Uma das solicitações mais comuns que recebemos é para operar nossos atuadores lineares em sincronia e uma das reclamações mais comuns é “Por que meus atuadores não se movem de forma síncrona quando conectados à mesma fonte de alimentação de 12 V?” Neste tutorial responderemos a esta pergunta e, em seguida, apresentaremos soluções e métodos para controle síncrono confiável. Embora este seja um longo tutorial, leia-o na íntegra para garantir que você possa utilizar nossos atuadores lineares em sua capacidade máxima.
“Por que meus atuadores não se movem de forma síncrona quando conectados à mesma fonte de alimentação de 12 V?”
Muitos clientes confiam Firgelli atuadores lineares para automatizar o levantamento da tampa da escotilha em seu caminhão, para ocultar um alçapão que leva à adega ou para acionar um freio a ar em um Lamborghini. Para realizar esses projetos, dois atuadores podem ser colocados em cada lado da escotilha para levantá-la, mas às vezes um cliente nos informa que a escotilha quebrou ou o motor queimou porque os atuadores não se moviam na mesma velocidade.
O que está acontecendo? Felizmente, podemos dizer com segurança que isso não é uma falha de projeto em nossos atuadores lineares, mas sim uma propriedade inerente de todos os motores CC. Sejam nossos ou de outras empresas Atuadores, dois motores DC nunca se moverá perfeitamente em sincronia entre si sem um circuito de feedback fechado usando um codificador.
Existem inúmeras razões para isso, incluindo, mas não se limitando a:
- Tolerâncias de fabricação permitindo pequenas variações
- Diferentes cargas/torques aplicados a cada eixo do motor
- Variações no atrito da bucha/rolamento
- Diferenças no desgaste mecânico
Essas pequenas diferenças se combinam e é realista esperar uma diferença de 5 a 10% na velocidade entre motores CC ou atuadores lineares. Felizmente, existem vários métodos para superar essa diferença inerente de velocidade.
Como operar atuadores lineares na mesma velocidade
Se você comprou (ou está planejando) um atuador linear da haste de feedback, atuador linear de feedback óptico, Bala série 36 Cal, ou Atuador linear Bullet série 50 Cal, esta seção fornecerá informações sobre como movê-los de forma síncrona.
1) Caixa Síncrona FA-SYNC-4 ou FA-SYNC-2 (fortemente recomendado)
O caixa de controle síncrono é de longe o método mais confiável para sincronizar o movimento entre dois e quatro atuadores lineares. Para fazer isso, você precisará do mesmo tipo de atuador que possui feedback integrado, como um sensor Hall ou feedback de sensor óptico. Abaixo estão alguns exemplos Atuadores com feedback construídas em:
- Atuador Óptico Série 200lb
- Atuador Óptico Série 400lb
- Bala 12V Série 36 Cal. Atuador do
- Bala 12V Série 50 Cal. Atuador do
Esta caixa de controle oferece uma solução “plug and play” pronta para uso, uma vez conectada, tudo o que você precisa fazer é apertar um botão e o sistema será calibrado automaticamente, então você pode controlar intuitivamente até 4 atuadores em sincronia sob qualquer carregar. Ver esse tutorial dedicado sobre como usar as caixas de controle síncronas FA-SYNC-2 e FA-SYNC-4.
2) Pinos de interrupção do Arduino
Este método funcionará com as séries Optical e Bullet, esses atuadores possuem codificadores ópticos e de efeito Hall, respectivamente. Contando o número de pulsos, o deslocamento da haste pode ser calculado. A aplicação de algoritmos de controle permite o controle síncrono. Isso requer que você conecte o sinal dos codificadores aos pinos de interrupção do Arduino. Este é um projeto avançado; não fornecemos suporte para software ou programação.
3) Pinos analógicos do Arduino
Este método só funcionará com atuador linear da haste de feedback. O atuador linear com haste de feedback possui um potenciômetro embutido que fornece uma saída analógica que pode ser lida e convertida em uma leitura de posição. Um tutorial de como fazer isso usando um Arduino está vinculado aqui; embora este tutorial seja completo, é assumido algum conhecimento de programação e Arduino. Além disso, este tutorial mostra apenas como obter uma leitura do sensor; cabe a você escrever software para controle síncrono. Este é um projeto avançado; não fornecemos suporte para software ou programação.
Como operar atuadores lineares (quase) na mesma velocidade
Esta seção abordará como mover atuadores lineares que não possuem encoders integrados para controle de feedback. Se você ainda não comprou seus atuadores lineares, sugerimos pular esta seção e seguir os métodos discutidos na seção anterior que utiliza Firgelli atuadores lineares com codificadores posicionais embutidos. No entanto, se você já adquiriu um atuador linear que não possui esses codificadores posicionais integrados, como o Firgelli Clássico ou Firgelli Prêmio atuadores lineares e ainda deseja movê-los (quase) na mesma velocidade, continue lendo esta seção.
Observação: continuamos dizendo (quase) a mesma velocidade porque é fisicamente impossível mover os atuadores exatamente na mesma velocidade sem controle de feedback de malha fechada.
1) Não faça nada
A solução mais fácil pode ser não se preocupar com a pequena diferença de 5 a 10% na velocidade, especialmente se o curso do seu atuador for pequeno (<6 polegadas), pois eles não diferirão muito drasticamente em altura. Em vez disso, introduza alguma flexibilidade em seu sistema, por exemplo, se você estiver construindo uma escotilha com dois atuadores, poderá projetá-la de forma que o corpo da escotilha possa girar/torcer levemente para que qualquer diferença na velocidade do atuador seja absorvida pelo sistema.
2) Controlador de velocidade
Se um atuador se mover mais rápido que o segundo, você poderá usar um Controlador de velocidade no atuador rápido para reduzir sua velocidade. Esta caixa de controle usa modulação por largura de pulso (PWM) para ajustar a velocidade na qual um atuador se move. Para mais informações veja nosso tutorial: Como usar controladores de velocidade com Firgelli Atuadores Lineares. Ajustar a velocidade é uma forma de arte e não resultará em uma correspondência perfeita de velocidade entre vários atuadores, mas é o melhor resultado possível quando não se usa feedback.
3) Controle de velocidade Arduino
Em vez de usar nosso controlador de velocidade pronto para uso, você pode usar um Arduino para variar a velocidade dos atuadores usando um sinal PWM. Não incentivamos esse método se você ainda não tiver experiência com Arduino. Enquanto Firgelli não fornece Arduino ou suporte de programação, temos um tutorial de visão geral sobre como variar a velocidade usando um Arduino e um driver de motor.
