Robotiklerden TV asansörlerine kadar her türlü otomasyon projesinde hassas hareketlerin sağlanması için geri bildirimden faydalanılması çok önemlidir. Geri bildirimin doğru şekilde uygulanması, sisteminizin doğru kapalı döngü kontrolünü sağlar. doğrusal aktüatör; artık lineer aktüatörünüzün doğru konuma gidip gitmediğini manuel olarak kontrol etmenize gerek yok. Doğrusal aktüatörler tipik olarak bir nesneyi bir konumdan diğerine taşımak için kullanıldığından, aktüatörünüzden alacağınız en önemli geri bildirim onun konumudur. Konumsal geri bildirime sahip doğrusal aktüatörler genellikle konumu 3 farklı sensörden birini kullanarak ölçer; potansiyometreler, hall etkisi sensörleri ve optik sensörler.
Potansiyometreler
Potansiyometreler doğrusal aktüatörlerde kullanıldığında dirençleri aktüatörün konumuna göre değişen değişken dirençlerdir. Potansiyometreler aşağıda gösterildiği gibi 3 pinden oluşacaktır, pin 1 giriş voltajı, pin 3 toprak ve pin 2 ayarlanabilir dirençtir. Aktüatör hareket ettikçe değişecek olan pim 2 ile toprak arasındaki voltajı ölçerek potansiyometrelerin çıkışını okuyabilirsiniz. Etkili bir şekilde bu geri bildirimi uygulagibi bir tür denetleyici kullanmanız gerekecektir. arduinoAktüatör hareket ettikçe bu konumsal değeri okumak için.
Potansiyometrenin en büyük güçlü yönlerinden biri, doğrusal aktüatörün mutlak konumunun bir göstergesini sağlamasıdır. Bu nedenle, mevcut çıkış okumasını istediğiniz konumun çıkış okumasıyla kolayca karşılaştırabildiğiniz için, bu geri bildirimin bir kontrol cihazının yazılımında işlenmesi oldukça kolay olabilir. Ayrıca, sisteminizi kapatırsanız aktüatörünüzün konumunu kaybetme konusunda asla endişelenmenize gerek kalmayacak çünkü potansiyometrenin direnci, güç verilip verilmediğine bakılmaksızın aynı olacaktır.
Konumsal geri bildirim için potansiyometre kullanmanın birkaç dezavantajı vardır. Bir dezavantajı, potansiyometreden gelen geri bildirimin elektriksel gürültüden etkilenebilmesi ve kararlı sonuçlar elde etmek için sinyali filtrelemenizi gerektirebilmesidir. Potansiyometrenin çıkışı aynı zamanda potansiyometrenin giriş voltajına da bağlıdır; bu durum, giriş voltajındaki hafif değişiklikler nedeniyle çıkış sinyali biraz değişebileceğinden birden fazla doğrusal aktüatörün aynı anda hareket etmesini sağlamayı zorlaştırabilir. Ayrıca potansiyometreler genellikle diğer geri besleme seçenekleriyle karşılaştırıldığında doğrusal aktüatörün daha küçük hareketlerine karşı o kadar hassas olmayacak ve tekrarlanabilir sonuçları daha da zorlaştıracaktır.
Hall Etkisi Sensörü
Hall etkisi sensörleri Bir manyetik alanın voltaj üretme etkisi olan hall etkisine dayalı çalışma. Hall etkisi sensörleri dijital veya doğrusal bir çıkış sağlayabilir, ancak doğrusal aktüatörler için genellikle dijital çıkışlı hall etkisi sensörlerini kullanırlar. Bu sensörler bir manyetik alan algıladığında kontrolör tarafından okunabilecek bir voltaj üreteceklerdir [1]. Doğrusal aktüatörlerde bu sensörler, manyetik bir diskle birlikte aktüatörün dişli kutusunun içine yerleştirilir. Doğrusal aktüatör hareket ettikçe, bu manyetik disk dönerek bir voltaj darbesi üreten hall etkisi sensöründen geçer. Bu darbeler belirlemek için kullanılabilir aktüatörün ne kadar uzağa hareket ettiği. Genel olarak konumsal geri bildirim sağlamak için hall etkisi sensörleri kullanan doğrusal aktüatörler, aktüatörün ne kadar uzağa hareket ettiğini belirlemek için kullanabileceğiniz kat edilen inç başına darbeyi belirleyecektir. Örneğin, 6000 darbe tespit ettiyseniz ve aktüatörünüzün inç başına 12000 hareket eden darbesi varsa, bu, aktüatörünüzün 0,5 inç hareket ettiği anlamına gelir.
Potansiyometreye kıyasla konumsal geri bildirim için hall etkisi sensörü kullanmanın en büyük dezavantajı, hall etkisi sensörlerinin mutlak bir konumu ölçmemesidir. Bunun yerine aktüatörün ne kadar hareket ettiğini belirlemek için sayılabilecek darbeler üretirler; bu da aktüatörün mutlak konumu belirlemek için nerede başladığını bilmenizi gerektirir. Bu, Arduino'daki gibi kontrol cihazınızın yazılımında, aktüatörün mevcut konumunu kaydederek ve aktüatörü her zaman bilinen bir konumdan (tamamen geri çekilmiş gibi) başlatarak aşılabilir. Bu, sisteminizi her açtığınızda aktüatörü bu bilinen konuma getirmenizi gerektirebilir.
Konumsal geri bildirim için hall etkisi sensörü kullanmanın gücü, potansiyometreden gelen geri bildirimle karşılaştırıldığında çok daha yüksek çözünürlük sağlamasıdır. Hareketin inç başına 1000'lerce darbe olabileceğinden, hall etkisi sensörleri doğrusal aktüatörünüzün konumlandırılmasında hassasiyet ve güvenilirlik sağlar. Darbelerin frekansı, doğrusal aktüatörünüzün hızına bağlı olarak da değişecektir; bu, bunları doğrusal aktüatörünüzün hızını ölçmek için kullanabileceğiniz anlamına gelir. Hall etkisi sensörleri ayrıca, darbe sayımları potansiyometrenin değişen voltajından daha doğru olduğundan, birden fazla doğrusal aktüatörün aynı anda birlikte hareket etmesini sağlamak için daha fazla yetenek sağlar. Bizim kullanımımız FA-SYNC-X aktüatör kontrolörü, aktüatörlerin yükten bağımsız olarak uyum içinde hareket etmesini bile sağlayabilirsiniz.
Optik sensör
Optik Sensörler Doğrusal aktüatörlerde kullanılanlar (başka tipte optik sensörler de vardır), bir fotodetektör kullanarak ışığı algılamaları dışında hall etkisi sensörlerine çok benzer şekilde çalışırlar [2]. Optik sensörler, bir LED'den veya başka bir ışık kaynağından gelen ışığın bir kodlayıcı diskten geçirilmesiyle çalışır. Bu kodlayıcı disk, ışığın içinden periyodik olarak geçmesine izin verecek şekilde yarıklıdır. Diskin diğer tarafında ise diskteki yuvalardan geçen ışığı algılayan ve bir çıkış sinyali oluşturan fotodetektör bulunmaktadır [3]. Aktüatör hareket ettikçe kodlayıcı disk döner ve ışık, bir voltaj darbesi üreten fotodetektör tarafından algılanır. Bu darbeler, bir hall etkisi sensörünün darbelerine benzer şekilde, belirlemek için kullanılabilir. aktüatörün ne kadar uzağa hareket ettiği. Konumsal geri bildirim için optik sensörler kullanan doğrusal aktüatörler, aktüatörün ne kadar uzağa hareket ettiğini belirlemek için kullanabileceğiniz kat edilen inç başına darbeyi de belirleyecektir.
Optik Sensörler, potansiyometrelerle karşılaştırıldığında yine Hall etkisi sensörlerine benzer güçlü ve dezavantajlara sahiptir. Hall etkisi sensörlerinden bile daha yüksek doğruluk ve çözünürlüğe sahiptirler ve doğrusal aktüatörün hızını ölçmek için kullanılabilirler. Ayrıca birden fazla doğrusal aktüatörünüzün aynı anda hareket etmesini sağlama konusunda daha iyidirler ve FA-SYNC-X aktüatör kontrolörü. Ayrıca mutlak konumu ölçmezler ve bunun yerine aktüatörünüzün ne kadar hareket ettiğini belirlemek için nabzı saymanızı gerektirirler. Mutlak konumu takip etmek için mevcut konumu yazılıma kaydetmeniz gerekeceğinden, bilinen bir konumdan başlamanız da gerekecektir.
Özet
Sizden istediğiniz geribildirim türü seçiminiz doğrusal aktüatör başvurunuz için neyin daha önemli olduğunu düşündüğünüze bağlı olacaktır. Yüksek düzeyde doğruluğa mı ihtiyacınız var? Optik veya hall efekt sensörlü bir doğrusal aktüatör seçin. Aktüatörünüzü her açtığınızda başlangıç konumuna ayarlamak zorunda kalmak istemez misiniz? Daha sonra potansiyometreli doğrusal aktüatör kullanın. Birden fazla lineer aktüatörü aynı anda kontrol etmek mi istiyorsunuz? Optik veya hall efekt sensörlü bir doğrusal aktüatör seçin. Geri bildiriminizin mutlak bir konum sağlamasını mı istiyorsunuz? Potansiyometreli doğrusal aktüatör kullanın.
[1] Monari, G. (Haziran, 2013) Optik ve Manyetik Kodlayıcılarda Çözünürlüğü Anlamak. Alınan: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders
[2] Paschotta, R. Optik Sensörler ile ilgili makale. Alınan:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html
