Wieloobrotny koder obrotowy to precyzyjny czujnik elektromechaniczny, który może nie tylko zmierzyć pozycję kątową wału w ciągu jednego obrotu (0 ° do 360 °),ale także mierzyć łączną liczbę pełnych obrotówKoder pojedynczego obrotu resetuje swoje wyjście przy każdej obrocie, podczas gdy koder wielokrotnego obrotu jest inny, ponieważ może zapewnić zarówno absolutną pozycję kątową, jak i całkowitą liczbę obrotów,umożliwiające dokładne zwroty pozycji w większym zakresie ruchu.
W zaawansowanych zastosowaniach sterowania ruchem nie wystarczy uchwycić tylko jednego kąta osi 360 °, aby osiągnąć niezawodne monitorowanie systemu.Kiedy ruch obrotowy jest mechanicznie połączony z przemieszczeniem liniowymW przypadku pojazdów silnikowych, systemów biegów lub dużych urządzeń, śledzenie całkowitej liczby obrotów staje się kluczowe.zapewnienie precyzyjnej synchronizacji i sterowania złożonymi systemami elektromechanicznymiW tym artykule omówi się bardziej szczegółowo koder wieloobrojowy, w tym jego zasadę działania, scenariusze użytkowania i inne względy integracyjne.
Funkcje i zalety koderów wielokrotnych
Dzięki monitorowaniu, kiedy koder pojedynczej cewki przewraca się z 359 ° do 0 °, oprogramowanie śledzi obrót całej osi.Brak próbek, awarie zasilania, awarie komunikacji, a nawet hałas spowodowany wibracjami mogą prowadzić do asynchronicznych prędkości obrotowych.Szybkie odwrócenia w pobliżu granicy 0 ° / 360 ° często jeszcze bardziej mylą logikę wykrywania flipNawet przy szeroko zakrojonych filtrach i dostosowaniach algorytmu rozwiązania oparte na oprogramowaniu nadal są podatne na utratę dokładności.
Wielostronny absolutny koder rozwiązuje te wyzwania na poziomie sprzętowym poprzez integrację dwóch kluczowych funkcji:pojedyncza rozdzielczość kąta drobnego obrotu i wbudowany tachometr do śledzenia całkowitej prędkości obrotu wałuPomiar kąta zazwyczaj wykorzystuje technologię czujników pojemnościowych, magnetycznych lub optycznych, podczas gdy tachometr synchronicznie aktualizuje dane o kącie.Ta kombinacja zapewnia prawdziwe absolutne wielokrotne pozycje skrętu bez zależności od zewnętrznej logiki przewracania, aby zapewnić solidne i bezbłędne informacje zwrotne.
Sam tachometr może być realizowany na różne sposoby.Podczas gdy cyfrowe implementacje opierają się na ciągłej energii elektrycznej. 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.
Jak obsłużyć kodery wieloobrotne podczas uruchamiania
Głównym wyzwaniem w projektowaniu koderów wielokrotnych jest zarządzanie mocą przy zresetowaniu, ponieważ utrata przechowywanych obrotów może mieć wpływ na dane o pozycji bezwzględnej.Ludzie zazwyczaj stosują różne strategie inżynieryjne, aby złagodzić ten problem:
Odniesienie do przełącznika źródłowego lub granicznego - Po uruchomieniu system poprowadzi mechanizm do z góry zdefiniowanego punktu odniesienia i zresetować pozycję kodera.
Zachowaj ostatnią znaną wartość - Jeśli istnieje kontroler hosta lub pamięć niestabilna, system może zapisać ostatni zarejestrowany kąt i obroty przed wyłączeniem.dopóki wał nie porusza się w okresie zamknięcia, wartości te będą ponownie stosowane.
Mechaniczne zablokowanie wału - podczas planowanych wyłączeń lub stanów ultra niskiego zasilania wał może być fizycznie zablokowany, aby zapobiec rotacji.osiągnięcie bezproblemowego odzyskuMetoda ta jest szczególnie odpowiednia dla systemów przenośnych lub zasilanych bateriami.
Ponowne uruchomienie warstwy systemu - W przypadku aplikacji, które mogą tolerować utratę kilku okrążeń, system musi zostać zresetowany i ponownie skalibrowany przy uruchomieniu za pomocą zewnętrznych czujników lub bezpiecznych stanów domyślnych.To zmniejsza złożoność., ale dotyczy tylko aplikacji zwrotnych niezwiązanych z pozycją krytyczną.
W przypadku zastosowań, w których nie można zaakceptować utraty obrotu w przypadku przerwy zasilania, zintegrowane baterie zapasowe są jednym z najbardziej niezawodnych rozwiązań.Ta metoda nie opiera się na zewnętrznych metodach ponownej kalibracji ani czujnikach pomocniczych, zapewniając, aby koder mógł nadal być zasilany nawet po krótkich lub długotrwałych przerwach w dostawie prądu.
Z punktu widzenia zużycia energii właśnie w tym przypadku wybór technologii staje się ważny.Zużycie mocy operacyjnej enkoderów pojemnościowych (takich jak seria AMT firmy Same Sky) wynosi zazwyczaj tylko ~ 80 mW, co czyni je wysoce wydajnymi dla wbudowanych i zasilanych bateriami konstrukcji.i długoterminowe wsparcie można osiągnąć bez nadmiernej pojemności baterii.
Natomiast zużycie energii koderów magnetycznych wynosi zazwyczaj od 150 do 500 mW, podczas gdy kodery optyczne zazwyczaj wymagają od 200 mW do ponad 1 W w systemach o wysokiej rozdzielczości lub opartych na diodach LED.Ta zaleta wydajności sprawia, że kodowniki pojemnościowe są bardzo atrakcyjne w środowiskach o ograniczonej mocy, gdzie każdy miliwat jest kluczowy.