BOB. Hier kann direkt der eigene Mikrocontroller adaptiert werden um den Design-In-Prozess deutlich zu beschleunigen.

Smarter integrierter Hochleistungs-Schrittmotortreiber-IC TMC2240 von ADI Trinamic

Der neue TMC2240 von ADI Trinamic sind smarte integrierte Hochleistungs-Schrittmotortreiber-ICs mit seriellen Kommunikationsschnittstellen (SPI, UART) und umfangreichen Diagnosefunktionen. Der TMC2240 kombiniert einen integrierten Indexer mit 256 µSchritten und zwei vollständig integrierte H-Brücken mit 36 ​​V und maximal 3,0 A sowie eine verlustfreie integrierte Strommessung (ICS) ohne Shunt-Widerstände. TMC2240-Treiber verfügen über umfangreiche Diagnose- und Schutzfunktionen wie Kurzschluss-/Überstromschutz, thermische Abschaltung und Unterspannungssperre. Während thermischer Abschaltung und Unterspannungssperrereignissen ist der Treiber deaktiviert. Die ADI Trinamic TMC2240 Schrittmotortreiber-ICs bieten Funktionen zum Messen der Treibertemperatur, zum Schätzen der Motortemperatur und zum Einlesen eines externen Analogeingangs. Die Treiber sind im TQFN32-Gehäuse mit 5 x 5 mm oder im TSSOP38-Gehäuse mit 9,7 x 4,4 mm erhältlich. Evaluationboards und Muster sind verfügbar.

Download: TMC2240_datasheet.pdf

Kontakt

Wenn Sie mehr über die neuen Hochleistungstreiber von ADI Trinamic erfahren möchten, kontaktieren Sie bitte:

Guido Gandolfo
Produkt Line Manager
Motion Control
+49 5424 2340-57
ggandolfo@mev-elektronik.com