¿Cómo funcionan los encoders incrementales y absolutos?
Los encoders son dispositivos esenciales en sistemas de automatización, robótica e instrumentación industrial, ya que permiten medir con precisión la posición, velocidad y dirección de un eje en movimiento.
Existen dos tipos principales de encoders: incrementales y absolutos, cada uno con características y aplicaciones específicas.
En este artículo, exploraremos en detalle cómo funcionan ambos tipos de encoders (incremental y absoluto), sus diferencias y las aplicaciones más comunes en las que se utilizan.
A- Encoder Incremental
¿Qué es un encoder incremental y cómo funciona?
Los encoders incrementales generan un número específico de pulsos por pulgada o milímetro de movimiento lineal.
El encoder incremental tiene 2 salidas básicamente nombradas como A y B que dan las dos ondas, en teoría cuadradas, desfasadas 90 grados cuando hay movimiento. Los encoders industriales muchas veces tienen una tercera salida llamada «Index» (Z) que esencialmente sirve para indicar que se ha dado una vuelta completa y también verificar que el encoder está contando correctamente.
La salida en cuadratura permite la supervisión de los procesos que pueden revertir la dirección, o que deben mantener la posición neta cuando está parado o oscilante mecánicamente.
La cuadratura bidireccional se recomienda para la mayoría de las aplicaciones de posición, velocidad y de longitud.
Una salida de un encoder incremental indica movimiento. Para determinar la posición, sus pulsos deben ser acumulados por un contador. Esta cuenta sólo se produce una vez por revolución del eje (canal Z). La cuenta está sujeta a pérdida durante una interrupción de energía o corrupción por transistores eléctricos. Cuando comienza, el equipo debe ser dirigido a una referencia o posición de origen para inicializar los contadores de posición.
Ventajas del encoder incremental
Algunas de las ventajas de utilizar encoders incrementales son las siguientes:
- Ellos son inherentemente digitales y por lo tanto, se puede interconectar fácilmente con dispositivos modernos
- Son de bajo costo y fácil de usar
- Le dan una buena resolución para el costo
- Su salida digital diferencial hace más inmune al ruido en comparación con otros dispositivos de retroalimentación que proporcionan señales analógicas
Desventajas del encoder incremental
Algunas de las desventajas de la utilización de encoders incrementales son las siguientes:
- El encoder de cuadratura incremental (sin señales de conmutación) proporciona re-alimentación de velocidad y posición, pero no proporciona la señal de conmutación
- Si la alimentación de la unidad se pierde entonces la posición se pierde
- Si se compara con una resolución, el rango de temperatura de funcionamiento es menor porque la electrónica está integrada en el retorno del encoder. El encoder sigue en funcionamiento a temperaturas de hasta 120 ° C (100 ° C máximo para mantener el rendimiento completo)
A- Encoder absoluto
¿Qué es un encoder absoluto y cómo funciona?
Un encoder absoluto genera mensajes digitales lo cual representa la posición actual del encoder, así como su velocidad y dirección de movimiento. Si la energía se pierde, su salida será corregida cada vez que la energía sea restablecida. No es necesario ir a una posición referencial como con los encoders de tipo incremental.
La resolución de un encoder absoluto es definida como el número de bits por mensaje de salida. Esta salida puede ser directamente en código binario o Gray, el cual produce un cambio de un solo bit en cada paso para reducir errores.
El tipo «absoluto» produce un código digital único para cada ángulo distinto del eje.
Codificador absoluto de código Gray con 13 pistas. En la parte superior se puede ver el receptáculo, el disco del interruptor y la fuente de luz.
La resolución de un encoder Sin/Cos es dependiente de la frecuencia de la señal sinusoidal de onda y la tensión diferencial de pico a pico del encoder
Al igual que con los encoders convencionales SinCos rotativos, un encoder lineal Sin/Cos también está disponible. La escala lineal se fija al bastidor de la placa soporte magnético y la cabeza del sensor está montado en la unidad de bobina. Este tipo de cabezal de detección es por lo general la forma más barata disponible en encoders lineales ópticos.
Ventajas del encoder absoluto
Algunas ventajas de los encoders absolutos son como sigue:
- Alta resolución se puede lograr con la interpolación dentro de la unidad
- Se utilizan con encoders Comms para proporcionar señales incrementales
Desventajas del encoder absoluto
Algunas desventajas de los encoders Absolutos son como sigue:
- Posición absoluta es desconocida; encoders Sin/Cos sólo se utilizan para incrementos de velocidad y posición de realimentación
- Sensible al ruido debido a la naturaleza analógica de la señal de realimentación.
