El 1 de julio, la empresa china de sensores magnéticos TMR, MDT, lanzó el circuito integrado del codificador rotatorio magnético TMR3111D. Este producto está diseñado para la detección de posición rotatoria de alta velocidad y alta precisión en robots, servomotores y control de movimiento industrial, y se exhibirá en la feria Electronica China 2026 en Múnich.

El punto clave de la tecnología del TMR3111D radica en la integración de la detección magnetorresistiva TMR, el cálculo de ángulo y el procesamiento de señales digitales en un solo chip de codificador compacto. La tarea principal de un codificador rotatorio es convertir el ángulo de rotación del eje del motor, la articulación del robot o el actuador en una señal de retroalimentación de posición legible para el sistema de control; en un sistema servo, esta señal de retroalimentación ingresa directamente al control de lazo cerrado para corregir la velocidad, la posición y el par de salida. El TMR3111D utiliza un método de detección magnética sin contacto, calculando el ángulo al detectar los cambios en el campo magnético generados por la rotación de un imán externo, sin necesidad de discos de rejilla, contactos mecánicos o estructuras ópticas complejas, lo que lo hace adecuado para articulaciones de robot y estructuras de extremo de motor con espacio limitado, muchas vibraciones y tolerancias de montaje difíciles de controlar. Este producto es compatible con configuraciones magnéticas coaxiales y fuera de eje, lo que significa que el imán puede colocarse directamente sobre el chip o adoptar una estructura descentrada para adaptarse al diseño del espacio mecánico, proporcionando más margen estructural para actuadores robóticos, módulos de motor y articulaciones compactas.

La configuración de interfaz es una parte importante del TMR3111D orientada a sistemas de control de movimiento. Este chip admite salidas SPI, ABZ, PWM y UVW, y puede adaptarse simultáneamente a las necesidades de retroalimentación de ángulo absoluto, retroalimentación de codificador incremental y control de conmutación del motor.

La interfaz SPI se utiliza para generar datos de ángulo absoluto, adecuada para que el chip principal lea directamente la posición del rotor o la articulación; la interfaz ABZ se utiliza para sistemas de codificador incremental, proporcionando retroalimentación de pulsos para accionamientos servo tradicionales; la salida PWM facilita la transmisión de información de ángulo mediante el ciclo de trabajo; las salidas UVW y Z se pueden utilizar para la conmutación de motores sin escobillas y la referencia de punto cero. La salida incremental ABZ del TMR3111D se puede programar hasta 4,096 PPR, el formato de datos de ángulo interno alcanza 23 bits, admite una rotación de alta velocidad de hasta 40,000 rpm, un rango de voltaje de operación de 3 V a 5 V, y viene en un encapsulado DFN10L de 3 × 3 × 0.75 mm. Para sistemas servo de alta dinámica, el soporte de alta velocidad y el encapsulado pequeño son cruciales, ya que dentro del actuador a menudo se colocan simultáneamente el motor, el reductor, la placa de accionamiento, los rodamientos, el arnés de cables y el sensor; cuanto más pequeño es el codificador, más fácil es integrarlo en un módulo de articulación unificado.

En comparación con los codificadores de efecto Hall, las ventajas de la tecnología TMR se reflejan principalmente en la sensibilidad magnética y la relación señal-ruido. Una mayor sensibilidad permite que el chip obtenga señales efectivas incluso con campos magnéticos débiles o desviaciones de montaje, mientras que una mayor relación señal-ruido ayuda a reducir la fluctuación del ángulo.

En escenarios de robots y servomotores, la estabilidad de la retroalimentación de ángulo afecta directamente la precisión del control. En las articulaciones robóticas durante el posicionamiento preciso a baja velocidad, el balanceo a alta velocidad, los arranques y paradas frecuentes y los cambios de carga, si el codificador presenta ruido, deriva o errores no lineales, el controlador incorporará estos errores en la regulación del lazo cerrado, lo que provocará vibraciones del motor, desviaciones de posición, retraso en la respuesta o inestabilidad de la trayectoria. El TMR3111D incorpora funciones de compensación de ganancia automática y calibración no lineal, que pueden corregir errores magnéticos relacionados con el montaje, mejorando la consistencia en la producción en masa. Este diseño es importante para la fabricación en serie, ya que en la producción a gran escala de la misma articulación robótica, la posición del imán, el entrehierro, la desviación axial y el ángulo de montaje de la PCB no pueden ser completamente consistentes; la capacidad de compensación a nivel de chip puede reducir el trabajo de calibración posterior y ajuste manual.

Las aplicaciones del TMR3111D se centran en robots humanoides, robots cuadrúpedos, robots colaborativos, articulaciones de robots industriales, sistemas de servomotores y equipos de control de movimiento de precisión. Los robots humanoides y cuadrúpedos son especialmente sensibles a la retroalimentación de posición de las articulaciones; las articulaciones de la rodilla, cadera, tobillo, hombro, codo y muñeca necesitan conocer el ángulo actual en tiempo real para completar el control de equilibrio, la planificación de la marcha, la distribución del par y la compensación del movimiento. Los robots industriales y colaborativos se centran más en la precisión de posicionamiento repetitivo, la consistencia de la trayectoria y la confiabilidad operativa a largo plazo. El TMR3111D ofrece capacidades de alta velocidad, sin contacto, encapsulado pequeño, múltiples interfaces y calibración automática, que se alinean con la tendencia de los actuadores robóticos hacia una mayor integración, alta dinámica y alta precisión. Para los fabricantes de sistemas servo, este tipo de chip se puede utilizar para retroalimentación compacta de motores, codificadores integrados en módulos de articulación, actuadores inteligentes y tarjetas de control de movimiento de alta gama, lo que ayuda a simplificar la estructura del codificador y mejorar la integración del sistema.

El significado técnico de este producto no radica en "un modelo de sensor más", sino en que los codificadores rotatorios magnéticos están ingresando a los componentes centrales de ejecución de los robots. A medida que las articulaciones robóticas pasan de ser una combinación de motor, reductor, accionamiento y sensor discretos a actuadores integrados, el codificador debe cumplir simultáneamente con los requisitos de tamaño pequeño, alta velocidad, alta precisión, fuerte inmunidad a interferencias y facilidad de montaje. El TMR3111D, a través de la detección TMR, la salida de ángulo digital, la compensación automática, múltiples interfaces y el soporte de rotación de alta velocidad, comprime la función de retroalimentación de posición en un solo chip pequeño, lo que puede reducir la complejidad estructural de las articulaciones robóticas y los módulos servo. Lo que realmente necesita atención en el futuro es la consistencia real de este producto bajo altas temperaturas, vibraciones, operación a largo plazo, errores de montaje en masa y diferentes diseños de circuitos magnéticos, así como su progreso de adopción entre clientes de actuadores robóticos, servomotores y control de movimiento industrial.