Você precisa de um Atuador Linear de Feedback? Talvez não, leia este artigo para ajudá-lo a entender se é algo que você precisa ou não.
Em primeiro lugar, você só precisa de um atuador linear com feedback se precisar de controle posicional usando algum tipo de controlador; se precisar apenas que o atuador vá de um ponto a outro, provavelmente não precisará de um atuador de feedback. Mesmo se você precisar de controle ponto a ponto do atuador que não utiliza o curso completo do atuador, você ainda não precisará de feedback porque o controle ponto a ponto pode ser alcançado usando interruptores de limite externos Para alcançar isto. Normalmente, você só precisa de feedback se quiser controlar a posição exata do atuador usando algum sinal externo ou se precisar de controle da posição no meio do curso. Esta mesma regra também se aplica a Micro Atuadores
Controle posicional explicado
Então, neste ponto presumimos que você já decidiu que precisa de algum nível de Feedback, agora vamos entrar em detalhes sobre o que isso realmente significa. Primeiramente, você precisa entender a diferença entre todos os atuadores de feedback do mercado. Bem, você tropeçou no lugar certo. Na verdade, existem três tecnologias principais de feedback disponíveis. Firgelli vende todos os três tipos junto com controladores. Este artigo irá ajudá-lo a entender as vantagens e desvantagens de cada tipo, para que você possa escolher o mais adequado para sua aplicação. Isso pode ser um pouco técnico, então fique à vontade para pular e apenas ler os resumos de cada tipo de feedback.
TIPOS DE FEEDBACK DO ATUADOR
Feedback do potenciômetro
A potenciômetro é simplesmente uma camada muito fina de material resistivo como carbono ou cermet que foi impressa em um material. Esses materiais oferecem resistência elétrica muito linear em sua resistividade e podem ser facilmente alteradas usando uma formulação diferente. Alguns Atuadores de potenciômetros use um fio de resistência estável à temperatura. Outros potenciômetros são fabricados com plástico condutor.
Então, digamos que você tenha um atuador de curso de 6 polegadas e queira executar um traço de carbono de 6 polegadas de comprimento. O que um potenciômetro faz é colocar 12VDC (ou qualquer outra tensão que você desejar) através deste traço de carbono e então se você medir a tensão no local muito próximo de onde a tensão é aplicada, você lerá aproximadamente 12VDC na saída.
Se você medir a tensão na metade do traço, a tensão seria cerca de metade disso. Quanto mais longe você estiver de onde a tensão é aplicada, menor será a saída de tensão que você lê, até que eventualmente seja quase zero. Então, em poucas palavras, a leitura da tensão de uma tira resistiva na forma de uma leitura de tensão está relacionada a algum tipo de posição.
Claro, você ainda precisa de algum tipo de controlador para poder ler esta posição e exibi-la de uma forma significativa. Ou talvez você queira usar esses dados apenas para combinar uma posição com outro atuador. Por exemplo: se você deseja operar dois atuadores juntos na mesma velocidade. Nesta situação você precisa ler ambas as posições ao mesmo tempo, combiná-las e então ajustar a velocidade da mais rápida para sincronizar com a unidade mais lenta. Firgelli desenvolveu um controlador que faz isso para você
Acima: Potenciômetros Lineares e Rotativos
Vantagens:
Os potenciômetros existem há décadas. Eles são um dispositivo de feedback relativamente estável que oferece feedback posicional sem a necessidade de um controlador para executar primeiro qualquer ciclo do tipo “homing”. Os dados de feedback estão diretamente relacionados à posição e a perda de energia ou memória do controlador não afetará o ciclo de controle.
Outra vantagem dos potenciômetros é que você pode adicioná-los separadamente ao seu sistema, pois essa tecnologia não precisa ser construída dentro do atuador. Confira FirgelliPotenciômetros Lineares aqui. Nossos potenciômetros lineares vão até 50” e você não precisa usar todo o comprimento para que funcionem em sua aplicação. Os potenciômetros internos são restritos no curso do atuador porque usam potenciômetros rotativos que só podem girar um certo número de voltas antes de atingir o máximo. É por isso que oferecemos potenciômetros lineares separadamente, sem restrição de curso.
Desvantagens:
Com o tempo, o material resistivo pode desgastar-se e durante a fase de desgaste o sinal de feedback pode tornar-se errático. Além disso, o sinal de feedback é muito afetado por ruído elétrico que pode causar confusão no controlador. O software do seu controlador precisa ser capaz de amortecer o ruído. Outra desvantagem é que normalmente a repetibilidade de potenciômetro para potenciômetro não é perfeita. Isso significa que dois potenciômetros não fornecerão exatamente os mesmos resultados.
Outra grande desvantagem é que normalmente os comprimentos dos cursos são limitados porque quanto mais longo for o traço de carbono em um potenciômetro, devido à estabilidade do elemento resistivo, pior será a qualidade do sinal. Normalmente, os potenciômetros são limitados a atuadores de curso menor.
Resumo:
O feedback do potenciômetro é bom para aplicações em que toda vez que você liga um dispositivo, você não deseja que ele complete um ciclo de retorno como faria com um sensor Hall ou sensor óptico. O controlador obtém a posição absoluta instantaneamente.
Feedback do sensor Hall:
A Atuador do sensor de efeito Hall nada mais é do que um sensor magnético. Um disco magnético redondo é instalado dentro da caixa de engrenagens do atuador linear e o sensor Hall simplesmente oferece um pulso de tensão cada vez que o ímã gira 360 graus. O campo magnético rotativo é lido como um pico de tensão que é muito repetível. O sinal de saída do sensor Hall é simplesmente um pulso típico de 5V. O controlador mede quantos desses pulsos são contados por um período de tempo, geralmente em milissegundos.
Como o disco magnético está instalado em algum lugar na caixa de engrenagens, o ímã pode girar centenas de vezes por segundo e, quanto mais vezes ele girar, maior será a resolução. Isso se correlaciona com a precisão da medição.
Digamos que você tenha um atuador de curso de 24 polegadas. E o controlador conta 1.000 pulsos em todo o comprimento do curso. 1000/24” = 41,66 pulsos por polegada. Ou 1 pulso por 0,024” (0,60 mm). Nesta situação você tem controle e precisão de 0,024” (0,60 mm), excluindo qualquer folga da engrenagem.
Existem dois tipos de sensores Hall que você precisa conhecer: direcionais e não direcionais. Isso é muito importante porque a maioria das empresas de atuadores lineares vende atuadores não direcionais para economizar dinheiro. Isso significa que seu controlador não sabe se o atuador linear está se estendendo ou retraindo. Firgelli vende apenas sensores Hall direcionais para que você saiba em que direção está indo, e isso é muito importante.
Vantagens:
Os sensores de efeito Hall são extremamente confiáveis e oferecem repetibilidade e controle posicional muito bons. O sinal de saída é um pulso digital estável que permite ao controlador garantir um controle de posição preciso.
Desvantagens:
O sinal de feedback de um sensor Hall é apenas um pulso digital e não está relacionado à posição. Ele precisa ser informado onde está sua posição zero ou inicial. Isso significa que o controlador primeiro precisa ser direcionado através de algum tipo de ciclo de retorno. Isso normalmente é feito retraindo o atuador linear até seu ponto inicial e então o controlador começa a contar os pulsos a partir deste ponto. Mas então o atuador precisa ser totalmente estendido para permitir que o controlador conte o número total de pulsos em todo o comprimento do curso. Neste ponto você tem algum tipo de resultado que pode ser usado para mover com precisão.
Resumo:
Os sensores Hall são muito precisos e oferecem resolução e precisão muito boas. Os dispositivos são mais do que capazes de controlar a posição em incrementos muito finos e a durabilidade também é excelente. Se o seu aplicativo for capaz de aceitar um “ciclo de retorno” toda vez que for ligado, então este é o caminho a seguir.
Feedback do sensor óptico:
Atuadores de sensores ópticos funcionam praticamente da mesma forma que os sensores Hall - emitem um sinal de pulso de 5V. No entanto, em vez de usar um disco magnético, o sistema usa um pequeno disco plano com furos ou fendas. O sensor óptico simplesmente lê o número de slots ou furos à medida que o disco gira. Isso significa que um único disco pode ter muitos slots/orifícios para aumentar a precisão significativamente mais do que um sensor Hall.
Digamos que um disco tenha dez ranhuras ou furos e o disco esteja no mesmo local no atuador que o disco magnético em uma configuração de sensor Hall. A resolução é agora dez vezes maior porque existem agora dez pulsos por revolução em vez de um. Portanto, os 1.000 pulsos que o sensor Hall teria lido são agora 10.000. A precisão é calculada como 10.000/24” = 416,66 pulsos por polegada ou 1 pulso por 0,0024” (0,06 mm).
Vantagens:
Os sensores ópticos são extremamente confiáveis e oferecem capacidade de repetição e controle de posição extremamente bons. O sinal de saída é muito fácil de ler, com feedback muito estável.
Desvantagens:
Tal como acontece com o sensor Hall, o sinal de feedback de um sensor óptico não está relacionado à posição até que seja informado onde está sua posição zero ou inicial. Isso significa que o controlador primeiro precisa ser direcionado através de algum tipo de ciclo de retorno. Isso normalmente é feito retraindo o atuador linear até seu ponto inicial e então o controlador começa a contar os pulsos a partir deste ponto. Mas então o atuador precisa ser totalmente estendido para permitir que o controlador conte o número total de pulsos em todo o comprimento do curso. Neste ponto você tem algum tipo de resultado que pode ser usado para mover com precisão.
Outra possível desvantagem é que, como há tantos pulsos por movimento de curso, é importante que seu dispositivo de controle possa ler os pulsos com rapidez suficiente ou você terá problemas.
Uma terceira desvantagem é que os sensores ópticos não conhecem a direção. Você deve programar a direção da polaridade como parte do seu sistema. Um CD atuador linear vai em cada direção com base na polaridade dos fios +ve e -ve da alimentação, portanto não é difícil determinar a direção com base nisso, mas mesmo assim é uma etapa extra.
Resumo:
Os sensores ópticos são extremamente precisos e oferecem resolução e precisão extremamente altas. Os dispositivos são mais do que capazes de controlar a posição em incrementos muito finos e a durabilidade também é excelente. Se o seu aplicativo for capaz de aceitar um “ciclo de homing” toda vez que for ligado, então este é o caminho a seguir.
DICAS PARA COMPRAR UM ATUADOR DE FEEDBACK
Cuidado com os gatos imitadores - direcionais ou não
Falamos um pouco sobre isso na seção do sensor Hall, mas é provavelmente nossa reclamação número um. Alguém compra um atuador de sensor Hall de outra pessoa, mas o atuador é inútil porque seu controlador precisa de algum sensor extra para determinar a direção. Nossos atuadores de sensor Hall são bidirecionais, portanto possuem um fio extra. Como regra geral, se o atuador não tiver seis fios (dois para alimentação e quatro para sensor Hall), então não há detecção direcional e cuidado.
Saiba que tipo de potenciômetro é usado – determina a vida útil
Como mencionado acima, uma das desvantagens dos potenciômetros é que o traço de carbono pode se desgastar com o tempo. Usamos apenas Bourne’s Pots. Eles são conhecidos na indústria eletrônica como o Rolls-Royce dos potenciômetros e durarão mais do que qualquer outra coisa, então não se preocupe.
Determine por que você precisa de um atuador de feedback
Nesta fase, temos que assumir que você já sabe o que é um atuador linear e como funciona. Caso contrário, sugerimos que você leia nosso “O que é um atuador linear e como funciona?” papel. Em seguida, você precisa decidir que tipo de feedback precisa. Para determinar isso, você deve se perguntar para que precisa de feedback.
Existem apenas dois motivos principais pelos quais você precisa de um atuador de feedback:
Você deseja controlar dois ou mais atuadores para funcionarem na mesma velocidade
Você precisa saber a posição do atuador porque precisa movê-lo para um(s) local(is) específico(s)
O nível de precisão e controlador que você usará realmente determina qual tipo usar. Para a maioria dos controladores, as pessoas usam um Controlador Arduino.
Para controle automatizado de dois ou mais atuadores na mesma velocidade você pode usar nosso Controlador do atuador de feedback. Nenhuma programação é necessária, basta conectar os atuadores ao controlador e pronto. Esses controladores plug-and-play são simples e fáceis de configurar.
