Hay dos métodos de control de actuadores múltiples: paralelo y sincrónico. El control paralelo genera un voltaje constante para cada actuador, mientras que el control sincrónico genera un voltaje variable para cada actuador.
El proceso de sincronización de múltiples actuadores es necesario cuando se implementan dos o más actuadores para moverse a la misma velocidad. Esto se puede lograr con dos formas de retroalimentación posicional: sensores de efecto Hall y potenciómetros de giro múltiple.
Una ligera variación en la producción de actuadores da como resultado una ligera variación en la velocidad del actuador. Esto se puede corregir enviando un voltaje variable al actuador para que coincida con dos velocidades del actuador. La retroalimentación posicional es necesaria para determinar cuánto voltaje se requiere para enviar a cada actuador.
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Actuadores lineales de retroalimentación
La sincronización de actuadores es importante cuando se controlan dos o más actuadores donde se necesita un control preciso. Por ejemplo, aplicaciones que requerirían múltiples actuadores para mover una carga y al mismo tiempo mantener una distribución de carga igual en cada actuador. Si se utilizó control paralelo en este tipo de aplicación, puede ocurrir una distribución desigual de la carga debido a las velocidades de carrera variables y, en última instancia, causar una fuerza excesiva en uno de los actuadores.
Sensor de efecto Hall
Para resumir la teoría del efecto Hall, Edwin Hall (quien descubrió el efecto Hall), afirmó que siempre que se aplica un campo magnético en una dirección perpendicular al flujo de corriente eléctrica en un conductor, se induce una diferencia de voltaje. Este voltaje se puede utilizar para detectar si el sensor está cerca de un imán o no. Al colocar un imán en el eje del motor, los sensores pueden detectar cuando el eje está paralelo a ellos.
Usando una pequeña placa de circuito, esta información se puede generar como una onda cuadrada, que se puede contar como una cadena de pulsos. Al contar estos pulsos, puede realizar un seguimiento de cuántas veces ha girado el motor y cómo se mueve.
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Algunas placas de circuito de efecto Hall tienen múltiples sensores. Es común que tengan 2 sensores a 90 grados lo que da como resultado una salida en cuadratura. Al contar estos pulsos y ver cuál llega primero, se puede saber en qué dirección gira el motor. O simplemente puede monitorear ambos sensores y obtener más conteos para un control más preciso.
La sincronización a través de la retroalimentación del sensor de efecto Hall se puede lograr con la caja de control del actuador de efecto Hall dual sincronizado PA-40 de Progressive Automations.
Sincronización del potenciómetro
Los potenciómetros de múltiples vueltas, también conocidos como reóstatos o resistencias variables, proporcionan una representación analógica de la posición de un actuador. El sensor está fijado a un sistema de engranajes conectado al motor que hace girar el potenciómetro y, por lo tanto, ajusta la clasificación de resistencia proporcionalmente a la cantidad de recorrido que ha realizado el actuador. El cambio total de resistencia/voltaje se puede medir para obtener un rango de escala completa del valor analógico que representa la distancia total de carrera del actuador. Los potenciómetros que se utilizan en los actuadores de Automatizaciones Progresivas son de 10KΩ.
Para fines de sincronización, se lee el valor analógico de cada potenciómetro, que luego una caja de programa/control puede usar para determinar la salida de voltaje necesaria para cada actuador. La sincronización del potenciómetro se puede lograr mediante nuestro control del actuador de potenciómetro dual sincronizado PA- 39 o la programación del microcontrolador .
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Importancia de la sincronización
En este punto, se explican los métodos de sincronización. Ahora queremos ver por qué la sincronización es importante. Cuando se requiere el objetivo de utilizar múltiples actuadores para empujar o tirar de una carga, debemos asegurarnos de que los actuadores coincidan con las velocidades con precisión. Esta precisión en la velocidad del actuador es necesaria para garantizar una distribución equitativa de la carga.Veamos una aplicación que requiere una fuerza de empuje de 700 libras y dos actuadores. Para este ejemplo, usaremos dos actuadores lineales PA-04 IP-66 con una fuerza nominal de 400 lb, cada uno personalizado con sensores de efecto HALL para retroalimentación posicional. La clasificación de fuerza dinámica combinada de los dos actuadores, cuando se usan en sincronización, es de 800 libras. La fuerza necesaria para el sistema es de 700 libras, por lo que la fuerza nominal combinada del actuador de 800 libras sería aceptable para esta aplicación.
Dado que esta aplicación utiliza dos actuadores para sostener la carga deseada, el peso debe distribuirse uniformemente entre los dos actuadores. Para garantizar una distribución uniforme de la carga, los actuadores deben mantener la misma altura; si no se logra la misma altura, uno de los dos actuadores soportará peso adicional y experimentará torsión (o carga lateral). El peso y el torque adicionales pueden ejercer un esfuerzo excesivo sobre los actuadores, lo que resulta en una falla del actuador.
Elementos de control finales
La importancia de sincronizar los actuadores se reduce a garantizar el movimiento uniforme de múltiples actuadores y evitar fallas en los actuadores.
Caja de control de efecto Hall
Cuando los actuadores se personalizan con sensores de efecto HALL, la caja de control PA-40 se puede utilizar para fines de sincronización de efecto Hall.
Caja de control del potenciómetro
Cuando los actuadores se personalizan con retroalimentación de potenciómetro, la caja de control PA-39 se puede utilizar para permitir fines de sincronización.
Microcontrolador Arduino
La implementación del control del actuador se puede lograr mediante la programación Arduino. Por favor visite los siguientes enlaces para obtener más información:
- Codificación Arduino
- Sincronización del efecto Hall
- Control de posición de retroalimentación del potenciómetro
Si tiene alguna pregunta adicional, no dude en ponerse en contacto con el soporte de ingeniería para obtener una respuesta instantánea.