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Seleção de componentes para indústria 4.0 (ART4275)

No artigo anterior discutimos um pouco dos problemas que o profissional da eletrônica deve encontrar ao desenvolver equipamentos específicos para este tipo de aplicação. A planta da indústria 4.0 tem características específicas que devem ser conhecidas pelo profissional e do mesmo modo ele deve estar apto a escolher o componente certo para seu projeto. Neste artigo damos uma seleção dos mais recentes componentes para essas aplicações.

A seleção é feita com base nos mais recentes lançamentos de componentes da Mouser Electronics (Novembro de 2019), devendo o projetista estar atento às rápidas modificações de tecnologia que determinam o aparecimento constante de novos componentes

 

Conforme tratamos no artigo anterior, a linha de componentes para aplicações na indústria 4.0 envolve desde sensores, atuadores, e circuitos de processamento de sinais, até circuitos de comunicação.

 

Sensores de Corrente

Um tipo de sensor fundamental numa indústria é o sensor de corrente. Ele sensoria a corrente não apenas de motores, mas também de atuadores, solenoides ou qualquer outro dispositivo de potência que seja alimentado por um circuito.

Num motor, ele pode sensoriar o esforço mecânico de modo a dosar seu torque. Num solenoide ele mede a força com que ele pressiona uma peça, possibilitando seu controle.

Os sensores podem tanto operar com dispositivos de efeito Hall que sentem a corrente pelo campo que geram como através de dispositivos resistivos que medem da corrente pela queda de tensão num resistor de muito baixo valor.

Um fabricante importante de sensores é a CUI que em sua linha de produtos possui sensores de 0,3 a 60 A de corrente fornecendo saídas já na forma que permite o processamento do sinal.

Na figura 1 temos um desses sensores da CUI.

 

Figura 1 – Sensor de corrente da CUI
Figura 1 – Sensor de corrente da CUI

 

Esses sensores também podem detectar o sentido de circulação da corrente, o que é importante se o motor opera em dois sentidos de rotação ou o atuador opera com forças nos dois sentidos.

Para saber mais sobre este tipo de sensor acesse: https://br.mouser.com/new/sensors/cui-current-sensors/n-5gejZ36u0tn 

Um outro tipo de sensor que encontra uma vasta gama de aplicações na indústria é o sensor Hall ou sensor de efeito Hall.

Este sensor é formado por um material que muda sua condutividade em presença de campos magnéticos. Associado a dispositivos que geram campos em seu funcionamento ou mesmo à movimentação de imãs ele pode ser usado de muitos modos na indústria.

A Honeywell, por exemplo tem na sua linha de produtos sensores como o VG481V1 que são indicados para aplicações no sensoriamento da velocidade de motores ou peças rotativas. Na figura 2 temos um exemplo de circuito de aplicação.

 

Figura 2 – sensor hall VG481V1 da Honeywell
Figura 2 – sensor hall VG481V1 da Honeywell

 

Mas, além dos sensores existem outros produtos específicos para aplicações na indústria 4.0.

Se bem que a maioria das aplicações seja sem fio, existirão ainda muitas conexões que serão feitas por fios, por exemplo, dos próprios circuitos de uma máquina a um sistema de comunicação sem fio

O par trançado será ainda uma solução, mas o ambiente hostil de uma fábrica exigirá cuidados especiais e tipos de cabos próprios.

Na figura 3 temos um exemplo de cabo trançado blindado da Cui. Trata-se do cabo AMT18C com comprimento padronizado de 3 pés (1 metro).

 

Figura 3 – Cabo trançado blindado
Figura 3 – Cabo trançado blindado

 

Na linha de acessórios temos ainda os cabos que são associados a conectores. Para aplicações com tensões de 630 V e correntes de 16 A temos os cabos com conectores circulares M12 da Phoenix Cointact, mostrado na figura 4.

 

Figura 4 – Cabo M12 da Phoenix Contact
Figura 4 – Cabo M12 da Phoenix Contact

 

Você pode ter mais especificações e outros componentes associados visitando o link: https://br.mouser.com/new/power/dc-power-connectors/phoenix-contact-m12-circular-connectors/n-6g7moZ36ax15 

Dentro da linha de dispositivos semicondutores com aplicações industriais podemos dar um destaque especial aos diodos Schottky. Com uma velocidade de comutação rápida e recuperação igualmente rápida eles são ideais para aplicações no controle de cargas indutivas como motores, solenoides, atuadores e muito mais.

Uma grande quantidade de projetos para aplicações na indústria 4.0 envolve esse tipo de semicondutor. Podemos encontrar uma grande quantidade de tipos, especificados para uma ampla gama de correntes e tensões na Mouser Electronics . Selecionamos exemplo.

Trata-se do FFSx0665B-F085 para 650 V com corrente de 6 A da ON Semiconductor.

Esse componente é indicado para aplicações em comutação como, por exemplo, os inversores de frequência e controles de velocidade. Na figura 5 temos este componente.

 

Figura 5 – O diodo Schottky da ON Semiconductor
Figura 5 – O diodo Schottky da ON Semiconductor

 

Consultando a empresa tipos para outras correntes e aplicações podemser encontrados. O link é: https://br.mouser.com/new/semiconductors/on-semi-ffsh1265bdn-f085-sic-diodes/n-5gcbZ2zq7rc 

Na indústria 4.0 precisarão ser alimentados por fontes especiais que proporcionem as tensões e correntes dentre de especificações rígidas. Para o desenvolvimento de projetos, a fonte pode ser um item resolvido se partirmos para as soluções existentes prontas para uso.

Um exemplo de empresa que oferece essas soluções e a Mean Well. Podemos dar como exemplo as fontes industriais com padrão DIN WDR-60 que podem ser alimentadas por tensões de 180 a 550 VAC com entradas para 1 ou 2 fases. Na figura 6 temos o diagrama de blocos de uma dessas fontes.

 

Figura 6 – Fonte WDR-60 da Mean Well
Figura 6 – Fonte WDR-60 da Mean Well

 

Acesse no link as especificações das fontes disponíveis: https://br.mouser.com/new/electromechanical/meanwell-wdr60-power-supplies/n-5g1xZ37okjr 

As aplicações indicadas são justamente o controle industrial, transporte, automação industrial e equipamentos em geral.

 

Conclusão:

O que vimos é apenas uma pequena parcela de produtos específicos com que podemos contar para um projeto 4.0.

As especificações rígidas que os componentes usados devem ter, a necessidade de circuitos de apoio apropriados e a disponibilidade de uma literatura técnica completa são de vital importância para o projetista.

Neste ponto você pode contar com a Mouser Electronics que fornece não apenas as mais recentes soluções em termos de componentes, como acesso à literatura e informações que evitam que você use um componente descontinuado ou que deve ter uma versão melhor em breve.

 

 

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