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contrôleur de mouvement

Qu’est-ce qu’un contrôleur de mouvement ?

Un contrôleur de mouvement est un dispositif qui contrôle le mouvement d’un équipement entraîné par des servomoteurs et d’autres dispositifs.

L’utilisateur programme à l’avance le mouvement à réaliser et contrôle le mouvement de l’appareil en le faisant exécuter par le contrôleur de mouvement.

Utilisations des contrôleurs de mouvement

Les contrôleurs de mouvement sont utilisés pour commander des équipements entraînés par des servomoteurs ou des moteurs linéaires. Ils sont donc appliqués aux robots industriels et aux machines-outils. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :

  • Contrôle de robots coopératifs.
  • Commande de machines d’emballage de produits de consommation courante.
  • Commande de machines d’impression de labeur.
  • Commande de presses à grande vitesse.
  • Commande de robots d’assemblage automatique.

Principe des contrôleurs de mouvement

Le principe des contrôleurs de mouvement diffère selon la méthode de sortie. Les méthodes de sortie typiques sont les suivantes :

1. Méthode d’impulsion commune

La méthode d’impulsion commune commande le moteur à l’aide d’un signal de sens de rotation et d’une commande d’opération par impulsion. Le sens de rotation est contrôlé par le signal de sens de rotation et le moteur est actionné par le signal d’opération d’impulsion.

2. Système d’impulsion bidirectionnel

Le système d’impulsion bidirectionnel commande le moteur à l’aide de deux commandes : une commande de fonctionnement par impulsion de rotation avant et une commande de fonctionnement par impulsion de rotation arrière. Le moteur est entraîné en marche avant par une commande à impulsions FWD et en marche arrière par une commande à impulsions REV.

3. Méthode d’entrée par différence de phase

La méthode d’entrée par différence de phase détermine le sens de rotation à partir de la différence de phase entre deux signaux d’impulsion. La rotation avant est effectuée lorsque le signal d’impulsion de référence est en avance de 90° et la rotation arrière est effectuée lorsqu’il est en retard de 90°.

Comment choisir un contrôleur de mouvement

Le contrôle de l’interpolation est important lors de la sélection d’un contrôleur de mouvement. Le contrôle par interpolation est une méthode de contrôle synchronisé entre plusieurs axes. Il existe deux types de contrôleurs de mouvement : l’interpolation directe et l’interpolation circulaire.

1. Interpolation linéaire

L’interpolation linéaire est une méthode de contrôle dans laquelle deux moteurs sont commandés simultanément pour se déplacer linéairement jusqu’à la position souhaitée. L’unité centrale calcule et contrôle le mouvement de manière à ce qu’il se déplace en ligne droite dans une direction diagonale, plutôt que de se déplacer horizontalement puis verticalement. L’utilisation de l’interpolation linéaire permet de se déplacer en ligne droite dans la direction diagonale, réduisant ainsi le temps nécessaire au positionnement.

2. Interpolation circulaire

L’interpolation circulaire est une méthode de commande par laquelle l’unité centrale calcule le mouvement de deux moteurs en arc de cercle lorsqu’ils sont commandés simultanément. Comme la trajectoire du mouvement n’est pas linéaire, il faut plus de temps pour atteindre la position cible qu’avec l’interpolation linéaire. Toutefois, l’interpolation circulaire permet d’éviter les obstacles sur la route.

Autres informations sur les contrôleurs de mouvement

1. Caractéristiques des contrôleurs de mouvements et des automates programmables

Les contrôleurs de mouvement sont similaires aux automates programmables en ce sens qu’ils contrôlent automatiquement des équipements à l’aide de programmes personnalisés par l’utilisateur. Les contrôleurs de mouvement se caractérisent par leur aptitude à contrôler des systèmes asservis.

Les contrôleurs de mouvement sont souvent utilisés pour le contrôle des mouvements à la place des automates programmables. L’un des avantages des contrôleurs de mouvement est qu’ils conviennent au contrôle d’un grand nombre total d’axes, comme le contrôle et la synchronisation multi-axes.

Les automates programmables ont un nombre limité d’axes qui peuvent être contrôlés par un seul automate. Les contrôleurs de mouvement peuvent contrôler beaucoup plus d’axes que cela. C’est pourquoi les contrôleurs de mouvement sont utilisés dans les machines-outils industrielles et les robots qui nécessitent un contrôle précis et multi-axes.

2. Programmation des contrôleurs de mouvement et des API

Le principe des API et des contrôleurs de mouvement diffère dans la méthode de traitement dans l’unité centrale : un API est un système de contrôle multitâche qui lit toutes les lignes du programme à chaque fois qu’il est exécuté et exécute toutes les lignes à la fois. Par conséquent, le temps nécessaire pour lire toutes les lignes du programme est le facteur limitant : il n’y a pas assez de temps de calcul pour effectuer un contrôle complexe.

En revanche, les contrôleurs de mouvement se distinguent des API par le fait que le programme est lu et exécuté une ligne à la fois. Par rapport aux automates, cela signifie que le traitement arithmétique requis pour une tâche est plus court et plus rapide qu’avec les automates.

De plus, le temps de traitement d’une ligne d’un contrôleur de mouvement n’est pas affecté par une augmentation de la capacité du programme. Par conséquent, les contrôleurs de mouvement permettent de traiter plus rapidement des systèmes complexes tels que les servomoteurs.

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émulateur

Qu’est-ce qu’un émulateur ?

Un émulateur est un logiciel ou un matériel qui émule le comportement d’un matériel ou d’un logiciel.

Utilisations des émulateurs

Un exemple d’émulateur couramment utilisé est un émulateur logiciel, nécessaire pour exécuter des applications Android OS sur un smartphone à partir d’un PC Windows OS.

Les émulateurs matériels comprennent, par exemple, les émulateurs utilisés pour déboguer le développement de programmes pour les appareils dotés de microcontrôleurs.

Principe des émulateurs

Bien que le matériel informatique et les logiciels semblent être deux choses différentes, la différence réside dans le fait que le même contenu est exécuté dans le matériel ou dans les logiciels.

Les programmes créés dans des langages de programmation visuels ou des langages de haut niveau sont également exécutés dans du matériel et sont donc finalement convertis en langage machine, qui s’exprime en termes de 0 et de 1. D’autre part, tous les circuits à l’intérieur du matériel, qui ne peuvent traiter que des 0 et des 1, consistent en des circuits logiques qui réalisent la loi de Morgan. Toutes les opérations numériques sont également traitées par les mêmes circuits.

Cela signifie que le logiciel et le matériel traitent une combinaison d’opérations logiques 0 et 1 dans des réalisations différentes. Il en va de même pour les périphériques connectés aux ordinateurs, qui constituent la base de toute la technologie numérique.

Types d’émulateurs

1. Émulateurs logiciels

Si vous souhaitez exécuter une application Android OS sur un système d’exploitation Windows, les logiciels développés dans des langages de haut niveau qui peuvent fonctionner sur les deux systèmes d’exploitation peuvent fonctionner sur les deux. Toutefois, si l’application est développée au-dessus de l’un des environnements de développement d’applications, elle peut ne pas fonctionner correctement sur l’autre système d’exploitation.

Dans ce cas, par exemple, compléter l’application sur le système d’exploitation Android par un logiciel émulateur entre le système d’exploitation Android et le système d’exploitation Windows permet un fonctionnement normal, mais la vitesse de fonctionnement est réduite parce qu’elle est exécutée par l’intermédiaire d’un logiciel émulateur.

Un autre exemple est celui des logiciels émulateurs qui connectent différents navigateurs sur le même OS. Ils sont par exemple utilisés lorsqu’une page créée pour Internet Explorer est visualisée sur Edge. Dans ce cas également, la vitesse de fonctionnement est réduite en raison du traitement du programme par l’émulateur.

2. Émulateurs matériels

ICE (en anglais : In Circuit Emulator) est l’un des émulateurs matériels utilisés pour le développement de logiciels pour les appareils à base de microcontrôleurs.

Lors du débogage d’un logiciel, il est nécessaire de vérifier l’état interne du microcontrôleur et des périphériques. L’état interne d’un microcontrôleur normal peut difficilement être connu à partir des terminaux externes. C’est pourquoi l’ICE est un matériel qui remplace le microcontrôleur en créant une puce d’émulation qui fonctionne de la même manière que le microcontrôleur mais possède un terminal qui transmet l’état interne à l’extérieur.

L’ICE peut connecter une mémoire externe pour retracer la mémoire à l’intérieur du microcontrôleur, ou définir un point d’arrêt pour vérifier l’état interne en arrêtant (rompant) l’exécution du programme à un point arbitraire.

3. Autres émulateurs de matériel

Outre le débogage de logiciels intégrés, les émulateurs matériels peuvent également être utilisés pour exécuter des logiciels fonctionnant sur des ordinateurs qui ne sont plus disponibles en raison d’un dysfonctionnement ou pour d’autres raisons.

Autres informations sur les émulateurs

1. Conseils pour l’utilisation de l’ICE

Le langage C est principalement utilisé dans le domaine du développement de logiciels pour la commande de micro-ordinateurs : la fonctionnalité de l’ICE nécessite un programme qui exploite directement le matériel, étape par étape.

Bien que les langages de plus haut niveau facilitent le développement des programmes et les rendent plus courts, les programmes C ont une taille de code plus petite lorsqu’ils sont écrits dans la mémoire morte du microcontrôleur.

En effet, le langage C peut être écrit à un niveau proche de celui de l’assembleur, ce qui réduit la capacité de la mémoire morte, améliore les performances en temps réel en réduisant le nombre d’étapes et permet un contrôle précis du matériel périphérique.

2. Émulateurs mixtes matériel/logiciel

Si l’on suit le principe de l’émulateur, il est également possible de réaliser des émulateurs hybrides comportant à la fois du matériel et des logiciels. Par exemple, un nouveau système d’exploitation en cours de développement peut être exécuté et débogué sur un émulateur hybride qui imite l’ensemble de l’ordinateur.

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ferrite

Qu’est-ce que la ferrite ?

La ferrite est une céramique à base d’oxyde de fer utilisée comme matériau magnétique. En tant que céramique, elle présente une résistance électrique supérieure à celle des matériaux magnétiques métalliques. Elle se caractérise par une excellente résistance à la corrosion et aux produits chimiques.

Utilisations de la ferrite

La ferrite est principalement utilisée comme aimant, elle est connue sous le nom d’aimant en ferrite. Comme elle est peu coûteuse et peut être produite en grandes quantités, ses domaines d’utilisation sont variés : appareils ménagers, consoles de jeux et ordinateurs.

Elle est aussi utilisée comme noyau de transformateur et comme matériau pour bloquer les ondes électromagnétiques dans les boîtes anéchoïques et les chambres anéchoïques. Les particules de ferrite servent de support au toner dans les imprimantes laser et d’autres applications : la ferrite est un matériau magnétique qui imprègne notre vie quotidienne.

Types de ferrites

Il existe trois types de ferrites :

1. Ferrites de type spinelle

La ferrite de type spinelle est une ferrite dont le composant principal est le Fe2O4. Autrefois, comme son principal composant était l’oxyde de fer, elle devait être traitée thermiquement à des températures de 800°C ou plus pour être produite.

Ces dernières années, des réactions dans des solutions alcalines ont permis de le produire à des températures aussi basses que 100°C. Les ferrites de type spinelle sont des ferrites douces qui présentent des propriétés magnétiques douces lorsqu’elles sont mélangées à des additifs tels que le manganèse, le cobalt, le nickel, le cuivre et le zinc.

2. Ferrites hexagonales

Les ferrites hexagonales sont des ferrites dont la formule chimique est M-Fe12O19 (où M est Ba, Sr, Pb, etc.). C’est une ferrite dure qui présente un magnétisme dur lorsqu’on lui ajoute du baryum ou du strontium.

3. Ferrites de type grenat

La ferrite de type grenat est une ferrite ayant le même type de structure cristalline que la pierre de grenade naturelle et dont la structure est représentée par la formule chimique Mg3Al2Si3O12. Les ferrites de type grenat sont des ferrites douces qui présentent les mêmes propriétés magnétiques douces que les ferrites de type spinelle.

Autres informations sur les ferrites

1. Propriétés des ferrites

Ferrites dures
Les ferrites dures sont des ferrites aux propriétés ferromagnétiques qui deviennent magnétiques dès qu’un champ magnétique puissant est appliqué et le restent.

Ferrites molles
Les ferrites molles sont des ferrites douces qui développent une magnétisation lorsqu’un champ magnétique est appliqué. Elles cessent d’être magnétiques lorsque le champ est supprimé. Elles se caractérisent par une perméabilité élevée et sont utilisées dans les noyaux des bobines et des transformateurs.

2. Comment les ferrites réduisent le bruit

Les ferrites sont également utilisées comme composants réducteurs de bruit. Par exemple, l’EMI, interface électromagnétique, est un problème majeur dans les signaux de communication à grande vitesse tels que l’USB, etc. L’EMI n’est pas limitée aux lignes de communication, mais se réfère au bruit électromagnétique indésirable émis par l’équipement électrique.

En termes de certification EMI et d’assurance qualité, les équipements électriques sont classés en classe A ou classe B. Des contre-mesures EMI appropriées sont requises pour chaque produit. Normalement, les contre-mesures EMI sont prises au moment de la conception du circuit et du modèle. Cependant, les ferrites peuvent être utilisées dans les étapes ultérieures de la conception et lorsque le temps de développement est limité.

En enroulant la ferrite autour du faisceau générateur de bruit, l’impédance du câble change en fonction de la magnétisation de la ferrite, réduisant ainsi le courant de bruit. Toutefois, la réduction du courant de bruit implique une réduction des composants à haute fréquence. En d’autres termes, la ferrite fonctionne comme un simple filtre passe-bas.

Il convient de noter que la réduction de la composante haute fréquence peut conduire à une distorsion du signal. Cela peut entraîner une accentuation de la forme d’onde et, par conséquent, une détérioration de la qualité du signal. Les propriétés de réduction du bruit des ferrites sont déterminées par leur impédance, qui varie en fonction du matériau de la ferrite, de sa taille et du nombre de tours.

Si le matériau de la ferrite est le même et que la taille est la même, l’impédance augmente généralement avec le nombre de spires N dans le faisceau. L’augmentation de l’impédance se traduit par une meilleure protection contre le bruit, mais le nombre de spires doit être choisi en fonction de la bande de fréquences à traiter.

La section transversale affecte également l’impédance et, en règle générale, une ferrite ayant un diamètre intérieur plus petit et un diamètre extérieur plus grand présente une impédance plus élevée. Une large gamme de ferrites est disponible en tant que composants de contre-mesures à haute fréquence. Il est important de comprendre les caractéristiques de chacun et d’utiliser une ferrite ayant les caractéristiques appropriées pour la bande de fréquence à contrer.

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noyau de ferrite

Qu’est-ce qu’un noyau de ferrite ?

Un noyau de ferrite est un matériau magnétique céramique composé principalement de fer et traité en fonction de l’utilisation.

L’utilisation de la ferrite comme noyau magnétique bloque les courants à haute fréquence. Elle est donc efficace comme suppresseur de bruit. Les ferrites sont divisées en différents systèmes en fonction de leur composition,  les ferrites Ni-Zn sont principalement utilisées pour la suppression du bruit.

En effet, le système Ni-Zn ne nécessite aucun traitement d’isolation et présente d’excellentes caractéristiques à haute fréquence. Le bruit peut être éliminé en faisant passer le câble dans un noyau de ferrite en forme d’anneau.

Utilisations des noyaux de ferrite

Les noyaux de ferrite sont utilisés pour l’élimination du bruit dans les équipements électroniques. L’effet réducteur de bruit des noyaux de ferrite ne se limite pas au bruit entrant dans le câble depuis l’extérieur, mais peut également éliminer le bruit généré par le côté du câble.

Les noyaux de ferrite sont des composants de suppression du bruit simples et peu coûteux et se caractérisent par leur facilité de manipulation. Par conséquent, la suppression du bruit peut être effectuée sans qu’il soit nécessaire de modifier la conception des cartes ou des circuits. Ils peuvent donc être utilisés comme méthode expérimentale avant que les spécifications finales ne soient arrêtées, ou comme mesure d’urgence de suppression du bruit.

Principe des noyaux de ferrite

Les noyaux de ferrite peuvent éliminer le bruit selon deux grands principes : tout d’abord, ils agissent comme un filtre pour couper les hautes fréquences et éliminer le bruit causé par les courants à haute fréquence.

Lorsque l’électricité passe par le trou du noyau de ferrite, le câble devient un inducteur et l’impédance du câble change en fonction de la magnétisation du noyau de ferrite. L’impédance augmente alors dans la bande des hautes fréquences. Cela atténue les courants à haute fréquence qui sont des composantes du bruit.

Deuxièmement, les pertes par hystérésis permettent de dissiper les courants de bruit sous forme d’énergie thermique. Lorsqu’un inducteur est formé d’un noyau de ferrite et qu’il est traversé par un courant alternatif, le champ magnétique généré fluctue en direction et en amplitude dans le temps avec une certaine périodicité.

L’aimantation du noyau de ferrite au cours d’un cycle est appelée boucle d’hystérésis, et la perte d’énergie qui se produit au cours de ce processus est appelée perte d’hystérésis.

Comment choisir un noyau de ferrite

Lors de la sélection d’un noyau de ferrite, il est important de garder à l’esprit les éléments suivants !

1. Lors de la réduction du bruit dans la bande des hautes fréquences au-dessus de 150 MHz, comme guide

  • Choisir un noyau de ferrite dont le diamètre intérieur correspond à celui du câble et dont le diamètre extérieur est le plus grand possible et le plus long possible.
  • Utiliser le câble sans le tourner.
  • De bonnes caractéristiques d’impédance sont obtenues grâce au facteur de forme du noyau de ferrite

2. Lorsqu’il est utilisé pour réduire le bruit dans des gammes de fréquences inférieures à 150 MHz ou pour supprimer le bruit des câbles dans les équipements.

  • Choisir un type avec un grand diamètre intérieur et une courte longueur de noyau de ferrite.
  • Utiliser avec des spires dans le câble.
  • Acquérir de bonnes caractéristiques d’impédance en fonction du nombre de spires.

Autres informations sur les noyaux de ferrite

1. Matériau du noyau de ferrite

Les matériaux magnétiques doux, appelés ferrites douces, sont utilisés dans les noyaux de ferrite. Les oxydes de métaux de transition tels que le nickel, le fer, le zinc et le cuivre sont les principales matières premières. La composition de la ferrite douce permet de faire varier la perméabilité magnétique : l’impédance peut être réglée en fonction de la proportion de la matière première principale.

L’impédance a deux composantes, à savoir la réactance et la résistance. Dans les noyaux de ferrite pour la réjection du bruit, la composition du matériau contient une grande quantité de composante de résistance. Par conséquent, la réjection du bruit est plus efficace pour dissiper l’énergie du courant de bruit sous forme de chaleur en raison des pertes par hystérésis, par rapport à l’effet d’un filtre qui coupe les hautes fréquences.

2. Performances des noyaux de ferrite en matière de réjection du bruit

La performance de réjection du bruit d’un noyau de ferrite est évaluée par son impédance. L’impédance est déterminée par les propriétés du matériau, le facteur de forme et le nombre de spires.

Les propriétés du matériau sont déterminées par la composition de la ferrite molle. Le facteur de forme est la surface de la section transversale du noyau de ferrite divisée par la longueur moyenne du trajet magnétique. Par conséquent, les noyaux de ferrite ayant une grande surface de section et un petit diamètre intérieur sont généralement plus performants. Pour augmenter la réjection du bruit, il est également efficace d’enrouler plusieurs fois le câble autour du noyau de ferrite.

Toutefois, lorsqu’un conducteur est enroulé plusieurs fois, le début et la fin de l’enroulement sont proches l’un de l’autre. Cela crée une capacité parasite entre eux. Cette capacité parasite réduit l’efficacité de la contre-mesure contre les composants à haute fréquence. Il est donc nécessaire d’enrouler le câble tout en gardant un œil sur la bande de fréquence pour laquelle la réduction du bruit est souhaitée.

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connecteur automobile

Qu’est-ce qu’un connecteur automobile ?

Les connecteurs automobiles sont des composants spécialement conçus pour les automobiles qui permettent de connecter le câblage des véhicules.

À mesure que les véhicules deviennent plus sophistiqués, avec des fonctions de communication avancées et des performances plus élevées, le nombre de circuits et de composants électroniques augmente. De nombreux types de connecteurs embarqués sont en cours de développement. De plus, les véhicules électriques sont désormais commercialisés et des connecteurs spéciaux sont utilisés pour la charge et la décharge.

Il existe de nombreux types de connecteurs embarqués qui peuvent être adaptés à des capteurs tels que l’humidité, la température, les vibrations et l’eau dans le véhicule et son environnement. Il existe une gamme allant de signaux infimes dans le câblage de connexion à des applications de haute puissance.

Utilisations des connecteurs automobiles

Comme tous les connecteurs utilisés dans le câblage des véhicules sont appelés connecteurs automobiles, il existe de nombreux types de connecteurs, notamment les connecteurs de harnais, les connecteurs FPC, les connecteurs carte à carte et les connecteurs coaxiaux. L’utilisation prévue diffère selon le type :

  • Connecteurs de harnais
    Systèmes de sécurité générale, haute tension, étanches, systèmes de conduite avancés, etc.
  • Connecteurs FPC
    Systèmes de conduite avancés, multimédia.
  • Connecteurs carte à carte
    Systèmes de conduite avancés, calculateurs.
  • Connecteurs coaxiaux
    Systèmes de conduite avancés, multimédia, calculateurs.

Principe des connecteurs automobiles

Les connecteurs automobiles servent à relier les fils entre eux et leur structure est fondamentalement la même que celle des connecteurs généraux. Les connecteurs sont divisés en deux parties principales. Les contacts, qui relient électriquement les fils entre eux, et le boîtier, qui est l’isolant dans lequel les contacts sont intégrés.

Dans le cas des connecteurs automobiles, de nombreux connecteurs sont équipés d’un verrouillage mécanique afin d’éviter les mauvais contacts et les déconnexions dues aux vibrations. Lorsque la fiche est enfoncée, un déclic se fait entendre et le connecteur est solidement verrouillé. D’autres connecteurs ont une structure qui permet un engagement secondaire avec une lance de boîtier et un dispositif de retenue pour empêcher la pièce de contact de tomber.

De plus, l’on utilise des produits dont les matériaux et les structures sont adaptés à l’environnement dans lequel les connecteurs embarqués sont utilisés. Par exemple, les connecteurs pour la charge et la décharge des véhicules électriques sont conçus pour offrir une protection étanche adéquate. Le plastique extérieur de ces connecteurs est fait d’un plastique résistant aux intempéries et suffisamment solide pour empêcher la détérioration et les dommages dus aux chocs.

Autres informations sur les connecteurs automobiles

Utilisations des connecteurs automobiles

1. Connecteurs automobiles étanches

Les connecteurs étanches sont utilisés lorsqu’une protection contre l’eau et la poussière est nécessaire. Ils sont notamment utilisés autour des compartiments moteur où de l’eau ou de l’huile est générée, autour des tapis de sol où l’eau des chaussures mouillées peut s’infiltrer, et dans les zones où l’eau peut pénétrer par temps de pluie. La structure est sensiblement différente de celle des connecteurs normaux. Les mesures d’imperméabilisation vont de mesures externes, comme le traitement hydrofuge du boîtier, à une simple borne à l’intérieur du connecteur.

Une bague d’étanchéité est utilisée sur la borne à l’intérieur du connecteur pour empêcher l’eau, l’huile et la poussière de pénétrer de l’extérieur en comblant l’espace qui se produit lors de l’accouplement. De plus, la partie où le fil et la borne se connectent est équipée d’un bouchon en caoutchouc qui est serré de manière à résister aux forces extérieures telles que la traction, ainsi qu’à la résistance à l’environnement.

Les connecteurs utilisés autour des moteurs sont construits pour résister aux températures élevées et aux vibrations, ainsi qu’à l’étanchéité. En raison de leur structure complexe et de leur grande résistance à l’environnement, les connecteurs étanches destinés à l’automobile sont beaucoup plus chers à produire que les connecteurs automobiles normaux, la différence de coût pouvant aller de plusieurs fois à plusieurs dizaines de fois.

2. Connecteurs automobiles étanches utilisés dans les composants liés à la sécurité

Les connecteurs automobiles étanches sont parfois utilisés dans des composants tels que les airbags, les capteurs de détection de collision et les ECU (unités de contrôle électronique). Ils doivent être strictement contrôlés du point de vue de la sécurité. Les airbags ayant une incidence directe sur la vie humaine, une grande fiabilité est requise. Outre l’étanchéité, des mesures sont prises pour éviter la sous-insertion et la désinsertion lors de l’accouplement des connecteurs.

Une structure d’accouplement double en deux parties, le support et le capuchon avant, empêche le désaccouplement. Le support et le capuchon avant ne peuvent pas être installés si le connecteur n’est pas correctement accouplé. Cela permet d’éviter une insertion insuffisante lors de l’accouplement.

D’autres mesures sont également prises pour éviter que l’opérateur ne procède à un accouplement incorrect au cours du processus d’assemblage. La forme et la couleur du connecteur diffèrent sensiblement des connecteurs standard, ce qui permet d’identifier les erreurs au premier coup d’œil. Les connecteurs utilisés pour les airbags, qui constituent un élément de sécurité important, sont généralement de couleur jaune.

3. Connecteurs automobiles utilisés pour les composants haute tension

Les connecteurs, tels que ceux utilisés pour la charge et la décharge des véhicules électriques, nécessitent des tensions élevées afin de réduire le temps nécessaire à la charge et à la décharge. Lorsqu’ils sont utilisés pour des composants à haute tension, ils requièrent des performances de sécurité plus élevées que les connecteurs normaux, telles que des mesures de prévention des chocs électriques et des mesures de prévention de l’inflammation due à une élévation de la température à laquelle ils sont générés.

On suppose également que les consommateurs seront en mesure de charger eux-mêmes la batterie, d’où la nécessité d’une grande robustesse et d’un poids léger. Des normes ont été établies pour garantir que ces caractéristiques de sécurité ne varient pas. En se conformant aux normes, les connecteurs de n’importe quel fabricant peuvent être utilisés, à condition qu’ils soient compatibles entre les fabricants et qu’ils respectent les mêmes normes.

4. Connecteurs embarqués utilisés dans les systèmes de conduite avancés

Les connecteurs embarqués utilisés pour les systèmes de conduite avancés doivent pouvoir surveiller la position des véhicules, des personnes, des motos, etc. environnants tout en se déplaçant. Cela nécessite des performances de communication à grande vitesse pour garantir que la communication n’est pas perdue.

De nombreux types de communication ont lieu dans les véhicules, tels que les signaux des smartphones, la réception TV et l’ETC. L’immunité au bruit est nécessaire comme mesure contre les dysfonctionnements causés par ces communications et pour prévenir les dysfonctionnements dans les communications environnantes. Pour améliorer les performances des communications à haut débit et l’immunité au bruit, les composants de blindage sont essentiels pour protéger les lignes de signaux.

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Depósitos de Aire

¿Qué son los Depósitos de Aire?

Los depósitos de aire son un recipiente a presión para almacenar aire comprimido. A veces también se le denomina acumulador.

Están conectados principalmente a continuación (lado secundario) de un compresor de aire, sirven para igualar las fluctuaciones de presión en el aire comprimido suministrado por el compresor y evitar una rápida despresurización cuando se utiliza instantáneamente un gran volumen de aire comprimido.

El efecto que consiguen los depósitos de aire es proteger y prolongar la vida útil del compresor de aire. Como los depósitos de aire actúan como un amortiguador del suministro de aire, ya no es necesario arrancar y parar con frecuencia el compresor de aire.

Además, aunque el compresor deje de funcionar en caso de apagón u otra emergencia, el depósito de aire proporciona un suministro constante de aire comprimido si está conectado, reduciendo así el riesgo de que los equipos accionados neumáticamente pierdan potencia al instante y provoquen un accidente.

Usos de los Depósitos de Aire

Los depósitos de aire se utilizan en líneas neumáticas de diversos tipos de maquinaria y equipos. Los principales fines para los que se utilizan son la igualación de la presión y la protección de los compresores de aire cuando se utilizan grandes volúmenes de aire comprimido. Los depósitos de aire también son esenciales cuando se dan condiciones en las que el consumo de aire del equipo neumático es superior a la descarga de aire del compresor.

Por razones de seguridad, a veces se utilizan depósitos de aire incluso cuando los volúmenes de aire no son insuficientes. Esto se debe a que los cilindros neumáticos pierden su potencia si se corta el suministro de aire comprimido y, por lo tanto, es más probable que funcionen de forma inesperada, por ejemplo, en caso de corte del suministro eléctrico.

Si esto supone un riesgo para el operario, puede instalarse un depósito de aire para garantizar el suministro de aire comprimido a la botella durante un cierto periodo de tiempo después de que el compresor se haya parado.

De este modo se garantiza que los cilindros no se queden repentinamente sin energía, creando una situación que se puede solucionar mientras tanto. Los depósitos de aire también se utilizan a menudo en camiones y otros vehículos grandes. Los camiones utilizan aire comprimido en sus frenos, suspensión y transmisión, y el aire comprimido para accionar estos dispositivos se almacena en depósitos de aire.

Principio de los Depósitos de Aire

Mantener el aire comprimido en un depósito de aire y también la presión por encima de un determinado nivel garantiza la estabilidad de la presión de aire utilizada y la protección del compresor de aire. Los depósitos de aire deben tener capacidad suficiente para cumplir su función.

Además de las conexiones aguas arriba y aguas abajo, el depósito de aire está equipado con un manómetro, una válvula de seguridad y un presostato, y si la presión interna supera la presión que puede soportar el depósito, el aire se expulsa al exterior para reducir la presión por seguridad.

La medida que el compresor de aire toma aire del entorno de la instalación y lo comprime, la humedad del aire se condensará en mayor o menor medida en las tuberías y en los depósitos de aire. Esta humedad debe eliminarse, ya que puede provocar la corrosión del depósito. Por ello, los depósitos de aire también están equipados con una válvula de drenaje para vaciarlos.

En la actualidad, muchas máquinas están equipadas con un dispositivo de drenaje automático (trampa de drenaje). Los desagües no pueden verterse directamente a la red de alcantarillado, ya que pueden contener aceite del compresor o componentes de origen ambiental. Por ello, puede conectarse un purificador de condensados.

Cómo elegir un Depósito de Aire

Al elegir un depósito de aire, el primer paso es determinar la capacidad. La capacidad necesaria puede calcularse o determinarse empíricamente a partir de la potencia del compresor utilizado.

Si se calcula, la capacidad necesaria se establece en función del consumo de aire del equipo neumático, la presión necesaria y, en caso de uso intermitente, el tiempo de uso, teniendo en cuenta la capacidad del compresor para compensar el aire. Por otra parte, si la cifra se calcula empíricamente, se basa en la suposición de que el compresor se ha seleccionado adecuadamente para el consumo de aire y que un compresor de mayor potencia requiere un depósito más grande.

Sin embargo, debe basarse en ejemplos de uso similar: cuantos más equipos neumáticos que consuman aire comprimido, como cilindros y pistolas de aire, se utilicen simultáneamente para un compresor, mayor será la capacidad del depósito de aire necesario. Si no está seguro de la selección, se recomienda consultar con un contratista experimentado en lugar de hacerlo usted mismo.

Más Información sobre los Depósitos de Aire

Los depósitos de aire contienen aire a alta presión en su interior y suponen un riesgo de presión, por lo que es importante una gestión adecuada. En particular, la resistencia (es decir, que no sufra daños debido a que algo lo golpee) y el funcionamiento normal de las válvulas de seguridad y los presostatos son importantes para garantizar la seguridad.

En cuanto a los requisitos legales, en función de la presión atmosférica, el volumen del contenido y las dimensiones, el recipiente puede clasificarse como recipiente a presión de clase II según la Ley de Salud y Seguridad en el Trabajo. En este caso, deben realizarse inspecciones periódicas voluntarias en el lugar de trabajo, etc.

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Medidores de Espesor de Película Húmeda

¿Qué es un Medidor de Espesor de Película Húmeda?

Los medidores de espesor de película húmeda son dispositivos que miden el espesor de la película de una superficie mojada sobre un objeto. La mayoría de los medidores de espesor de película húmeda son analógicos y miden el espesor de la película colocando el medidor sobre la superficie mojada y comprobando visualmente su grado de humedad.

Dado que la medición se lleva a cabo mediante el contacto real de la superficie mojada con el medidor de espesor de película, se trata de un método de inspección destructivo.

También existen productos digitales de medición del espesor de humectación. Pueden clasificarse en tipo peine y tipo rodillo. Las lecturas manuales permiten obtener rápidamente el espesor de la película.

Usos de los Medidores de Espesor de Película Húmeda

Los medidores de espesor de película húmeda se utilizan en el proceso de pintura de automóviles y otros vehículos, en fábricas de alimentos y en laboratorios.

Algunos ejemplos concretos de uso son el control del espesor de la pintura en el proceso de pintado, el control de la cantidad de pintura aplicada en el proceso de producción de alimentos y la medición de la humectación.

Al seleccionar un medidor de espesor de película húmeda, deben tenerse en cuenta la precisión de la medición del espesor de la película, la facilidad de lectura y el tamaño de la cantidad que se va a destruir.

Existe una amplia gama de tipos disponibles, desde materiales económicos que pueden desecharse hasta tipos lavables, en función del tipo de líquido que se utilice.

Principio del Medidor de Espesor de Película Húmeda

El principio de funcionamiento de los medidores de espesor de película húmeda se explica por separado para los medidores de peine y de rodillo.

  • Tipo Peine
    El medidor de espesor de película húmeda tipo peine tiene una ranura en forma de peine de diferentes alturas excavada a intervalos iguales. Cuando se presiona el medidor contra el revestimiento que se va a medir, el líquido penetra en las ranuras. El espesor de la película puede medirse tomando una lectura de la zona que no ha sido penetrada por el líquido. El rango de medición del espesor de la película depende de la distancia entre las alturas de las ranuras. Son baratos, a menudo desechables y adecuados para medir el espesor de la película en lugares donde la limpieza no es fácil, o para productos químicos cuyo contacto directo es peligroso.
  • Tipo Rodillo
    El tipo de rodillo tiene una ranura situada en el centro en la dirección centrífuga del rodillo con diferentes alturas de ranura. Al medir, el rodillo gira contra la membrana a medir y se determina si el líquido se adhiere o no a la ranura central. La parte que destruye el líquido es menor que la del tipo peine. Algunos productos tienen un revestimiento antideslizante.
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Tubos de PVC

¿Qué son los Tubos de PVC?

Los tubos de PVC son tubos de plástico fabricados principalmente con policloruro de vinilo (PVC). Dado que el cloruro de polivinilo es un material resinoso con buenas propiedades de aislamiento eléctrico, los tubos de PVC se utilizan como material de protección para el aislamiento de diversos dispositivos electrónicos.

Cuando se manipulan grandes cantidades de energía eléctrica peligrosa para el cuerpo humano en entornos donde el contacto humano es probable, la protección de cables y terminales con tubos de PVC puede reducir en gran medida el riesgo de descargas eléctricas causadas por el contacto involuntario y las reducciones de seguimiento donde el polvo se acumula y se enciende.

Usos de los Tubos de PVC

La resina de cloruro de polivinilo, materia prima de los tubos de PVC, tiene una resistencia de aislamiento eléctrico superior a 50 kV/mm, casi el doble que el caucho y el polietileno. Por ello, los tubos de PVC se utilizan en todo tipo de equipos electrónicos como material de protección para evitar descargas eléctricas y cortocircuitos.

Para aplicaciones de protección del cableado, también se han desarrollado tubos de PVC termorretráctiles que se contraen al calentarlos. Al calentar el tubo después de pasar el cableado por su interior, el tubo se adhiere al cableado y puede formar fácilmente una capa protectora.

La resina de PVC también tiene una excelente resistencia mecánica, incluida la resistencia al desgarro, resistencia química, resistencia al agua y resistencia a la llama, y tiene un historial probado en el transporte de líquidos inflamables y productos químicos.

Características de los Tubos de PVC

Junto con el polietileno, el polipropileno y el poliestireno, la resina de PVC es un plástico de uso tan universal que se conoce como uno de los cuatro principales plásticos de uso general. Se compone de cadenas moleculares de carbono, hidrógeno y cloro y se clasifica como resina amorfa entre los plásticos de uso general.

A la resina de PVC se le pueden aplicar varios métodos de transformación, como el moldeo por inyección, el moldeo por vacío y el moldeo por soplado, mientras que los tubos de PVC se producen principalmente por moldeo por extrusión. Como resina amorfa, la pérdida de volumen debida a la cristalización es pequeña y pueden obtenerse productos con dimensiones estables.

Además, la resina de PVC es miscible con muchas sustancias, por lo que puede presentar una gran variedad de propiedades cuando se le añaden aditivos. Por ejemplo, las tuberías de PVC son tubos rígidos y ligeros utilizados en viviendas, etc., que, al igual que los tubos de PVC flexibles, están fabricados con resina de PVC.

Aunque tiene muchas ventajas, como el aislamiento eléctrico y la resistencia química descritos anteriormente, la resina de PVC es sensible al calor y se reblandece a unos 85°C, lo que la hace inadecuada para su uso en entornos en los que hace calor durante su utilización. Para los bajos, se han desarrollado tubos de PVC resistentes al frío, que pueden utilizarse en entornos de hasta -40°C sin agrietarse ni desgarrarse.

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Lackierroboter

Was ist Lackierroboter?

Ein Lackierroboter ist ein Industrieroboter, der für Lackierarbeiten eingesetzt wird.

Er ist häufig mit einem Gelenkarm ausgestattet, an dem eine Lackierpistole befestigt ist, um heikle Lackierarbeiten durchführen zu können. Beim Lackieren durch Menschen gibt es Bedenken wegen der gesundheitlichen Auswirkungen der in der Farbe enthaltenen organischen Lösungsmittel, aber Lackierroboter können das Risiko verringern.

Lackierroboter können auch die Produktivität steigern und menschliche Fehler und Abweichungen verringern. In einer Fallstudie zur Dachbeschichtung konnte die Produktivität sogar um das 35-fache gesteigert werden, und die Einführung von Robotern in der Industrie schreitet rasch voran.

Einsatzmöglichkeiten von Lackierrobotern

Lackierroboter werden in der Automobilindustrie und in vielen anderen Produktionsstätten eingesetzt, in denen Lackierarbeiten erforderlich sind. Sie sind inzwischen in einer Vielzahl von Größen erhältlich, von großen Robotern für Autos bis hin zu kleinen Robotern für elektronische Bauteile, und ihre Einführung nimmt weiter zu.

Da die Produktion stabiler ist als die von Menschen durchgeführte und die Gesundheitsrisiken für den Menschen reduziert werden können, werden sie auch in Bereichen wie Bedachung, Wandbau, täglicher Bedarf und verschiedene Komponenten eingeführt. In einigen Fällen wurden Lackierroboter auch im traditionellen Lackierhandwerk eingesetzt.

Prinzip der Lackierroboter

Lackierroboter bestehen aus einem Industrieroboter, an dem eine Lackierpistole angebracht ist. Die Farbe, die während des Lackiervorgangs versprüht wird, wird auch auf den Roboter selbst gesprüht, so dass der Explosionsschutz ein Problem darstellte, das aber inzwischen ausgeräumt wurde und die Einführung dieser Roboter vorangetrieben hat.

Viele Roboter haben ein Gelenk mit fünf oder sechs Achsen, und die folgenden drei Haupttypen werden verwendet.

1. Vertikale Knickarmroboter

Vertikale Knickarmroboter haben fünf oder sechs Achsen mit vertikal drehenden Gelenken und können sich ähnlich wie ein menschlicher Arm bewegen. Durch Änderung der Achsrichtung kann sich der Roboter nicht nur vertikal, sondern auch diagonal drehen. Er kann auch zum Malen komplexer Formen verwendet werden.

2. Horizontaler Knickarmroboter

Gelenke und Glieder sind horizontal verbunden, und eine Drehung ist in horizontaler Richtung möglich. Da die Bewegung fast ausschließlich in horizontaler Richtung erfolgt, ist er für die Beschichtung flacher Objekte geeignet.

3. Rechtwinkliger Koordinatenroboter

Diese Struktur hat drei Achsen, die gleiten und sich bewegen, und wird auch als kartesischer Roboter bezeichnet. Da keine komplexen Bewegungen möglich sind, eignen sie sich für Objekte mit einfachen Formen.

Weitere Informationen über Lackierroboter

1. Anwendungsbeispiele für Lackierroboter

Einführung eines Lackierroboters zum Wandspritzen
Dieses System zeichnet sich dadurch aus, dass ein Abstandssensor den Abstand zwischen der Wand und der Lackierpistole misst und die Position des Roboters so steuert, dass der Abstand konstant gehalten wird. Diese Technologie gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Beschichtungsvolumens und eine Qualität, die der eines Facharbeiters entspricht.

Es ist auch möglich, eine halbautomatische Lösung mit “Mensch-Roboter-Kollaboration” zu verwenden, bei der ein Mensch in Bereichen arbeitet, die für den Roboter schwierig sind, wie z. B. in den Ecken der Wände.

Einführung von Lackierrobotern in der Lackiererei
Ein Lackierroboter mit vertikalem Gelenk wurde für die Lackierung von Lackwaren eingeführt, die früher aufgrund des Bedarfs an qualifizierten Techniken manuell durchgeführt wurde. Die Arbeit, die früher von zwei Personen ausgeführt wurde, kann nun von einem einzigen Mitarbeiter erledigt werden, was die Arbeitsproduktivität um das Dreifache erhöht.

Darüber hinaus trägt das neue System dazu bei, das Problem der technischen Nachfolge aufgrund der sinkenden Geburtenrate und der Überalterung der Bevölkerung zu lösen.

Einführung von Lackierrobotern in Dachlackierbetrieben
Im Falle der Einführung von Lackierrobotern für Dachlackierarbeiten stieg die Arbeitsproduktivität vor und nach der Einführung der Lackierroboter um das 35-fache.

2. Lackierverfahren des Lackierroboters

Lackierroboter verwenden ein elektrostatisches Lackierverfahren mit einer schönen Oberfläche. Elektrostatische Beschichtung ist eine Beschichtungsmethode, die den Mechanismus der statischen Elektrizität nutzt. Das Werkstück ist die positive Elektrode und der Lackierroboter die negative Elektrode. Die negative Elektrode wird mit Hochspannung aufgeladen, und der Lack wird entlang der elektrostatischen Stromleitungen auf das Werkstück mit der positiven Elektrode aufgetragen. Die Vorteile dieser Methode liegen darin, dass weniger Farbe verschwendet wird, die Zahl der Arbeitsstunden für die Beschichtung erheblich reduziert wird und sie umweltfreundlich ist.

Die am häufigsten verwendeten Beschichtungspistolen sind die Rotationszerstäubung und die elektrostatischen Zerstäubungssysteme. Bei der Rotationszerstäubung wird die Farbe beim Zerstäuben in einem Applikationsmuster verteilt. Ein Druckluftmotor wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht, Druckluft wird verwendet, um einen Luftfilm zwischen der Welle und dem Lager zu erzeugen, und dieser Mechanismus wird mit hoher Geschwindigkeit berührungslos gedreht. Durch diese Drehungen wird der Lack in eine feine Zerstäubung verwandelt, die dann pneumatisch in Richtung des Werkstücks ausgestoßen wird.

Bei der elektrostatischen Zerstäubungsmethode werden elektrostatische Kräfte zur Zerstäubung des Lacks genutzt. Elektrostatische Beschichtungsverfahren werden in großem Umfang für die Beschichtung von industriellen Massenprodukten wie Autokarosserien, Schienenfahrzeugen, elektrischen Produkten, Büroeinrichtungen aus Stahl und Gehäuseteilen eingesetzt.

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Cámaras EMCCD

¿Qué es una Cámara EMCCD?

Una cámara EMCCD es una cámara CCD capaz de detectar niveles bajos de luz gracias a su elemento CCD multiplicador de electrones.

Cuando una cámara CCD ordinaria detecta luz, necesita una cierta cantidad de luz brillante. Cuando la luz se convierte en señales eléctricas, se añade una cierta cantidad de ruido (información no deseada distinta de la luz).

Incluso si la luz débil se convierte en señal eléctrica, ésta queda enterrada en el ruido, por lo que no se puede obtener una imagen de intensidad suficiente. Al detectar la luz y convertirla en señales eléctricas, las cámaras EMCCD pueden detectar la luz débil porque el sensor CCD tiene una función de duplicación electrónica.

Usos de las Cámaras EMCCD

Las principales aplicaciones de las cámaras EMCCD son los microscopios y los telescopios. La zona de observación de un microscopio es muy estrecha y su luminosidad se ve reforzada por una abertura y un reflector, pero la cantidad de luz es insuficiente cuando la imagen es captada por una cámara CCD ordinaria.

Como resultado, las señales eléctricas convertidas a partir de la luz quedan sepultadas por el ruido. En cambio, una cámara EMCCD puede convertir y amplificar la luz tenue en señales eléctricas de intensidad suficiente. Las cámaras EMCCD también se utilizan para compensar la baja intensidad de la luz cuando se fotografían objetos débiles a través de telescopios.

Principio de las Cámaras EMCCD

1. Cómo Funcionan los Sensores CCD

Un CCD (dispositivo de carga acoplada) es un dispositivo de carga acoplada que convierte la luz en señales eléctricas. Mientras que las cámaras convencionales basadas en película (cámaras que utilizan película) utilizan película de haluro de plata para la parte sensible a la luz, los sensores CCD se utilizan en la parte sensible a la luz de muchas cámaras digitales.

Los sensores CCD constan de pequeños elementos (fotodiodos) llamados píxeles. El fotodiodo convierte la luz en una carga eléctrica y el sensor CCD emite la carga en forma de corriente eléctrica para producir una imagen.

2. Cómo Funciona el EMCCD

Debido a las características del flujo de corriente que influyen en el ruido, la señal eléctrica queda enterrada en el ruido en niveles bajos de luz, lo que hace imposible obtener una imagen adecuada. Por ello, el sensor EMCCD duplica la carga convertida de la luz a un nivel no afectado por el ruido.

Al duplicar la carga, también se duplica la señal eléctrica, por lo que el sombreado de la imagen de salida es más claro. De este modo, incluso en microscopios, telescopios y otras aplicaciones en las que es necesario detectar niveles bajos de luz, las cámaras EMCCD pueden utilizarse para adquirir imágenes con suficiente sombreado para ser de utilidad práctica.

Estructura de la Cámara EMCCD

Las cámaras EMCCD constan de una sección de sensor CCD y dos mecanismos denominados registros de ganancia.

1. Sección del Sensor CCD

Los pozos de potencial se crean aplicando diferentes voltajes a los electrodos de la superficie del sustrato de silicio de la unidad del sensor CCD. Cuando la unidad del sensor CCD recibe luz, se genera una carga debido al efecto fotoeléctrico.

Una vez capturada la carga en el pozo de potencial, se digitaliza mediante un convertidor de CA en los CCD convencionales. En cambio, en los EMCCD, la carga se transporta al registro de ganancia para duplicarla antes de que se produzca la digitalización.

2. Registro de Ganancia

Este mecanismo duplica la carga enviada desde la sección del sensor CCD. Aprovecha el fenómeno (fenómeno de ionización por impacto) en el que se aplica un campo eléctrico elevado durante la transferencia de electrones para crear un nuevo par electrón-hueco en un estado de alta energía.

Más Información sobre las Cámaras EMCCD

Factor de Ruido

El ruido EMCCD puede clasificarse en cuatro categorías, cada una de las cuales requiere contramedidas.

1. Ruido de Patrón Fijo
Es el ruido resultante de las variaciones en la sensibilidad de cada píxel del sensor CCD.

2. Ruido de Disparo
Es el ruido que depende del número de fotones que inciden en el sensor CCD. A medida que aumenta el número de fotones, aumenta también el ruido de disparo.

3. Ruido de Disparo Oscuro
La corriente generada en el sensor CCD en ausencia de entrada de fotones se denomina corriente oscura. El ruido de disparo oscuro es el ruido causado por la corriente oscura y el disparo oscuro puede reducirse reduciendo la corriente oscura.

4. Ruido de Lectura
Es el ruido causado por el hardware que compone la cámara, incluido el sensor CCD.