Uitgebreide gids naar encoder-typen voor nauwkeurige motorbesturing

Over typen encoders, nauwkeurige controle is cruciaal in toepassingen die motoren vereisen. Wanneer u nauwkeurigheidscontroleproblemen in uw circuits heeft, is het eerste dat in gedachten komt een stappenmotor.

Echter, niet alle situaties vereisen dergelijke extreme maatregelen. Dus, als u nauwkeurige controle nodig hebt voor kleinere projecten zoals een draaiende motoras, leest u het juiste artikel.

Een eenvoudige oplossing voor deze problemen is een encoder-motor.

Encoders zijn goedkopere en eenvoudigere oplossingen voor nauwkeurigheidscontroleproblemen. Maar het kan lastig zijn om te begrijpen hoe het werkt.

Gelukkig hebben we dit artikel geschreven om u te laten zien hoe een encoder werkt, typen en de verschillende toepassingen.

Klaar? Laten we duiken!

Wat is een encoder-motor

Als u in een situatie zit waar een stappenmotor inefficiënt en duur is – de encoder-motor is wat u nodig hebt.

In tegenstelling tot de stappenmotor, heeft de encoder-motor een draaiende encoder aan de achterkant die feedbacksignalen naar het systeem stuurt.

Hoe? Het gebruikt de draaiende encoder om de positie en snelheid van de motoras bij te houden.

Hier is het beste deel.

Er is een grote verscheidenheid aan encoder-motoren op de markt. Sommige van deze motoren zijn absoluut of incrementieel, terwijl andere magnetisch of optisch zijn.

Met andere woorden, het type encoder hangt grotendeels af van de grootte, vorm en toepassingstype.

Encoder Diagram

Hoe werkt een encoder

Er zijn twee uitgangen in elke draaiende encoder met labels A en B. Soms voeren deze twee uitgangen vergelijkbare functies uit, namelijk signalen creëren. Deze signalen kunnen magnetisch, optisch en weerstandsmatig zijn. De meest voorkomende is de optische encoder die signalen geeft op basis van de onderbreking van licht.

Hier is een voorbeeld om het makkelijker te begrijpen. Afhankelijk van de fabrikant, kunnen we draaiende encoders zien als steken binnenin de encoder gemaakt met GND of Vcc (Voltage common collector). Wanneer er een rotatiebeweging in de encoder is, raakt de gemeenschappelijke terminal ofwel de A-terminal of de B-terminal.

Als de encoder met de klok mee draait, gaat contact A eerst hoog, gevolgd door contact B. Met andere woorden, er zal altijd een 90-graden fasaverschuiving zijn ongeacht de rotatierichting (tegen de klok in of met de klok mee).

Dubbele binaire encoders

Plus, u kunt deze faserverschuiving gemakkelijk detecteren door een microcontroller te gebruiken. Het helpt u de draairichting te bepalen. Eenmaal gedaan, kunt u een teller verhogen of verlagen die u de RPM of de graad van rotatie laat zien als u een getande encoder-motor heeft.

Typen motor-encoders

Zoals eerder gezegd, zijn er verschillende encoder-typen met verschillende kenmerken, vormen en groottes. Hier zijn de hoofdtypen encoder-motoren die u op de markt kunt vinden.

AC-motor encoders

DC-motoren zijn niet de enigen met encoders. AC-motoren met encoders zijn ook op de markt beschikbaar. Een AC-inductie is een veelvoorkomende keuze voor besturingssystemen en generieke toepassingen. Waarom? Omdat dergelijke toepassingen een lange levensduur en lage kosten hebben. U kunt deze typen motoren vinden in draaibanken die snelheidscontrole vereisen.

Een andere toepassing van AC-motor encoders is in robotica. De encoder geeft informatie over de positie en het pad van de beweging van de robot, te allen tijde, tijdens de toepassing.

Stappenmotor encoders

We weten wat u denkt. Waarom zou een stappenmotor met een encoder werken? Immers, nauwkeurige controle is wat de stappenmotor het beste doet.

Maar dit is niet het geval.

Hoewel de stappenmotor goed is in nauwkeurige controle, heeft de encoder nog steeds een grote impact op de prestaties van de stappenmotor. Dus een stappenmotor-encoder is een stappenmotor geïntegreerd met een encoder.

We noemen stappenmotorsystemen met encoder-integraties gesloten-lus stappenmotoren. Deze motoren bieden meer stabiliteit, gladheid en bereiken hogere koppel dan hun open-lus tegenhangers.

Een stappenmotor-encoder biedt gesloten-lus feedbackcontrole. Ook vermijdt het de stapverlies veroorzaakt door de stappenmotor. Bovendien kunnen we de stappenmotor-encoder verdelen in optische encoders en draaiende encoders.

DC-motor encoders

Dit zijn de meest voorkomende typen encoder-motoren die u op de markt kunt vinden. Meestal is het een generieke DC-motor met een magnetische encoder op de achterkant vastgezet. Aan de voorzijde kan er een tandwielmontage zijn die de RPM verlaagt en het koppel verhoogt.

Ook geeft de encoder gesloten-lus feedback aan het systeem, wat u in staat stelt de omwentelingen per minuut en de aandrijving aan te passen voor nauwkeurige snelheidscontrole.

Met andere woorden, u kunt de snelheid van de feedback in DC-motoren controleren. Het is mogelijk omdat de DC-motor-encoder een mechanisme biedt dat u in staat stelt de snelheid van de rotor te meten.

Servomotor encoders

De toepassing van de servomotor is een populair alternatief geworden voor hydraulische, pneumatische en enkele andere elektromechanische vormen van beweging.

Daarnaast kunt u servomotoren met encoders gebruiken voor diverse toepassingen, waaronder fabrieksautomatisering, robotica en andere nauwkeurigheidscontrole-operaties.

Servomotor-encoders bieden hoog-koppel technologie, kleine afmetingen en hoge efficiëntie tegen een redelijke prijs. Ook is het de keuze voor productiefaciliteiten over de hele wereld.

Typen encoder-technologie

Hier zijn verschillende soorten draaiende encoders waar u uit kunt kiezen – afhankelijk van uw toepassing.

Lineaire encoders

Lineaire encoders zijn veelvoorkomend in industriële automatisering en besturingstoepassingen. Dit apparaat gebruikt een lineaire schaal om de positie te bepalen.

Lineaire encoders

Op deze schaal zit een sensor die de schaal leest en de positie bepaalt. Verder is een digitale schuifmaat een perfect voorbeeld van een lineaire encoder.

U kunt lineaire encoders vinden in instrumenten met hoge precisie, zoals industriële automatiseringstools.

Ook kunt u lineaire encoders beschouwen als absoluut of incrementieel.

Optische encoders

De optische encoder is de meest gebruikte encoder op deze lijst. De componenten zijn een lichtbron, een lichtdetectorcircuit en encoderschijven.

Het is een bewegingsdetectie-apparaat dat licht van een codeschijf gebruikt om de beweging van een as te monitoren. Met andere woorden, deze encoder geeft feedback op basis van lichtonderbreking.

Optische encoders

Hier is hoe het werkt:

Eerst, het opstarten van het apparaat schakelt de lichtbron in. De lichtbron emiteert dan een lichtbundel die door een transparante encoderschijf met patronen en ondoorzichtige lijnen gaat.

Vervolgens pikt de fotodetector de lichtbundel op en reageert erop. Dus dit proces produceert een sinusoïdale golfvorm die zich transformeert in een pulstrain of blokgolf. We noemen de fotodetector het lichtdetectorcircuit.

Het pulssignaal is licht = aan en geen licht = uit. Deze signalen overdragen dan naar de teller via de elektronische print. Ten slotte stuurt de teller het signaal en produceert de juiste functies (draaien, stoppen, etc.).

Incrementele encoders

Dit type encoder converteert de positie van een as of de hoekbeweging in een digitale of analoge code. Het gebruikt deze code om beweging of positie uit te pikken. Ook is het een van de meest gebruikte draaiende encoders.

U kunt ook een incrementele encoder gebruiken in motordrukte en positioneringsfeedback-toepassingen. Dergelijke toepassingen omvatten zware-duty, servo/licht, en industriële toepassingen.

Daarnaast bieden incrementele encoders geweldige snelheids- en afstandsfeedback. Ook heeft het geen meerdere sensoren nodig, dus de systemen zijn eenvoudig en minder duur.

De enige limiet van de incrementele encoder is het leveren van veranderinginformatie. Hiervoor moet de encoder de beweging berekenen met een referentieapparaat.

Incrementele encoders

Absoluut encoder

De absolute encoder is de meest interessante encoder op deze lijst. Het meet de ware of absolute hoekpositie. Het is het tegenovergestelde van de incrementele encoder die alleen de verandering in hoekpositie berekent.

Hier wordt het interessant.

De opstart bepalt of de encoder absoluut of incrementieel is. Dus, als de encoder door een 'wake and shake'-proces gaat om de positie te krijgen, dan is het incrementieel. Als het geen beweging vereist om de positie uit te geven, dan is het absoluut.

Absolute encoders kunnen een digitaal signaal of analoog signaal als hun uitgang leveren. Deze signalen omvatten een seriële synchrone interface (SSI) en 0-10V of 4-20mA.

Hoekencoders

Toepassingen van encoders

Hier zijn enkele van de diverse toepassingen van encoders:

Luchtvaart

Encoders bieden hoge-precisie bewegingsfeedback in luchtvaarttoepassingen bij het opereren in slechte omgevingsomstandigheden.

Luchtvaart

Balspindel-positionering

Encoders bieden bewegingsfeedback wanneer bevestigd aan het einde van de aandrijvmotor of aandrijfas.

Balspindel positionering

Geautomatiseerde voertuigen & robots

Encoders bieden nauwkeurige bewegingsfeedback voor toepassingen in geautomatiseerde robotica.

Geautomatiseerde robots

Snijden – naar – lengte

Hier genereert de encoder een vast aantal pulsen. Deze pulsen overdragen naar de controller en bepalen de reislengte.

Afsluiting

Het kiezen van de perfecte encoder voor uw productontwerp is cruciaal. Dit is waarom het noodzakelijk is om de verschillen tussen de vier typen encoder-technologie en encoder-motoren te begrijpen.

Encoder Configuratie

Met de technologieën die veranderen, zorg ervoor dat u de encoder selecteert die past bij uw positie-feedbackvereisten.

Nou, dat concludeert alles wat u moet weten over encoders, typen en verschillende toepassingen. Als u meer informatie over de encoder nodig heeft, neem dan gerust contact met ons op, en we helpen u graag.