NFC comme interface de configuration au lieu de câbles et de boîtiers d'adaptation

Au cours du développement d'une machine, il arrive un moment où les capteurs individuels doivent être affinés. Une incertitude survient souvent quant au nombre d'impulsions nécessaires pour une application optimale. L'effort et la frustration sont donc inévitables. Choisir les bons adaptateurs, outils et boîtiers de paramétrage pour le réglage des capteurs ne se déroule généralement pas aussi facilement que prévu. Les problèmes persistent lorsque le câble requis n'est pas disponible. Sans le bon câble, la configuration du jeu ne peut pas être modifiée ou adaptée.

Pour faciliter cette phase de développement, Wachendorff Automation GmbH & Co.KG a développé une solution intelligente et simple. Au lieu de s'appuyer sur les câbles adaptateurs et les boîtiers de paramétrage habituels, l'entreprise a décidé d'utiliser NFC - Near Field Communication - comme interface de configuration lors du développement du nouveau codeur incrémental.

Wachendorff est une entreprise de taille moyenne gérée par son propriétaire dont le siège est à Geisenheim près de Francfort-sur-le-Main, en Allemagne. L'entreprise, spécialisée dans le développement et la production d'encodeurs "Made in Germany", a développé le premier encodeur incrémental au monde qui peut être configuré individuellement à l'aide d'un smartphone. Les caractéristiques individuelles peuvent être créées et enregistrées dans une application pour smartphone. Ces paramètres peuvent maintenant être téléchargés sur l'encodeur via NFC. Le NFC est une technologie de transmission sans puissance et sans contact. La série WDGN a été équipée d'une puce NFC pour transférer cette technologie de communication établie à l'encodeur.

Une fréquence d'impulsions fiable et élevée est générée par la technologie de capteur d'encodeur spécialement développée. En même temps, il est si flexible que n'importe quelle fréquence d'impulsion jusqu'à une impulsion par tour peut être réglée. Les appareils sont basés sur une technologie de capteur magnétique brevetée avec une précision et une résolution élevées. Des mesures très précises peuvent être réalisées dans un petit espace d'installation avec jusqu'à 16384 impulsions par tour et une conception compacte à partir de 36 mm.

Le paramétrage flexible via l'application permet au client de configurer lui-même l'appareil sur place. Cela offre une plus grande flexibilité dans le développement et la mise en service de la machine. Différents contrôleurs ou convertisseurs de fréquence peuvent être testés de manière variable. L'échange des appareils sur la machine est possible de manière très flexible. Cela réduit les coûts de stockage et de transport car moins de stock est nécessaire. Les erreurs de commande sont réduites au minimum. Différentes configurations d'encodeurs peuvent être stockées directement dans l'application.

Le logiciel générique, spécialement développé par Wachendorff, peut être utilisé quel que soit le type de capteur. La fonctionnalité peut être adaptée à d'autres systèmes de capteurs et d'actionneurs, tels que l'activation de fonctions ou l'échange de données.

Le logiciel Flutter, compatible avec Apple et Android, a servi de base à la technologie de l'application.

La technologie NFC a été adaptée avec succès aux conditions industrielles difficiles. La série de codeurs, avec des diamètres typiques de 36 mm et 58 mm, se compose de codeurs à arbre et de codeurs à arbre creux. Selon le type de produit, une charge sur l'arbre allant jusqu'à 300 N est possible. Une protection contre l'inversion de polarité et les courts-circuits est fournie pour toute la plage de tension de DC 4,75 V à DC 32 V. Toutes les options de montage courantes de l'industrie sont disponibles. Les codeurs peuvent être fournis avec un connecteur M12 ou une sortie de câble, en version radiale et axiale. Le boîtier robuste en acier inoxydable offre une protection IP67 et IP69K, selon le type, et IP65 ou jusqu'à IP67 à l'entrée de l'arbre. Une haute résistance aux vibrations et aux chocs est disponible, ainsi qu'une plage de température de fonctionnement de -40°C à 85°C, ce qui les rend bien adaptés à une utilisation dans des environnements industriels très difficiles. Le nouvel alliage utilisé pour le couvercle offre une meilleure protection contre les influences magnétiques et rend la production encore plus respectueuse de l'environnement.

La sécurité de la transmission des données est également garantie. La configuration de l'encodeur n'est possible qu'avec le mot de passe correct. La communication de l'encodeur est cryptée et les différents niveaux de droits d'accès sont protégés par des codes PIN pour l'utilisateur final. Il y a plusieurs mémoires dans l'encodeur. La configuration actuelle est stockée dans la mémoire interne du microcontrôleur et dans la mémoire NFC.

Si les valeurs sont valides, la configuration dans la mémoire NFC peut être écrasée par celle souhaitée et sera transférée dans la mémoire interne après une réinitialisation de l'alimentation. Si les données de la mémoire NFC sont invalides, elles sont réinitialisées aux dernières valeurs valides de la mémoire interne. En utilisant la mémoire NFC, les données de configuration peuvent être lues et envoyées même lorsque l'appareil est éteint. Ceci est essentiel pour un déploiement facile et sécurisé. Toutes les données sont protégées et cryptées par le code PIN, même lorsque l'appareil est éteint.

Comparé au Bluetooth et au WLAN, le NFC a une portée plus courte et communique en champ proche. La portée plus longue du WLAN et du Bluetooth les rend plus sensibles aux interférences et potentiellement plus faciles à attaquer. Les deux sont des normes radio actives où la transmission ne peut avoir lieu que lorsque l'alimentation est appliquée. Avec NFC, la configuration des paramètres peut être effectuée directement sur la machine, garantissant un accès limité. Comme le module NFC communique de manière passive, il n'y a aucune interférence pendant le fonctionnement. Le NFC permet un paramétrage sans fil et sans tension directement sur la machine, ce qui le rend plus sûr et moins compliqué à utiliser.

La conception de l'antenne a été testée avec plusieurs prototypes fonctionnels. Pour des tests et une optimisation plus poussés, plusieurs conceptions d'antennes ont été créées et achetées en quantités de production. Ceux-ci ont été testés pour la qualité de réception, la distance entre le smartphone et l'antenne et la robustesse de la communication. Le meilleur rapport possible entre la portée et l'encombrement de l'antenne a été identifié.

La solution développée fournit suffisamment de mémoire pour les besoins actuels et des réserves suffisantes pour une extension future. La disposition de l'antenne a été optimisée pour s'adapter à une carte de circuit imprimé de 20 mm x 17 mm tout en offrant une transmission fiable sur la distance maximale.

Cette carte est connectée à la carte capteur via un câble ruban et des connecteurs de verrouillage spéciaux. Ce verrouillage est nécessaire pour une grande robustesse mécanique.

Le WDGN est une alternative optimale et simple pour les clients où la norme de communication IO-Link largement utilisée ne convient pas.

La nouvelle série WDGN est disponible en deux versions. La version Basic possède les voies standard d'un codeur incrémental (A, B, N) et les voies inversées. La version Advanced est plus avancée. Ici, quatre canaux peuvent être configurés indépendamment.

La nouvelle technologie permet d'économiser facilement des coûts et du temps et augmente la durabilité.

"L'objectif de notre série WDGN est d'offrir à nos clients de nouvelles options pour la configuration de leur codeur", déclare Robert Wachendorff.