Um encoder óptico rotativo usa um padrão definido e confiável de claro e escuro para determinar a posição do eixo e, portanto, a posição de um objeto.
O design mais básico para um encoder óptico é um encoder de máscara, mas existem várias outras opções que fornecem ainda mais estabilidade e mais informações de feedback em uma variedade crescente de ambientes de aplicações.
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Noções básicas do encoder rotativo óptico
Em certo sentido, a saída do encoder óptico rotativo é binária; é claro ou escuro.
Um encoder óptico possui um disco em movimento, com faixas concêntricas gravadas no disco. Periodicamente, essas faixas têm uma abertura, chamada janela. As janelas de cada faixa são deslocadas, de modo que cada revolução do encoder óptico tenha um padrão de claro / escuro diferente.
No outro lado do encoder rotativo óptico está a máscara, que geralmente é conectada diretamente a um sensor, para aumentar a resolução. A máscara, como o disco, também possui ranhuras com faixas e janelas correspondentes. À medida que a fonte de luz brilha através do disco móvel para a máscara do encoder rotativo, os diferentes padrões de luz únicos iluminam o sensor.
Cada faixa do encoder óptico contém um ou dois sensores. Cada sensor emite seu sinal individual e as saídas dos sensores são ligeiramente deslocadas uma da outra, criando saídas ligeiramente deslocadas. Os dois sinais de deslocamento interagem de maneira diferente com a fonte de luz, criando um padrão único de encoder rotativo óptico. O padrão é a quadratura.
Como cada revolução do arco possui um padrão completamente diferente, um encoder óptico rotativo pode ser excepcionalmente preciso.
Projeto inovador de Encoder óptico rotativo: Z-Streams, Phased-Array
O design do encoder óptico mais básico tem certos limites na estabilidade do sinal e na metodología de contagem, porque é limitado a apenas algumas saídas de sinal. O sinal A / B básico não é o limite do design do encoder rotativo óptico.
A inovação para encoders incrementais e absolutos permite que os mecanismos ópticos sejam altamente precisos e tenham melhor desempenho em ambientes mais extremos:
- Para encoders incrementais, um mecanismo óptico rotativo requer algum tipo de método externo para fornecer uma linha de base ou marker. Isso pode ser feito adicionando uma faixa que emite um sinal apenas uma vez a cada rotação, o que fornece o marker.
- Para limitar a suscetibilidade a choques ou vibrações, um encoder o óptico de matriz faseada calcula a média de vários sinais para uma única saída.
- Para encoders absolutos, várias engrenagens e sensores podem ser usados em um único encoder rotativo óptico. O uso de placas de circuito impresso de várias voltas e o trem de engrenagens mantém uma contagem perpétua da rotação do eixo, e cada engrenagem mantém sua própria posição absoluta. Isso fornece um nível de precisão excepcionalmente alto para um encoder rotativo óptico absoluto – até 4 milhões de contagens por rotação.
Aplicações de encoder rotativo óptico
Um mecanismo de encoder óptico pode oferecer precisão quase sem paralelo para encoders incrementais e absolutos. Observe as demandas de sua aplicação – seja o movimento delicado de um dispositivo médico ou a precisão das unidades de linha de montagem robótica – para determinar se um encoder óptico rotativo pode oferecer o desempenho necessário no ambiente de aplicação:
- Alta precisão
- Resistência a choques e vibrações em aplicações industriais
- RPMs operacionais altos em encoders incrementais
- Encoders absolutos multi-turn / multi-gear, que exigem uma contagem cumulativa de rotação vitalícia
Como escolher o encoder rotativo óptico ideal para sua aplicação
A escolha do encoder rotativo óptico ideal depende de diversos fatores técnicos e operacionais. Para garantir o desempenho esperado, é fundamental analisar as condições da aplicação, os requisitos de precisão e o ambiente em que o equipamento será instalado.
1. Tipo de sinal necessário: incremental ou absoluto?
- Incremental: fornece pulsos conforme o eixo gira. Ideal para medir velocidade, direção e deslocamento relativo.
- Absoluto: informa a posição exata do eixo mesmo após desligamentos. Indicado para sistemas que exigem rastreamento preciso e contínuo da posição.
2. Resolução exigida
A resolução define quantos pulsos ou posições únicas o encoder rotativo pode detectar por volta completa. Quanto maior a resolução, maior a precisão no controle de movimento. Aplicações como robótica, automação fina e equipamentos médicos geralmente exigem alta resolução.
3. Condições do ambiente
Ambientes com alta vibração, poeira, óleo ou temperaturas extremas exigem encoders ópticos com carcaças robustas (heavy-duty), vedação adequada e alta imunidade a interferências. Nesses casos, considerar tecnologias como matriz faseada pode aumentar a estabilidade do sinal.
4. Tipo de montagem
Verifique se a aplicação requer encoder de eixo sólido, eixo vazado ou eixo vazado cego. A compatibilidade com o motor ou eixo do equipamento é essencial para instalação segura e funcional.
5. Interface de comunicação
Encoders modernos podem usar saídas padrão A/B/Z, interfaces analógicas ou protocolos digitais como SSI, BiSS e CANopen. A escolha da interface deve ser compatível com o sistema de controle utilizado na planta.
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.