Em 1º de julho, a empresa chinesa de sensores magnéticos TMR, MDT, lançou o circuito integrado do codificador rotativo magnético TMR3111D. O produto é voltado para detecção de posição rotacional de alta velocidade e alta precisão em robôs, servomotores e controle de movimento industrial, e será exibido na Electronica China 2026 em Munique.
O destaque técnico do TMR3111D reside na integração da detecção magnetorresistiva TMR, cálculo de ângulo e processamento digital de sinais em um único chip de codificador compacto. A tarefa central de um codificador rotativo é converter o ângulo de rotação do eixo do motor, junta do robô ou atuador em um sinal de feedback de posição legível pelo sistema de controle; em sistemas servo, esse sinal de feedback entra diretamente no controle de malha fechada para corrigir velocidade, posição e torque de saída. O TMR3111D utiliza um método de detecção magnética sem contato, calculando o ângulo ao detectar as mudanças no campo magnético geradas pela rotação de um ímã externo, sem necessidade de disco de grade, contatos mecânicos ou estruturas ópticas complexas, sendo adequado para juntas de robôs e estruturas de extremidade de motor com espaço limitado, muitas vibrações e tolerâncias de montagem difíceis de controlar. O produto é compatível com configurações magnéticas coaxiais e off-axis, o que significa que o ímã pode ser colocado diretamente acima do chip ou em uma estrutura deslocada para se adequar ao design do espaço mecânico, proporcionando mais margem estrutural para atuadores de robôs, módulos de motor e juntas compactas.
A configuração de interface é uma parte importante do TMR3111D voltada para sistemas de controle de movimento. O chip suporta saídas SPI, ABZ, PWM e UVW, podendo atender simultaneamente às necessidades de feedback de ângulo absoluto, feedback de codificador incremental e comutação de motor.
A interface SPI é usada para saída de dados de ângulo absoluto, adequada para leitura direta da posição do rotor ou junta pelo chip de controle principal; a interface ABZ é usada para sistemas de codificador incremental, podendo fornecer feedback de pulso para drivers servo tradicionais; a saída PWM facilita a transmissão de informações de ângulo por meio de ciclo de trabalho; as saídas UVW e Z podem ser usadas para comutação de motor brushless e referência de posição zero. A saída incremental ABZ do TMR3111D pode ser programada até 4.096 PPR, o formato interno de dados de ângulo atinge 23 bits, suporta rotação de alta velocidade de até 40.000 rpm, a faixa de tensão de operação é de 3 V a 5 V, e é embalado em DFN10L de 3 × 3 × 0,75 mm. Para sistemas servo de alta dinâmica, o suporte a alta rotação e o encapsulamento compacto são cruciais, pois o interior do atuador geralmente abriga motor, redutor, placa de acionamento, rolamentos, chicotes elétricos e sensores; quanto menor o codificador, mais fácil é integrá-lo em módulos de junta unificados.
Em comparação com codificadores de efeito Hall, as vantagens da tecnologia TMR residem principalmente na sensibilidade magnética e na relação sinal-ruído. Maior sensibilidade permite que o chip obtenha sinais eficazes mesmo com campos magnéticos fracos ou desvios de montagem, enquanto uma relação sinal-ruído mais alta ajuda a reduzir a oscilação angular.
Em cenários de robôs e servomotores, a estabilidade do feedback angular afeta diretamente a precisão do controle. Em juntas de robôs durante posicionamento preciso em baixa velocidade, oscilação em alta velocidade, partidas e paradas frequentes e variações de carga, se o codificador apresentar ruído, deriva ou erros não lineares, o controlador incorporará esses erros na regulação de malha fechada, resultando em vibração do motor, desvio de posição, atraso de resposta ou instabilidade de trajetória. O TMR3111D possui funções integradas de compensação automática de ganho e calibração não linear, que podem corrigir erros magnéticos relacionados à montagem, melhorando a consistência da montagem em lote. Esse design é importante para a produção em massa, pois, na fabricação de grandes lotes da mesma junta de robô, a posição do ímã, o entreferro, o desvio axial e o ângulo de montagem da PCB não podem ser perfeitamente consistentes; a capacidade de compensação em nível de chip pode reduzir o trabalho de calibração e ajuste manual posterior.
As aplicações do TMR3111D concentram-se em robôs humanoides, robôs quadrúpedes, robôs colaborativos, juntas de robôs industriais, sistemas de servomotores e equipamentos de controle de movimento de precisão. Robôs humanoides e quadrúpedes são particularmente sensíveis ao feedback de posição das juntas; joelhos, quadris, tornozelos, ombros, cotovelos e atuadores de pulso precisam saber o ângulo atual em tempo real para realizar controle de equilíbrio, planejamento de marcha, distribuição de torque e compensação de movimento. Robôs industriais e colaborativos focam mais na precisão de posicionamento repetitivo, consistência de trajetória e confiabilidade operacional de longo prazo. O TMR3111D oferece capacidade de alta velocidade, sem contato, encapsulamento compacto, múltiplas interfaces e calibração automática, atendendo exatamente à demanda dos atuadores de robôs por maior integração, maior dinâmica e maior precisão. Para fabricantes de sistemas servo, esse tipo de chip pode ser usado para feedback de motor compacto, codificadores integrados em módulos de junta, atuadores inteligentes e placas de controle de movimento de alto nível, ajudando a simplificar a estrutura do codificador e aumentar a integração do sistema.
O significado técnico deste produto não está em "mais um modelo de sensor", mas sim no fato de que os codificadores rotativos magnéticos estão entrando nos componentes principais de atuação dos robôs. À medida que as juntas dos robôs evoluem de motores, redutores, drivers e sensores separados para atuadores integrados, o codificador deve atender simultaneamente aos requisitos de tamanho pequeno, alta rotação, alta precisão, forte imunidade a interferências e facilidade de montagem. O TMR3111D, por meio da detecção TMR, saída de ângulo digital, compensação automática, múltiplas interfaces e suporte a alta rotação, comprime a função de feedback de posição em um único chip pequeno, podendo reduzir a complexidade estrutural das juntas de robôs e módulos servo. O que realmente precisa ser observado no futuro é a consistência real do produto sob altas temperaturas, vibrações, operação de longo prazo, erros de montagem em lote e diferentes designs de circuito magnético, bem como seu progresso de adoção entre clientes de atuadores de robôs, servomotores e controle de movimento industrial.