Um codificador rotativo de várias voltas é um sensor eletromecânico de precisão que não só pode medir a posição angular de um eixo dentro de uma única volta (0 ° a 360 °),Mas também medir o número acumulado de rotações completasUm codificador de uma única volta redefine a sua saída a cada revolução, enquanto um codificador de várias voltas é diferente, pois pode fornecer a posição angular absoluta e o número total de rotações,permitindo uma retroalimentação de posição precisa numa gama de movimento maior.
Em aplicações avançadas de controlo de movimento, capturar apenas um ângulo de eixo de 360 ° não é suficiente para alcançar uma monitorização confiável do sistema.Quando o movimento de rotação é mecanicamente acoplado com deslocamento linearOs codificadores de circuitos múltiplos podem fornecer dados de posição absoluta contínuos,garantir a sincronização e controlo precisos de sistemas eletromecânicos complexosEste artigo discutirá mais detalhadamente o codificador de várias voltas, incluindo seu princípio de funcionamento, cenários de uso e outras considerações de integração.
As funções e vantagens dos codificadores de várias voltas
Ao monitorizar quando o codificador de bobina única se inverte de 359 ° para 0 °, o software rastreia a rotação de todo o eixo.Omissões de amostragem, quedas de energia, falhas de comunicação e até ruídos causados por vibrações podem levar a velocidades de rotação assíncronas.Reversões rápidas perto do limite de 0 ° / 360 ° muitas vezes confundem ainda mais a lógica de detecção de flipMesmo com filtragem extensiva e ajustes de algoritmos, as soluções baseadas em software ainda são suscetíveis a perda de precisão.
O codificador absoluto de várias voltas resolve estes desafios a nível de hardware, integrando duas funções-chave:uma resolução de ângulo fino de giro único e um tacómetro incorporado para rastrear a velocidade de rotação completa do eixoA medição do ângulo geralmente utiliza tecnologia de detecção capacitiva, magnética ou óptica, enquanto o tacométrico atualiza os dados do ângulo de forma síncrona.Esta combinação fornece verdadeiras posições absolutas de várias voltas sem depender de lógica de inversão externa para fornecer um feedback robusto e livre de erros.
O tacométrico em si pode ser implementado de várias maneiras.Enquanto as implementações digitais dependem de eletricidade contínua. The latter usually requires careful system design to maintain the continuity of the power supply (usually through backup batteries or software safeguards) in order to keep a record of the number of revolutions during power outages.
Como lidar com os codificadores de várias voltas na inicialização
Um grande desafio no projeto de codificadores de várias voltas é gerenciar a potência no reinicio, pois a perda de voltas armazenadas pode afetar os dados de posição absoluta.As pessoas geralmente adotam várias estratégias de engenharia para aliviar este problema:
Referência do interruptor de origem ou limite - Quando ativado, o sistema conduzirá o mecanismo para um ponto de referência predefinido e reiniciará a posição do codificador.
Salvar o último valor conhecido - Se houver um controlador host ou memória não volátil, o sistema pode salvar o último ângulo e revoluções registrados antes de desligar.desde que o eixo não se mova durante o período de desligamento, estes valores serão reaplicados.
Bloqueio mecânico do eixo - Durante desligamentos planejados ou estados de potência ultra-baixa, o eixo pode ser fisicamente bloqueado para evitar a rotação.alcançar uma recuperação contínuaEste método é particularmente adequado para sistemas portáteis ou a bateria.
Reinicialização da camada do sistema - Para aplicativos que podem tolerar perder algumas voltas, o sistema só precisa ser reiniciado e recalibrado na inicialização usando sensores externos ou estados padrão seguros.Isto reduz a complexidade, mas aplica-se apenas a aplicações de retroalimentação de posição não críticas.
Para aplicações que não podem aceitar a perda de revoluções em caso de interrupção de energia, as baterias de reserva integradas são uma das soluções mais fiáveis.Este método não depende de métodos externos de recalibração nem de sensores auxiliares, garantindo que o codificador possa continuar a ser alimentado mesmo após interrupções de energia curtas ou prolongadas.
Do ponto de vista do consumo de energia, é precisamente aqui que a selecção da tecnologia se torna importante.O consumo de energia operacional dos codificadores capacitivos (como a série AMT da Same Sky) é tipicamente de apenas ~ 80 mW, tornando-os altamente eficientes para projetos embutidos e alimentados a bateria.e o suporte a longo prazo pode ser alcançado sem capacidade excessiva da bateria.
Em contraste, o consumo de energia dos codificadores magnéticos varia tipicamente de 150 a 500 mW, enquanto os codificadores ópticos normalmente requerem de 200 mW a mais de 1 W em sistemas de alta resolução ou baseados em LED.Esta vantagem de eficiência torna os codificadores capacitivos altamente atraentes em ambientes de potência limitada, onde cada miliwatt é crucial.