智能而简单的解决方案：使用NFC而不是电缆和适配器盒作为配置接口

作者：Perine Ruck,Wachendorff Automation编码器和测量系统产品经理

在开发机器的过程中，一般需要对单个传感器进行微调。对于某个应用来说，我们经常会很难确定它所需的最佳脉冲数，在这个过程中，努力和挫折是不可避免的。为传感器的调整选择合适的适配器、工具和参数盒，通常不会像预期那样顺利。当所需的电缆不可用时，问题不能得到解决。因为如果没有合适的电缆，就无法更改或调整已设置的配置。

为了解决这一问题，Wachendorff Automation GmbH & Co.KG开发了一种智能而简单的解决方案。在开发新的增量式编码器时，该公司决定使用NFC（近场通信）作为配置接口，而不是依赖通常所用的适配器电缆和参数盒。



Wachendorff是一家中型的所有者管理的公司，总部位于德国法兰克福附近的Geisenheim。专门从事“德国制造”的编码器的开发和生产。该公司开发出全球第一款可以使用智能手机进行单独配置的增量编码器。可以创建个人特征并保存到智能手机应用程序中，而且这些设置现在可以通过NFC上传到编码器。NFC是一种低功耗和非接触的传输技术。WDGN系列配备了NFC芯片，从而将这种成熟的通信技术应用到编码器上。

通过这种专门开发的编码器传感器技术，可以产生可靠的高脉冲速率。而且这种技术十分灵活，可以设置从每圈1个到任何脉冲数的脉冲速率。该设备基于拥有专利的磁传感器技术，具有高精度和高分辨率。最高至每圈16384个脉冲数，低至36毫米的紧凑设计，因此只需较小的安装空间就能实现高精度测量。

客户通过app实现灵活的参数设置，因此可以在现场自行配置设备。这为机器的开发和调试提供了更大的灵活性。可以对不同的控制器或变频器进行不同的测试。并且能以一种非常灵活的方式实现机器上设备的交换。这降低了储存和运输成本，因为减少了所需库存。同时将错误的订购减至最低限度。不同的编码器配置可以直接存储在应用程序中。

Wachendorff专门开发的通用软件可用于任何类型的传感器。功能可以适应其他传感器和执行器系统，如启用功能或交换数据。

兼容苹果和安卓系统的Flutter软件为该app提供技术基础。

NFC技术已经成功地应用于恶劣的工业环境。该编码器系列拥有36mm和58mm直径规格，包含轴角编码器和空心轴编码器。根据产品类型，轴负荷可达300N。在直流4.75V至直流32V的全电压范围内提供反转极性和短路保护。

可以选择所有常见的工业安装选项。在径向和轴向版本中，编码器都可以配备一个M12连接器或电缆引出线。

坚固的不锈钢外壳根据类型提供 IP67和IP69K保护，在输入轴具有IP65或高至IP67的保护。高的抗振动和抗冲击性，工作温度范围为-40°C至85°C，这使它们非常适合在非常恶劣的工业环境中使用。盖子所用的新合金提供了更好的磁场屏蔽性，让生产更加环保。

数据传输的安全性也得到了保证。只有使用正确的密码才能配置编码器。编码器的通信是加密的，不同级别的访问权限由用户的PIN码保护。在编码器中有几个存储器。当前配置存储在微控制器的内部存储器和NFC存储器中。

如果这些值有效，则NFC内存中的配置可以被覆盖，并在电源复位后转移到内部存储器中。如果NFC内存中的数据无效，则将其重置为内部内存中最后的有效值。通过使用NFC内存，即使在设备关闭时也可以读取和发送配置数据。这对于实现简单、安全的部署至关重要。所有数据都受到PIN码的保护和加密，即使在设备关闭时也是如此。

与蓝牙和WLAN相比，NFC的通信距离更短，而且是近场通信。无线局域网和蓝牙的较长范围使它们更容易受到干扰，并且可能更容易受到攻击。两者都是有源无线标准，只有在有电源的情况下才能进行传输。通过使用NFC，可以直接在机器上执行参数配置，确保访问受到限制。由于NFC模块是被动通信，因此在工作过程中不会受到干扰。NFC可以在机器上直接实现无线和无电压的参数化，使其使用更安全、更简单。

其天线设计已经在几个功能原型上进行了测试。为了进一步测试和优化，我们创建了几种天线设计，并进行了批量生产。这些测试包括接收质量、智能手机和天线之间的距离以及通信的可靠性。确定了天线的距离与空间需求的最佳比值。

Wachendorff开发的解决方案为当前需求提供了足够的内存，并为将来的扩展提供了足够的储备。经过优化的天线布局，适合20mm x 17mm电路板，同时在最大距离上仍能提供可靠的传输。
该电路板通过带状电缆和特殊的锁定连接器连接到传感器板上。这种锁定对于保证高的机械可靠性是必要的。

对于那些不适合使用最常用的IO-Link通信标准的客户来说，WDGN是一种最佳而简单的替代方案。

新开发的WDGN系列有两个版本。基本版本具有增量编码器（A、B、N）的标准通道和反向通道。在更为高级的版本中，四个通道可以独立配置。

这项新技术可以轻松节省成本和时间，并提高可持续性。

“我们推出WDGN系列的目的是为客户提供编码器配置的新选择。”Robert Wachendorff表示。

视频：

https://youtu.be/gijcwCaWjqs

https://youtu.be/-UTYuMzH9ys

作者：
Perine Ruck,
Wachendorff Automation编码器和测量系统产品经理
pru@wachendorff.de 更多技术细节，请点击： https://www.wachendorff-automation.com/wdgn