O sinal de saída de um Encoder Incremental é um trem de pulsos em um ou mais canais, enquanto que o sinal de saída de um Encoder Absoluto é uma word multi-bit.
Protocolos de comunicação para Encoders fornecem uma linguagem comum para o encoder e o sistema de controle interpreta a word multi-bit de saída do Encoder Absoluto incluindo posição, velocidade e mais. Protocolos de comunicação comuns para Encoders Absolutos incluem opções parallel, serial, fieldbus e Ethernet.
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Sinal de saída Parallel para Encoder
A maneira clássica de interfacear um Encoder Absoluto é através da ligação paralela. Esse esquemático requer pelo menos um cabo par-trançado por bit (data high e data low), mais VCC e terra. A vantagem é que todos os bits são enviados simultaneamente, minimizando a latência. A desvantagem é que aumento de fiação aumenta o custo, complexidade, probabilidade de erro a pontos adicionais de falha.
Pode ser fornecido como sinal binário direto ou transformado em gray code. Gray code envia somente um bit único a cada mudança de estado, que pode diminuir erros. Aprenda mais sobre encoders gray code aqui
Protocolos Serial / Ponto-a-ponto para Encoder
Interfaces seriais fornecem um método simples, rápido e mais robusto para transmitir dados do encoder para o controlador/contador. A vantagem em relação ao tradicional esquemático paralelo é que agrega dados para minimizar fiação. Ao invés de ter um cabo par-trançado (data high e data low) por bit, uma interface serial usa um único cabo par-trançado para enviar dados de todos os bits em série, reduzindo cabo camparado à saída paralela.
A interface serial conecta um dispositivo escravo a um dispositivo mestre. Assim sendo, considera um esquemático ponto-a-ponto. Em um esquemático ponto-a-ponto o clock permanece verdadeiro até o mestre precisar de informação do sensor. Quando o mestre lê o encoder, o encoder retorna um trem de pulsos do clock equivalente à informação recebida do sensor.
Muitos protocolos seriais foram desenvolvidos. Alguns, assim como o Serial Synchronous Interface (SSI) e o Bidirectional Synchronous Serial Interface (BiSS) são abertos enquanto outros são proprietários.
Protocolo SSI
Encoders SSI oferecem uma interface ponto-a-ponto totalmente digital com velocidade até 1.5 MHz, dependendo do comprimento do cabo. Opções de sinal de saída incluem SSI binary, SSI gray, SSI extendido e SSI com Sin-Cos 1Vpp para controle em tempo real.
Protocolo BiSS: BiSS é um protocolo aberto ponto-a-ponto. Encoders BiSS podem enviar a posição absoluta enquanto o controlador lê o encoder, não somente no startup permitindo controle em tempo real sem saída adicional Sin-Cos 1Vpp.
Quando usado com um sinal Sin-Cos, uma interface serial permite transferência de dados de alta velocidade para controle em tempo real. Interfaces seriais podem reduzir significantemente a fiação, comparado ao paralelo. Em contrapartida, protocolos seriais podem conectar somente um escravo e um mestre por vez. Não são bons para soluções complexas, máquinas com múltiplos eixos que usam diversos encoders, ou eixos que precisam de encoders no eixo do motor e na carga. Para esses tipos de sistemas uma arquitetura de rede será mais efetiva.
Protocolos Fieldbus para encoders
Protocolos Fieldbus suprem as limitações de protocolos ponto-a-ponto permitindo um único controlador (mestre) comunicar simultaneamente com muitos dispositivos analógicos e digitais (escravos). Conectando com qualquer dispositivo em um rede permite ao usuário comunicar com todos os dispositivos da rede.
Interface Profibus: Profibus DP permite baudrates até 12Mbps com um seguimento máximo de até 100 metros, e permite programação de resolução, preset e direção. Os encoders Profibus DP podem fornecer velocidade, direção e diagnósticos em tempo real.
Interface DeviceNet: Encoders com DeviceNet fornecem escala, direção e preset com dado de posição. A topologia DeviceNet utiliza dois cabos par-trançado separados para comunicação e alimentação, fornecendo 24 VDC para alimentar diretamente os encoders. O pacote de dados 0 a 8 bytes é ideal para dispositivos com poucos I/Os que precisam ser trocados frequentemente.
Interface Interbus: Desenvolvido pela Phoenix Contact em meados dos anos 1980, o Interbus é o protocolo de rede aberto mais antigo. Interbus é dividio em duas redes. A rede remota é um meio de transmissão RS-485 com comprimentos até 13km. A rede local ou periférica permite conexão com até oito encoders com até 10 metros.
Interface CANOpen: A rede CAN (Controller Area Network) foi a primeira utilizada em uma industria automotiva nos anos 1980. A atual rede CAN L2 e os protocolos CANOpen permitem baudrates até 1Mbps. O CANOpen tem preset programável e reolução com L2 tendo direção e valores limites programáveis. Ambos protocolos oferecem dados de velocidade, aceleração, posição e limites.
Para muitos protocolos industriais de rede o encoder transmite posição absoluta quando solicitado pelo controlador. Em outros, o encoder envia dados incrementais e fornece dados absolutos tanto no startup quanto na resposta. Esse métodos reduzem o tráfego de dados, mas o sistema de controle precisa saber a demanda da taxa de atualização do Encoder Absoluto quando tiver uma falha momentânea. A taxa de atualização pode consumir poucos milisegundos, mas é um fator para manter em mente quando desenvolver um sistema de controle.
Protocolos Ethernet para encoders
Redes Ethernet são cada vez mais populares no uso em automação industrial. A Ethernet permite múltiplos dispositivos conectados através de diferentes topologias de rede. Assim como redes fieldbus, conectando com qualquer dispositivo na rede permite o usuários acessar e controlar qualquer dispositivo na rede.
A principal diferença entre redes fieldbus convencionais e a Ethernet é que as fieldbus são determinísticas, baseado na entrega do “melhor esforço”. Quando colisões de dados acontecem, devido ao tipo de rede, uma transmissão vai atrasar.
Em resposta a esse erro, diferentes padrões industriais Ethernet foram desenvolvidos. Alguns requerem ASICS no equipamento enquanto outros são puramente baseados em software. Quando fazem a decisão é importante lembrar que para muitas aplicações o nível de latência enviada, mesmo sem fornecimentos especiais, é ainda boa o bastante para servir aplicações rápidas.
Protocolo Ethernet/IP: O protocolo Ethernet/IP é suportado pela ODVA e desenvolvido a partir do CIP (Common Industrial Protocol). Os encoders EtherNet/IP suportam uma ampla variedade de topologias de rede, incluindo redes lineares, em estrela e em anel (DLR), e são projetados para integrar recursos para otimizar a comunicação constante para cada tipo de topologia de rede. Além disso, possuem a tecnologia ADC, para reconhecimento de conflito de IP, e fornecem informações como resolução, range total de medição, preset, direção, escala, limites de posição-velocidade-aceleração.
Protocolo EtherCAT: O protocolo EtherCAT é otimizado para processamento de dados cíclicos com a integração de um chip em cada dispositivo escravo, ao invés de um monte de TCP/IP com na Ethernet. Encoders EtherCAT têm ciclos de tempo rápidos e são ideais para aplicações de alta velocidade e controle de posição que requerem dados em tempo real com tempos de resposta determinísticos.
Protocolo Profinet: A nova evolução do Profibus, Profinet se tornou um dos protocolos Ethernet líderes de mercado. Profinet permite dispositivos e módulos serem adicionados e trocados online sem parar a máquina inteira e é ideal para máquinas altamente flexíveis e modulares.
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Sobre a Dynapar
A Dynapar é uma das empresas operacionais da Specialty Product Technologies do Grupo Fortive, do qual também fazem parte a Veeder-Root, West Control Solutions, Hengstler, Anderson-Negele, Gems Sensors, entre outras. Possui fábricas no Brasil, Estados Unidos e Alemanha.
Conta com assistência técnica local e 1 ano de garantia para todos os produtos. Oferece a mais completa linha de encoders do mercado: incremental, absoluto, senoidal, heavy-duty (robusto).
Seus encoders são dedicados a mercados como energia eólica, área petrolífera e veículos fora da estrada. Experiência, versatilidade e competência para atender sua necessidade de precisão e desempenho.