Ηλεκτρικοί γραμμικοί ενεργοποιητές με ανάδραση θέσης μέσω ηλεκτρονικών μπορούν να πραγματοποιήσουν εντυπωσιακές κινήσεις σε διάφορες εφαρμογές. Αλλά τι ακριβώς είναι ένας γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση και ποιες είναι μερικές ενδεικτικές εφαρμογές όπου έχουν αξιοποιηθεί στο έπακρο; Σε αυτό το άρθρο, θα εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες των ενεργοποιητών με ανάδραση και θα εξετάσουμε μερικά παραδείγματα, όπως ένα αυτοματοποιημένο παράθυρο, ένα όχημα με ανθρώπινη ισχύ και μια πλατφόρμα έξι αξόνων.
Τι είναι οι ενεργοποιητές με ανάδραση;
Ένας ενεργοποιητής με ανάδραση είναι ένας τύπος γραμμικού ενεργοποιητή που ενσωματώνει ανάδραση θέσης, καθιστώντας τον προσαρμόσιμο σε εφαρμογές όπου χρειάζεται σύστημα κλειστού βρόχου. Ένα σύστημα κλειστού βρόχου περιλαμβάνει την ανάγνωση του σήματος εξόδου ενός συστήματος μέσω αισθητήρα και τη μεταβίβαση αυτού του σήματος σε έναν ελεγκτή. Ο ελεγκτής προσδιορίζει την τιμή του σφάλματος του σήματος και στέλνει ένα διορθωτικό σήμα πίσω μέσω του συστήματος. Αυτή η διόρθωση ανάδρασης συνεχίζεται μέχρι το σήμα σφάλματος να βρίσκεται μέσα σε ένα αποδεκτό εύρος.
Ένας γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση ποτενσιόμετρου χρησιμοποιείται για να διαβάζει τη θέση ενός ενεργοποιητή (συστήματος) καθώς εκτελεί κύκλους. Ο ελεγκτής μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ένα Arduino. Τα μοντέλα μας περιλαμβάνουν το PA-04-HS, το οποίο χρησιμοποιεί ανάδραση φαινομένου Hall, και τα PA-14P και PA-17-POT, τα οποία χρησιμοποιούν ποτενσιόμετρα που απαιτούν τάση εισόδου 5 VDC. Τα μοντέλα με ποτενσιόμετρο εξάγουν ένα σήμα τάσης που αυξάνεται όταν ο ενεργοποιητής εκτείνεται και μειώνεται όταν συστέλλεται. Ένας γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση μπορεί επίσης να αναφέρεται ως ενεργοποιητής φαινομένου Hall, ενεργοποιητής με ποτενσιόμετρο ή γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση ποτενσιόμετρου.
Λόγοι για ανάδραση
Πολλές εφαρμογές μπορεί να απαιτούν ένα σύστημα κλειστού βρόχου για να διορθώνουν απρόβλεπτες διαταραχές όταν οι ενεργοποιητές ελέγχονται αυτόνομα. Όπως αναφέρθηκε, για να υπάρχει σύστημα κλειστού βρόχου χρειάζεται μια συσκευή που να μεταδίδει πληροφορίες θέσης. Η ανάδραση, σε αυτή την περίπτωση, επιτρέπει την παροχή πληροφοριών σε ένα σύστημα ελέγχου και προσφέρει υψηλότερη επαναληψιμότητα.
Για παράδειγμα, η κίνηση ενός ενεργοποιητή με χρονοδιακόπτες ώστε να επιτυγχάνονται ακριβείς και συνεπείς θέσεις είναι εφικτή μόνο αν δεν υπάρχουν διαταραχές που να μεταβάλλουν πόσο διανύει ο ενεργοποιητής με τον χρόνο. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου μια φορητή μπαταρία 12 VDC μπορεί να παρέχει ελαφρώς χαμηλότερη τάση σε σχέση με την αρχική, κάτι που θα μείωνε την Ταχύτητα του ενεργοποιητή, ενώ ο χρονοδιακόπτης δεν αλλάζει τον χρονισμό για να διορθώσει αυτή τη διαταραχή. Αιφνίδιες αλλαγές στο Φορτίο και η αντίσταση του ανέμου μπορούν επίσης να προκαλέσουν διαταραχές στην ταχύτητα διαδρομής ενός ενεργοποιητή, τις οποίες οι προγραμματισμένοι χρονοδιακόπτες δεν μπορούν να λάβουν υπόψη.
Η ανάδραση είναι απαραίτητη για τη μετάδοση του σήματος ενός ενεργοποιητή ώστε να ελέγχεται η θέση του γραμμικού ενεργοποιητή και να διορθώνονται οι διαταραχές. Διαβάζοντας τη θέση, ένα σύστημα ελέγχου θα μπορεί να καθορίσει αν έχει επιτευχθεί η επιθυμητή θέση και θα κινεί τους ενεργοποιητές όσο χρειάζεται για να επιτευχθεί το ζητούμενο αποτέλεσμα. Τα ποτενσιόμετρα στα PA-14P (βλ. παρακάτω) είναι παραδείγματα συσκευών που παρέχουν ανάδραση εξάγοντας σήματα στο εύρος 0 έως 5 VDC.
Σετ ποτενσιόμετρου - Μοντέλα PA-14P (PRT-14P-50)
Εφαρμογές για ενεργοποιητές με ανάδραση
Οι χρήσεις ενός γραμμικού ενεργοποιητή με ανάδραση συναντώνται σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών. Ενδεικτικά παραδείγματα είναι η οικιακή αυτοματοποίηση, η πρωτοτυποποίηση και η ρομποτική.
Demo αυτοματοποιημένου παραθύρου
Στην οικιακή αυτοματοποίηση, η ανάδραση θέσης από το PA-14P μας μπορεί να αξιοποιηθεί για να διασφαλίσει ότι ο ενεργοποιητής ανοίγει και κλείνει ένα παράθυρο με ακρίβεια στην επιθυμητή θέση του χειριστή. Η ανάδραση θέσης διασφαλίζει επίσης ότι ο ενεργοποιητής δεν θα υπερεκταθεί και ραγίσει τα παράθυρα αν το μήκος Διαδρομής είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από όσο χρειάζεται. Δείτε το παρακάτω βίντεο ενός demo αυτοματοποιημένου παραθύρου.
Όχημα με ανθρώπινη ισχύ
Ένα από τα χορηγούμενα έργα μας, που χρησιμοποίησε γραμμικό ενεργοποιητή με ανάδραση ποτενσιόμετρου, είναι το πρωτότυπο Human Powered Vehicle. Στέλνοντας πληροφορίες θέσης σε ένα Arduino Uno, ένας ενεργοποιητής μπορεί να συστέλλεται και να εκτείνεται στις βέλτιστες θέσεις που απαιτούνται για την αλλαγή της τάσης του ελατηρίου, ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση του πρωτοτύπου οχήματος με ανθρώπινη ισχύ.
Πλατφόρμα έξι αξόνων
Σε αυτό το έργο χρησιμοποιείται ένας γραμμικός ενεργοποιητής υψηλής Ταχύτητας με ανάδραση. Ο γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση ποτενσιόμετρου επιτρέπει βελτιωμένη ακρίβεια, πιστότητα και επαναληψιμότητα, όπως στην πλατφόρμα Stewart, δηλαδή στην πλατφόρμα έξι αξόνων. Αυτό το έργο από το τμήμα Engineering Physics του UBC προσφέρει μια ενδιαφέρουσα και διαδραστική εμπειρία για να μάθει κανείς τον έλεγχο γραμμικής κίνησης, καθώς και τη φυσική που εμπλέκεται στη ρομποτική.
Δείτε την πλήρη κατασκευή εδώ: Instructables
Συμπέρασμα
Συνοψίζοντας, ένας γραμμικός ενεργοποιητής με ανάδραση επιτρέπει στις εφαρμογές υψηλότερη ακρίβεια, πιστότητα και επαναληψιμότητα. Η ανάδραση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για εφαρμογές που αντιμετωπίζουν απρόβλεπτες διαταραχές ή απαιτούν πληροφορίες θέσης για να επαναρυθμίζονται ανάλογα.
Αν χρειάζεστε περαιτέρω βοήθεια ή έχετε περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με τους ενεργοποιητές με ανάδραση, μπορείτε να μας καλέσετε στο 1-800-676-6123 ή να μας στείλετε email στο sales@progressiveautomations.com.