A obtenção de um sinal de boa qualidade é essencial para o feedback eficaz do encoder. A seleção do cabo certo para a sua aplicação é fundamental, mas a fiação adequada do encoder é essencial para a construção de uma máquina confiável e duradoura. As práticas recomendadas a seguir sobre a fiação do encoder podem ajudar a evitar armadilhas comuns e levarão a um sistema que opera conforme o esperado.

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Práticas recomendadas para a fiação do encoder:

– Siga o esquema de fiação ou pinagem do encoder designado no datasheet do encoder

– Passe os cabos nos conduítes, longe dos cabos de energia.
– Blindagem de cabos e/ou fios individuais para a proteção contra interferência eletromagnética.
– Evite loop de terra. Aterre os cabos apenas em um lado.
– Ajuste a fiação para a fase adequada dos encoders de quadratura.

Esquema de fiação do encoder

Os esquemas de fiação do encoder podem ser exclusivos para cada encoder e deve-se seguir o diagrama ou pinagem designado no datasheet do encoder. A fiação dos encoders diferenciais multicanais com faixas de comutação podem ter até 14 fios e uma conexão incorreta pode resultar em problemas de sinal, como pulsos deformados, baixa amplitude de sinal e conexões em curto.

Exemplo de fios A e B em curto (1 e 2 no diagrama) resultando em forma de pulso distorcida nos dois canais

Reduzindo o ruído do sinal

Um encoder não pode atuar como um dispositivo de feedback sem a fiação. O problema é que os fios agem como antenas, o que lhes permite captar sinais irradiados de fontes próximas. Quanto mais longo o fio do encoder, mais pronunciado será o efeito.

Em ambientes com alta interferência eletromagnética, aplicar técnicas para bloquear o ruído de sinal deve ser a primeira consideração. Os cabos do encoder devem ser executados em conduítes, de preferência separados de outros fios. Se isso não for possível, eles devem ser conectados apenas com outros cabos de corrente contínua de baixa potência. Os fios de sinal devem estar a pelo menos 30 cm de distância dos cabos de energia.

Blindagem é importante. No mínimo, o cabo deve ser protegido por uma capa de proteção com um fio de dreno ou por uma blindagem de fio trançado aterrada. Para aplicações muito sensíveis ou ambientes com alto nível de interferência eletromagnética, devem ser utilizados fios revestidos a folha em combinação com uma blindagem geral de fio trançado ao redor do cabo.

Aterramento do encoder

É importante aplicar técnicas de aterramento adequadas. O corpo do encoder e o seu cabo/conector não devem ser aterrados. Os encoders Dynapar geralmente possuem provisões para conexão de terra através do conector/cabo se um aterramento não puder ser preso ao suporte de montagem/terra da máquina.

Tome cuidado para aterrar seu cabo apenas em uma extremidade. O aterramento em vários pontos pode criar loops de aterramento, o que pode levar a ruídos de sinal induzidos pela corrente alternada. A melhor abordagem é aterrá-lo através do conector, idealmente no lado do drive, assumindo que ele esteja aterrado.

Em ambientes industriais, fluxos de alta corrente são criados por motores, chaves de controle remoto e campos magnéticos. Isso pode resultar em diferentes potenciais elétricos em diferentes pontos de aterramento. Para evitar problemas, aterre a blindagem do cabo do encoder, juntamente com todas as outras partes do sistema que requerem aterramento, a partir de um único ponto na extremidade do instrumento, conforme mostrado.

Prevenção de correntes de eixo do motor

Os inversores de frequência podem induzir correntes no eixo, no rotor e na carcaça do motor. Isso é resultado da alta frequência comutada nos inversores de frequência. As correntes passam pelos mancais, o que pode danificar as esferas dentro das pistas.

É importante isolar o encoder das correntes elétricas do eixo. Isso pode ser feito usando escovas de aterramento que contatam diretamente o eixo do motor. O eixo, por sua vez, conecta-se à carcaça do motor, de modo que quaisquer correntes induzidas vão diretamente para a carcaça do motor. Isso protege os rolamentos, tanto do encoder como do motor.

As técnicas para aterramento dos rolamentos incluem:

– Rolamentos isolados
– Graxa condutora para ajudar a espalhar as descargas
– Inserções isoladas para montagem de encoders de eixo vazado, incluindo arruelas de isolamento e arruelas de Nylon.

Fase do encoder e reversão de fases

Os encoders de quadratura ou incrementais possibilitam determinar a direção da rotação mantendo uma defasagem de 90° entre os sinais de um canal A e um canal B correspondente, mas fisicamente compensada no disco de código do encoder. Se o pulso do canal A estiver adiantado em relação ao do canal B, o dispositivo receptor pode interpretar a diferença como rotação no sentido horário, enquanto um atraso de fase indica movimento no sentido anti-horário.

Exemplo de diagrama de fases do encoder de eixo vazado HS35R. Neste exemplo, “A” está adiantado de “B” para rotações do eixo no sentido horário (ao visualizar frontalmente a braçadeira de aperto do eixo do encoder). Uma questão comum com encoders de eixo vazado é a sua instalação invertida, levando à reversão de fase.

Às vezes, principalmente quando um tipo de encoder está sendo trocado por outro, a relação entre fases pode apresentar-se como o oposto do esperado. Isso pode criar um problema significativo no equipamento. Felizmente, corrigir a situação é bastante simples:

– Para um encoder de quadratura, basta inverter os fios dos canais A e B
– Para um encoder diferencial, troque os fios A e A’, mas deixe os fios B e B’ como estão. Isso efetivamente troca a fase entre A e B e, ao mesmo tempo, A’e B’.

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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.