Image

Inkrementális forgó jeladó

 Számos alkalmazás igényel egy egyszerű, költséghatékony megoldást a pontos pozícionálás elérése érdekében. Az IXARC inkrementális forgó jeladók nagyfelbontású mérést biztosítanak az inkrementális felület használatával. Rendelkezésre állnak a leggyakoribb konfigurációkkal, mint az A, B, Z illetve elérhetőek invertált jelek is, mint a HTL (Push-Pull) vagy a TTL (RS422).
  • Bármilyen PPR - (Pulzus per fordulat) elérhető, egészen 16384-ig.
  • Rugalmas méretezési funkcionalitás
  • Kompakt méret – mindössze 36 mm-es átmérővel
  • Választható rozsdamentes acél vagy nehézház verzió
  • Nagy ütés és rázkódás-ellenállású

Termékkereső Inkrementális forgó jeladóhoz

Abszolút forgó jeladó

A Motrion Control alkalmazások – kezdve a gyári automatizálásokkal a vezérlőrendszereken keresztül egészen a mobil készülékekig – precíz, való idejű információt igényelnek a gépi berendezések fizikai helyére vonatkozóan. Az abszolút forgó jeladók precíz és egyértelmű méréseket biztosítanak, pozíció-pályavesztés nélkül még áramkimaradás esetén is.
  • Pozícióra vonatkozó információ fenntartása áramkimaradás esetén is.
  • Wiegand Technológia – Nincs szükség tartalék akkumulátorra – Nincs szükség akkucserére.
  • Kompakt méret – mindössze 36 mm-es átmérővel
  • Rozsdamentes acél, ATEX és SIL jeladó elérhető
  • Nagy ütés és rázkódás-ellenállású

Termékkereső aboszolút jeladókhoz

Lineáris jeladók

Számos alkalmazás igényli a lineáris mozgás megfigyelését a rendszerirányítás vagy biztonság érdekében. A LINERAX vezetékes érzékelők a lehető legtöbb konfigurációban elérhetőek, hogy a legkülönbözőbb alkalmazások feltételeivel szemben is helytálljanak. Ennek elérése érdekében 1m-től egészen 10m hosszúságig rendelkezésre állnak. Az egyes opciók széles választékban tartalmaznak kimeneteket (beleértve analóg, fieldbus és Ethernet variációit), nagy teherbírású házat és kompakt kialakítást.
  • Széles választékú mérési hosszok: 1- 10 m
  • Abszolút pozíció mérés: 2 µm felbontásig
  • Magas linearitás még hosszú ciklusidővel is.
  • Alacsony költségek mégis robosztus konstrukció
  • Skálázható analóg kimenet a mérési hosszhoz alkalmazkodva

Termékkereső lineáris jeladókhoz

Szögjeladó - Inklinométer

A dőlésszögek pontos mérése vagy a vízszintes helyzettől való eltérés meghatározása elengedhetetlen a legtöbb mozgásvezérlő rendszernél, de a biztonság érdekében egyaránt. A dőlésérzékelők egyszerű és hatékony módot jelentenek a térbeli tájékozódás számára, méghozzá mindenfajta mechanikai kapcsolódás nélkül – a tervezőmérnökök igazi előnye.

Nagy pontosság: 0,1°
Felbontás. 0,01°
Mérési tartomány: +/- 80° (kéttengelyes) illetve 360° (egytengelyes)

Termékkereső Szögjeladó - Inklinométer termékekhez

Közismert jeladó kimeneti jelek összehasonlítása

Amikor egy mozgásvezérlő alkalmazás jeladóját kell kiválasztani, számos választási lehetőség közül kell a döntést meghozni. Az érzékelőt kiválasztó mérnöknek el kell döntenie, hogy az alkalmazásukhoz inkrementális, abszolút vagy kommutációs jeladó szükséges. Miután tudják, hogy milyen típusra van szükségük, és ezen felül figyelembe kell venni a következő paramétereket, mint például a jeladó felbontást, a jeladó rögzítési módját, a szükséges jeladó tengelyének méretét stb. Ezenkívül, és néha figyelmen kívül hagyják hogy, a jeladónál valójában milyen kimeneti jel típusra van szükség. A válasz nem mindig egyértelmű, ezért ebben a fejezetben áttekintjük a három fő kimeneti típust, amelyek szinte bármilyen gyártmányú jeladónál megtalálatók, mint: nyitott kollektor (open collector), push-pull (Push-pull és a Totem pole is ide tartozik) és differenciális vonali (Line driver) jeladó. Ez a három kimeneti típus a digitális kommunikáció fizikai rétegét írja le.

Legyen szó növekményes jeladó kvadratikus kimenetéről, kommutációs jeladó motor pólus kimenetről vagy soros interfészről, amely meghatározott protokollt használ, ezek a jelek mindegyike digitális, és magas / alacsony állapotú. Ez azt jelenti, hogy egy 5 V-os jeladó esetében a jelek mindig 0 V (földelés) között váltanak, amely alacsony vagy bináris 0, és 5 V között, amely magas vagy egy bináris 1. Ebben a bejegyzésben az inkrementális jeladó kimenetekre fogunk összpontosítani, amelyek alapvető négyszöghullám kimenetet biztosítanak.
Image

Open collector - Nyitott kollektoros kimenet

A legtöbb forgójeladó a piacon nyitott kollektoros kimenettel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a digitális jel kimenete alacsonyan a földre vezethető, és amikor a jelet magasnak kell tekinteni, a kimenetet egyszerűen leválasztják. A kimenetet nyitott kollektornak nevezik, mert a tranzisztoron lévő kollektortüske nyitva marad, vagy le van választva, amikor a bemeneti jel magas.
Image
A jeladóval való kapcsolódáshoz külső ellenállásra van szükség, amely a kollektort a kívánt magas feszültségszintre "felhúzza". Ez egy hasznos kimeneti típus, ha a mérnök különböző feszültségszintű rendszerrel próbálja illeszteni a jeladót. A kollektor felhúzható, hogy alacsonyabb vagy magasabb feszültségszintet érjen el, mint amilyenen a jeladó alapvetően működik.
Image
Ennek az interfésznek a hátránya azonban az, hogy gyakran meghaladják a jeladó feszültségszintjének megváltoztatásának lehetőségét. A nyitott kollektoros (open collector encoder) jeladóhoz külső ellenállások hozzáadása nem túlságosan nehéz, és sok kész vezérlőbe már be van építve, de ezek a külső ellenállások áramot fogyasztanak a működéshez, és befolyásolják a kimeneti jelet, megváltoztatva annak jellemzőit a frekvenciával kapcsolatban. Tekintsük újra meg egy inkrementális jeladó négyzethullám helyzetét, amely ezúttal rendkívül közel van az egyik állapotváltozáshoz. Szeretjük azt gondolni, hogy digitális jeleink azonnal alacsonyról magasra váltanak, de természetesen tudjuk, hogy mindenhez idő kell. Ezt az időkésleltetést elfordulási sebességnek nevezzük.
Image
Nyitott kollektoros kimenetek esetén az elfordulási sebességet a felhúzó ellenállás ellenállása befolyásolja, mivel az ellenállás R-ként működik egy RC időzítő áramkörben. Az alacsonyabb elfordulási sebesség a jeladó csökkentett működési sebességét jelenti (és/vagy csökkentett felbontást inkrementális jeladók esetén). Az elfordulás sebessége javítható kisebb értékű ellenállásokkal (erősebb felhúzások), de ez a kompromisszum azt jelenti, hogy a rendszer több energiát vesz fel, mivel ennek a felhúzó ellenállásnak több áramot kell felszívnia rajta, hogyha alacsony a jel.

Push-Pull (Totem pole) kiement

A nyitott kollektoros (oen collector) interfész hátrányaira a legjobb válasz a push-pull konfiguráció. A push-pull során két tranzisztort használnak egy helyett. A felső tranzisztor aktív felhúzóként működik, míg az alsó tranzisztor ugyanúgy működik, mint a tranzisztor nyitott kollektoros konfigurációban. A push-pull konfigurációk gyors digitális átmeneteket tesznek lehetővé gyorsabb elfordulási sebességgel, mint a jelvonalakat kondicionáló ellenállások használatával. Az áramelvezető ellenállások nélkül ennek a kimeneti típusnak az energiafelhasználása is alacsonyabb. Ezáltal a push-pull kimenet sokkal jobb választás az akkumulátoros vagy mobil alkalmazásokhoz, ahol a rendelkezésre álló teljesítmény limitált.
Image
Az Autonics és Posital jeladó gyártó cégek összes egyvégű AMT kódolója push-pull kimeneti típust használ. Nincs szükség külső felhúzásra az AMT kódoló modellek kimeneteihez való kapcsolódáshoz. Ez sokkal könnyebbé teszi a tesztelést és a prototípus-készítést, és kevesebb kelléket igényel az üzembe helyezéshez. Fontos megjegyezni, hogy az AMT kódoló kimenetére CMOS-ként hivatkozunk az adatlapon. Ez egyszerűen azt jelzi, hogy az interfész eszköznek hogyan kell értelmeznie a magas és alacsony feszültségszinteket, amelyeket a push-pull kimenetről lát. Ezek a magas és alacsony értékek készülékenként változnak, ezért érdemes a kívánt termék adatlapját áttanulmányozni.
Itt említsük még meg a Totem Pole kimenetet is. A Totem Pole kimenet lényegében ugyanaz, mint a Push-Pull kimenet; azonban ez az általánosan használt terminológia, amikor TTL-eszközre utalnak. A fő különbség a totem Pole és a Push-Pull között az áramerősség, amelyet el tud fogadni (NPN) vagy forrásolni (PNP) tud. A Totem Pole kimenet kevesebb áramot fog fogadni/forrást adni, mint a Push-Pull kimenet képes fogadni vagy forrásolni. A másik fő különbség a kettő közötti kimeneti feszültség. A Totem Pole csak egy 5V DC jel, ahol a Push Pull követi a bemeneti feszültséget.

Differenciális Line Driver kimenet

Míg a push-pull inkrementális jeladók teljesítménynövekedést kínálnak nyitott kollektoros elődeikhez képest, egyvégű kimeneteik miatt nem feltétlenül a megfelelő választás minden projekthez. Ha egy alkalmazás nagy kábelezési távolságot igényel, vagy ha a használt kábelek nagy mennyiségű elektromos zajnak és interferenciának vannak kitéve, a differenciális vonali meghajtó (Line driver) kimenettel rendelkező inkrementális jeladó a legjobb választás. A differenciális kimenetek (Line driver) ugyanazzal a tranzisztor-konfigurációval jönnek létre, mint a push-pull kimenetek, de egy jel generálása helyett két jel jön létre. Ezeket a jeleket differenciálpárnak nevezzük; az egyik jel megegyezik az eredeti jellel, míg a másik az eredeti jel ellentéte, ezért néha komplementer jelnek is nevezik.

Az egyvégű kimenetben a vevő mindig az átvitt jelet egy közös földre vonatkoztatja. Azonban hosszú kábelezési távolságokon, ahol a feszültség csökken, és az elfordulási sebesség csökken, gyakran előfordulnak jelhibák. Egy differenciál alkalmazásban a gazdagép előállítja az eredeti egyvégű jelet, amely aztán egy differenciális adóhoz kerül. Ez a távadó hozza létre a kábelezésen keresztül kiküldendő differenciálpárt. Két jel generálásával a vevő már nem a feszültségszintet a földhöz viszonyítja, hanem egymásra utalja a jeleket. Ez azt jelenti, hogy ahelyett, hogy konkrét feszültségszinteket keresne, a vevő mindig a két jel közötti különbséget nézi. A differenciális vevő ezután a jelpárt vissza alakítja egy egyvégű jellé, amelyet a gazdaeszköz a gazdagép által megkövetelt megfelelő logikai szintek segítségével értelmezhet. Az ilyen típusú interfész azt is lehetővé teszi, hogy a különböző feszültségszintű eszközök együtt működjenek a differenciális adó-vevők közötti kommunikáció révén. Mindez együtt működik annak érdekében, hogy leküzdje azt a jelromlást, amely egy végű alkalmazás esetén következett volna be nagy kábelezési távolságokon.
Image
A jel romlása azonban nem az egyetlen probléma, amely nagy kábelezési távolság esetén felmerül. Minél hosszabb a kábelezés a rendszeren belül, annál nagyobb az esélye annak, hogy elektromos zaj és interferencia kerül a kábelekre, és végül az elektromos rendszerbe. Amikor a zaj a kábelezéshez kapcsolódik, az változó nagyságú feszültségként jelenik meg. Az egyvégű kimeneti inkrementális jeladókkal rendelkező rendszerekben ez azt eredményezheti, hogy a rendszer vevőoldala hamis magas és alacsony logikai értékeket olvas, ami hibás pozícióadatokhoz vezethet. Ez egy hatalmas probléma! Szerencsére a differenciál Line Driver meghajtók jól felszereltek ennek a zajnak a kezelésére. Az Autonics és Posital jeladó gyártó cég jellemzően differenciál Line Driver illesztővel ellátott optikai forgó jeladó használatát javasolja 2 métert meghaladó kábelek esetén.
A differenciál Line Driver meghajtók használatakor csavart érpárú kábelezésre van szükség. A sodrott érpárú kábelezés A- és A-jelekből áll, amelyek egy adott távolságon keresztül meghatározott számú fordulattal összefonódnak. Ennél a kábeltípusnál az egyik jelvezetéken keletkező zaj egyformán érvényesül a párosított vezetéken. Ha az A jelen feszültségcsúcs lép fel, akkor az az A- jelre is érvényesül. Mivel a differenciális vevő kivonja a jeleket egymástól, hogy megkapja a rekonstruált jelet, figyelmen kívül hagyja a mindkét vezetéken megjelenő zajt. A differenciális vevő azon képességét, hogy figyelmen kívül hagyja a mindkét jelvonalon azonos feszültséget, közös módú elutasításnak nevezzük. Zajelhárító képességeik miatt a differenciálvonali illesztőfelületek általánosak az ipari és autóipari alkalmazásokban.
Image
A különböző inkrementális forgó optikai vagy mágnese jeladók kimeneti típusok, valamint előnyeik és hátrányaik megértésével a mérnök jobban kiválaszthatja az alkalmazásukhoz optimális kimeneti típust. Az Autonics és Posital - Fraba inkrementális jeladóinak egy része push-pull kimenettel rendelkezik az alacsony energiafogyasztás és a könnyű telepítés érdekében. A differenciális Line Driver interfész is számos modellben elérhető az igényesebb alkalmazásokhoz.

Az inkrementális jeladó, vagy más néven Incremental encoder működése

A jeladó olyan eszköz, amely a tengely elfordulását érzékeli, és az elfordulás szögéhez képest ad vissza egy elektromos jelet, ami által nagy pontossággal mérhető a távolság. Az inkrementális jeladó (encoder) tengelyéhez egy tárcsa van rögzítve (ez általában átlátszó üveg, de lehet perforált fém is), amelyen egyforma távolságra egyforma rovátkák vannak. A tárcsa egyik oldalán a fényforrás van, a másik oldalán pedig egy fényérzékeny vevő, ugyanis amikor a tárcsa forog, a rovátkák vagy eltakarják a fényt, vagy átengedik, és ebből keletkezik a vevő résznél egy elektromos jel az alkalmazás során.
Az inkrementális jeladónál (encodernél) a rovátkákat figyelő két érzékelő a tárcsára merőlegesen van elhelyezve, amiből megállapítható, hogy a tárcsa melyik irányba forog. Ezt a két fajta jelet nevezik A és B fázisnak, amit az inkrementális jeladó (encoder) elektronikája értelmez, majd egy bizonyos szabványos jellé alakítja. Ezek a jelek lehetnek nyitott kollektoros, vagy TTL jelek is, de lehet 24V-os jel is. Az inkrementális jeladókban (encoder) van egy olyan harmadik érzékelő is, ami csak egy bizonyos rovátkán világít át, ami a tengely teljes körülfordulását jelzi, ennek a neve az index impulzus. Az inkrementális jeladót (encodert) azért nevezik inkrementálisnak, mivel ahogy a tengely elfordul, a jel relatív marad a tengelyhez képest az alkalmazása közben. Az aktuális helyzetet a vezérlés tartja nyilván, amit maga a jeladó tartalmaz, és ebből számítja ki az elfordulás mértékéhez tartozó értéket.

A forgás irányát úgy tudja az inkrementális jeladó (encoder) megállapítani, hogy mivel az A és a B jel eltolva jelenik meg, más lesz a jel hullámának a mintája, amit az inkrementális jeladó (encoder) számlál. Ha a tengely előre forog, akkor ezt a számlálót növeli az inkrementális jeladó (encoder), ha hátra, akkor az inkrementális jeladó (encoder) csökkenti ezt a számot. Az inkrementális jeladót (encodert) jellemzi a felbontása, ettől függ, hogy mekkora a legkisebb elfordulása a tárcsának. Az inkrementális jeladóknál (encodereknél) ezt impulzus/fordulatban lehet megadni, ami több ezer impulzus/fordulat is lehet.

Létezik másfajta jeladó is, az abszolút jeladó (encoder) többek között abban különbözik az inkrementális jeladótól (encodertől), hogy ott a tárcsán nem egyszerű rovátkák vannak, hanem a tárcsa sávokra van osztva, amiket bináris kódokként értelmez a jeladó, itt nincs szükség számlálóra. Ez a fajta jeladó a kialakítása miatt drágább, mint az inkrementális jeladó (encoder).

Az inkrementális jeladók hátrányai

Az inkrementális jeladó (encoder) hátránya az elmozdulás relativitásából adódik, ugyanis az inkrementális jeladót legtöbbször a motor tengelyére szerelik, ami forgó mozgást végez az alkalmazása során.

A jeladóval szerelt gép kezelése általában komplexebb vezérlést igényel, emiatt az inkrementális jeladós (encoderes) gép kezelése is körülményesebb, mint inkrementális jeladó (encoder) nélkül.

Az inkrementális jeladó (encoder) áramtalanítása során a számláló memóriája elvész, valamint a kikapcsolt gép mozgó alkatrészeinek a mozgását nem rögzíti.

Az abszolút jeladó, vagy más néven Absolute encoder működése

Ha meg kell mérnie egy forgó tengely sebességét, mozgási irányát vagy helyzetét, valószínűleg forgó jeladóra lesz szüksége. És amikor eljön a választás ideje, két fő típust kell figyelembe venni: a Inkrementális jeladót (növekményes jeladó) és az abszolút jeladót.

A helyes választás fontos, ezért állítottuk össze ezt a rövid útmutatót az abszolút forgó jeladókról, hogy segítsen megérteni, mik ezek, miben különböznek az inkrementális jeladóktól, és milyen helyzetekben lehet szüksége az abszolút forgó jeladókra.

Az abszolút jeladó minden forgási pontban egyedi pozícióértéket vagy adatszót biztosít, amely a kódoló „abszolút” pozícióját képviseli. A bekapcsolás pillanatától kezdve az abszolút jeladó meg tudja mondani a forgó tengely pontos helyzetét, amelyet mér. Ezt egy optikai, mágneses vagy kapacitív érzékelő segítségével teszi, amely egyedi kódot olvas le a tengellyel együtt forgó lemezről. Lényeges, hogy egy abszolút jeladó ezt meg tudja tenni anélkül, hogy el kellene forgatnia a tengelyt, és nyomon tudja követni ezt a pozíciót még átmeneti áramkimaradás esetén is. Minél több egyedi kód van a kódoló lemezén, annál pontosabb lesz a pozícióolvasás.
A felbontásokat bitekben (bináris számjegyekben) adjuk meg, amelyek megfelelnek az egy fordulat alatti egyedi adatszavak számának. Az abszolút jeladók egy- és többfordulatos változatban is kaphatók (Single Turn és Multi Turn).

Single Turn abszolút jeladó:
Az egyfordulatú jeladók, más néven Single Turn abszolút jeladó egy teljes fordulaton, 360°-ban szolgáltatnak pozicionálási adatokat, a kimenet a tengely minden fordulatánál megismétlődik.

Multi turn abszolút jeladó:
A többfordulatú jeladók vagy más néven Multi Turn abszolút jeladók egyetlen fordulaton keresztül is szolgáltatnak pozicionálási adatokat, de rendelkeznek egy további „fordulat” számlálóval, amely méri a fordulatok számát.

Abszolút jeladó vs. Inkrementális jeladók
Ezzel szemben az inkrementális jeladó úgy működik, hogy impulzusokat generál, amikor a tengely forog. Egy tipikus inkrementális jeladó 2 négyzethullámot generál 90 fok eltolással a fázison kívül. Ezeket az impulzusokat a jeladón kívüli elektronikának kell követnie vagy számolnia.
Image
A felbontásokat a fordulatonkénti impulzusok száma (PPR - Pulse per Revolution) jelenti, és az inkrementális jeladónak a négyszöghullámú kimeneteiből származó magas impulzusok számát jelenti. A jeladók PPR-jével kapcsolatos további információkért tekintse meg a témával kapcsolatos másik feljegyzésünket.

Mivel az Inkrementális jeladó kimenete a 4 ismétlődő állapotból csak 1-ben van, a jeladót egy ismert rögzített helyre vagy "Home" pozícióra kell hivatkozni, hogy értelmes helymeghatározási információkat biztosítsanak. Az Home helyről, gyakran az enkóder indeximpulzusához igazítva, nyomon követhető a tengely inkrementális forgási változása, és megismerhető a tengely abszolút helyzete. Ennek meg kell történnie minden alkalommal, amikor bekapcsolja az inkrementális jeladót, vagy átmeneti áramkimaradás esetén. Következésképpen tovább tart az abszolút pozíció leolvasása – és a tengelynek forognia kell ahhoz, hogy ezt biztosítsa.

Az inkrementális jeladók kevésbé bonyolultak, mint az abszolút modellek, ezért jellemzően olcsóbbak (bár az árkülönbség csökken). Ha csak a sebességet, a mozgás irányát vagy a relatív pozíciót figyeli, általában az inkrementális forgó jeladó a legjobb megoldás, de ha az abszolút pozíció a legfontosabb, akkor az abszolút forgó jeladó a megfelelő megoldás.
Miért válassz abszolút jeladót az Inkrementális jeladó helyett?

Először is, mivel egy abszolút jeladó fenntartja a tengely helyzetét, a pozíció azonnal ismertté válik, amint áramot ad rá. Nem kell megvárnia a beállítási vagy kalibrálási szekvencia befejezését, és gyorsabban megkaphatja a szükséges pozícióadatokat indításkor vagy áramszünet után, még akkor is, ha a tengelyt elfordították, miközben a jeladó ki volt kapcsolva.

Az indításkor fennálló abszolút pozíció ismerete sok rendszerben elengedhetetlen lehet, ahol bizonyos helyzetekben biztonságosan tovább lehet forgatni a tengelyt az egyik irányba, de a másik irányba nem. Alkalmazástól függően ennek hibás használata a berendezés károsodását, testi sérülést vagy még rosszabbat okozhat. Az ilyen helyzetekben nagyon fontos, hogy ismerje a forgó eszköz pontos helyzetét, mielőtt bármely alkatrész elmozdulna.

Ugyanilyen fontos, hogy az abszolút jeladó valós időben biztosítja a valós pozíciót. Mivel egyre több rendszer válik digitálissá, központi kommunikációs buszra csatlakozva, a jeladó valós idejű helyzetének lekérdezése, amikor és amikor szükséges, minimális késleltetéssel, nagy előnyt jelent. Ahhoz, hogy egy Inkrementális forgó jeladóval nyomon tudja követni pozícióját, még a homing szekvencia után is követnie kell az összes impulzust külső áramkörrel (jellemzően kvadratikus (négyzetes) dekódolással). A szükséges külső áramkörön kívül ez azt is jelenti, hogy van némi késleltetés a pozíció meghatározásában.
Image
Vannak más előnyök is. Az abszolút jeladó megvalósító rendszerek általában kevésbé érzékenyek az elektromos zajra, mivel a pozíciót úgy határozzák meg, hogy egy hibaellenőrzött kódot olvasnak ki a bináris jeladókról, vagy digitálisan egy soros buszon keresztül, nem pedig az impulzusokat számláló inkrementális jeladóval.

Ehhez kapcsolódik az a tény, hogy viszonylag egyszerű egynél több abszolút jeladót kombinálni ugyanabban a rendszerben – esetleg gyár automatizáláshoz vagy több csuklós robotkarban. Ha Inkrementális jeladót használ, a több eszköz kimeneteinek figyelése nagyon bonyolulttá válhat, és jelentős feldolgozási teljesítményt igényel. De az abszolút jeladókkal, különösen azokkal, amelyek egy központi kommunikációs buszhoz kapcsolhatók, mindegyiktől külön-külön kaphat adatokat, ami sokkal kevesebb feldolgozási teljesítményt igényel az olvasás értelmezéséhez.
Abszolút jeladós alkalmazások

Miután meghatároztuk az abszolút és inkrementális forgó jeladók közötti fő különbségeket, nézzünk meg röviden néhány konkrét forgatókönyvet, ahol abszolút jeladókat használnak.

A kulcsfontosságú piac a robotika – egy gyorsan bővülő terület, amely számos ágazatot lefed. A gyártásban megtalálhatóak az összeszereléshez, hegesztéshez, festékszóráshoz és egyéb feladatokhoz használt robotkarok. Az egészségügyben is megtalálod őket. A távsebészet például nagy mennyiségű, kivételesen pontos helyzetinformációt igényel a robotkaroktól. Az otthoni segítségnyújtó robotok az abszolút jeladók másik feltörekvő használati esetei.

Ez azonban csak egy terület, mivel egyre több rendszer válik digitálissá, és az inkrementális és abszolút jeladók közötti árkülönbség csökken, az abszolút jeladók alkalmazási köre szinte végtelenné válik, mind az ipari, mind a fogyasztói piacokon. Az automatizált kapuktól és kameraforgató mechanizmusokon át a gyári automatizálásig az abszolút jeladók rendkívül hatékony és egyre inkább költségkímélő módot jelentenek a pozíció meghatározására.

Az abszolút forgó jeladó előnyei

Alapvető fontosságú a megfelelő típusú jeladó kiválasztása a terméktervezéshez, ezért annyira fontos megérteni az inkrementális és abszolút jeladók közötti fő különbségeket. Az árkülönbségek megszűnésével és a technológiai változásokkal az abszolút jeladók számos különálló előnnyel rendelkeznek az inkrementális jeladó társaikkal szemben, így érdekes lehetőséget biztosít a pozíció-visszajelzési követelmények teljesítésére.

Mi a különbség az Inkrementális jeladó PPR, CPR és LPR fogalmai között?

Fogalmak:

PPR - Pulzus fordulatonként (Pulse Per Revolution)
CPR - Számolások fordulatonként (Counts Per Revolution)
LPR - Vonalak fordulatonként (Lines Per Revolution)


Ahogy egy inkrementális jeladó forog, két négyszögletes A és B kimeneti jelet állít elő; ezek a jelek együtt egy inkrementális forgó jeladó kvadratikus kimenetét hozzák létre. A legtöbb jeladó esetében ezek az A és B négyszöghullámok 90 fokkal fázison kívül eltolva vannak. Az A és B kimenetek változó állapotának megfigyelésével meghatározható a jeladó iránya.
Image
A jeladó által megtett távolság vagy forgási sebesség meghatározásához azonban több információra van szükség. Ennek az információnak a kiszámításához fontos ismerni a jeladó felbontását. A felbontás felfogható úgy, mint a forgó jeladó részletessége, vagy leegyszerűsítve, hogy a jeladó hány impulzusra (darabra) van felosztva egy fordulathoz.

Impulzusok fordulatonként (PPR)

Az Autonics és Posital gyártó is PPR vagy Pulses per Revolution kifejezést használja a forgó jeladó felbontásának kifejezésére. A PPR azt írja le, hogy a forgó jeladó hány magas impulzusa lesz az A vagy B négyszöghullám kimenetén egyetlen fordulat alatt. Noha az Autonics nem használja a PPR-t a periódusok fordulatonkénti megjelenítésére, technikailag még mindig pontos lenne, mivel a növekményes (Inkrementálsi) jeladók szabványos kínálatának kihasználtsága 50%. Ha a felbontás ismert, akkor kiszámítható, hogy az egyes impulzusok és periódusok hány mechanikai fokkal egyenlőek.
Image
Ennek ellenére a PPR kifejezés nem mindenhol elterjedt a mozgásvezérlési iparágban. Bár az Autonics és Posital Fraba jeladó gyártó cégek minden termékünkhöz PPR-t használ, sok vállalat gyakran használja a PPR, CPR, LPR vagy felbontás kifejezéseket egymásnak ellentmondó definíciókkal.


Számolások Fordulatonként (CPR)

A CPR leggyakrabban a Counts per Revolution kifejezést jelenti, és a kvadratikusan dekódolt állapotok számát jelenti, amelyek a két A és B kimenet között léteznek. Ha mindkét A és B kimenet magas és alacsony között vált, akkor 2 bitnyi információ létezik 4 különálló formában (Állapotok). A kvadratikus dekódolás kifejezés azt a módszert írja le, hogy az A és B kimenetet együtt használják az egyes állapotváltozások számlálására. Ez az egyes impulzusokhoz vagy periódusokhoz tartozó számok 4-szeresét eredményezi. Ezért egy jeladó CPR-je a jeladó PPR-je szorozva 4-gyel. Azt is meg kell jegyezni, hogy egyes jeladó gyártók a CPR rövidítést használják a ciklusonkénti ciklusok jelentésére. A ciklusok fordulatonként a teljes elektromos ciklusokra vagy periódusokra utalnak a jeladó kimenetek bármelyikén, és egyenértékű az impulzusok fordulatonkénti értékével. Ha a Counts per Revolution és a Cycles per Revolution ugyanazt a CPR betűszót használja, de 4-szeres eltérést mutat, ez érthető módon némi zavart okozhat, és óvatosnak kell lenni a felbontás meghatározásának megértésében.
Image

Vonalak fordulatonként (LPR)

Az LPR vagy vonalak fordulatonként egy másik kifejezés, amely egyenértékű a PPR-el. A vonal az optikai enkóder lemezére maratott vagy nyomtatott sávokra vonatkozik. Az optikai jeladó lemezen minden sor alacsony impulzust jelentene a kimeneten, mivel egy az egyhez viszonyban vannak.

Mivel a felbontást az iparágban eltérően határozzák meg, fontos, hogy a számokat azonos formátumba állítsa be a különböző jeladó gyártók termékeinek összehasonlításakor. Ezt legjobban úgy teheti meg, ha megtekinti a hullámformákat vagy az időzítési diagramokat az adatlapon, és ha lehetséges, kiszámítja az impulzusszélességet fokokban vagy ívpercekben.

SSI Abszolút jeladó

Synchronous Serial Interface (SSI) - Szinkron soros interfész

Az SSI tipikusan egy szinkron szimplex egyirányú master-slave kommunikációs protokoll, amely differenciális jelzést használ, és nincs chip-választó jele. Ez egyszerű és olcsó csatlakozást tesz lehetővé az enkóderhez, dinamikus fordulatszám-beállítással, miközben kihasználja a differenciálcsatlakozás magas zajállóságát.

Az Autonics és Posital - Fraba abszolút kódolója az SSI egy olyan változatát valósítja meg, amely egyetlen vezetéket takaríthat meg az egyvégű kommunikációval és egy chip-választó kapcsolat használatával, amely lehetővé teszi, hogy a gazdagép aktiválja az egyes kódolókat a buszon. Az SPI-vel ellentétben a gazdagép nem küld parancsokat. A kódoló pusztán úgy reagál, hogy pozícióadatokat helyez a buszra, leegyszerűsítve az interfészt a gazdagép és a kódolók között. Az Autonics és Postial - Fraba, SSI interfésze kompatibilis az olyan készen kapható SSI-vezérlőkkel, amelyek chip-kiválasztást is tartalmaznak. A tipikus csatlakozási hossza és zajteljesítménye hasonló az SPI-hez.
Image
Az Autonics és Posital Fraba abszolút jeladói rugalmas lehetőségeket kínálnak a berendezések tervezőinek az alkalmazásaikhoz megfelelő forgó jeladó kiválasztásához, és egyszerűsítik a gazdarendszerrel való összekapcsolást. A differenciális RS-485 interfész hatékony választás, ha nagy csatlakozási távolságra vagy nagy zajvédelemre van szükség, ugyanakkor nagy sebességű kommunikációt tesz lehetővé. Az SPI ezzel szemben könnyen implementálható, kevesebb hálózati követelményt támaszt, és natív módon támogatja számos, már kapható általános célú mikrokontrolleren. Végül, az SSI szinkron kommunikációja és csökkentett vezetékezése egyszerű, alacsony költségű megoldássá teszi az enkóderek / jeladók használatát, és a differenciáljelzésnek köszönhetően a zajtűrés további előnye is egyben.

Mágneses és Optikai jeladók karakterisztikája

Mágneses jeladók


A váltakozó pólusú, forgó mágnesezett korongból és egy hall-effektusból vagy mágneses ellenállású érzékelőből álló mágneses jeladó a mágneses fluxusmezők változásainak érzékelésével működik. A mágneses jeladó masszív, és nagyon jól megbirkózik az ütésekkel és a rezgésekkel, miközben nem befolyásolja az olaj, szennyeződés és nedvesség behatolása. Hátránya, hogy érzékenyek az elektromos motorok által okozott mágneses interferenciára, és korlátozott működési hőmérséklet-tartományuk van. Bár számos fejlesztés történt a mágneses jeladókban, általában alacsonyabb felbontást és pontosságot biztosítanak, mint az optikai jeladók.

Optikai jeladók

A mágneses jeladókhoz képest az optikai forgó jeladó nagyobb felbontást és nagyobb pontosságot kínál. Az optikai forgó jeladó egy LED-fényforrásból (általában infravörös) és egy üvegből vagy műanyagból készült kódolólemez ellentétes oldalán elhelyezett fotodetektorokból áll. A kódoló lemez egy sor váltakozó átlátszó és átlátszatlan vonalat vagy nyílást tartalmaz. Ahogy a lemez forog, az ablakokon áthaladó fény be- és kikapcsolása biztosítja a tipikus négyzethullámhoz kapcsolódó A és B kvadratikus impulzusokat. Bár az optikai kódolók évtizedek óta uralják a mozgásvezérlési piacot, ezeknek az eszközöknek vannak eredendő hátrányai is. Mivel az optikai kódoló a „látóvonalra” támaszkodik, különösen érzékenyek a porra, szennyeződésekre és olajra. Az optikai lemezek általában üvegből vagy műanyagból készülnek, így hajlamosak a rezgések és a szélsőséges hőmérsékleti viszonyok miatti károsodásra, valamint a motorra való összeszerelés során bekövetkező szennyeződésekre. Működés közben az optikai kódoló 100 mA-nél nagyobb áramot is fogyaszt, és élettartamát végső soron a LED korlátozza.