Esistono due metodi per il controllo di più attuatori: parallelo e sincrono. Il controllo parallelo fornisce una tensione costante a ciascun attuatore, mentre quello sincrono fornisce una tensione variabile a ciascun attuatore.
Il processo di sincronizzazione di più attuatori è necessario quando si utilizzano due o più attuatori per muoversi alla stessa velocità. Questo può essere ottenuto con due forme di Feedback di posizione: sensori a Effetto Hall e potenziometri multigiro.
Una lieve variabilità nella produzione degli attuatori comporta una lieve variabilità nella velocità dell’attuatore. Questo può essere corretto fornendo una tensione variabile all’attuatore per allineare le velocità di due attuatori. Il Feedback di posizione è necessario per determinare quanta tensione fornire a ciascun attuatore.
La sincronizzazione degli attuatori è importante quando si controllano due o più attuatori e serve un controllo preciso. Ad esempio, applicazioni che richiedono più attuatori per muovere un carico mantenendo una distribuzione uniforme del carico su ciascun attuatore. Se in questo tipo di applicazione si utilizzasse il controllo parallelo, potrebbero verificarsi distribuzioni di carico non uniformi a causa di velocità di corsa variabili, causando infine una forza eccessiva su uno degli attuatori.
Sensore a Effetto Hall
Per riassumere la teoria dell’Effetto Hall, Edwin Hall (che scoprì l’Effetto Hall) affermò che, quando un campo magnetico è applicato in una direzione perpendicolare al flusso di corrente elettrica in un conduttore, si induce una differenza di tensione. Questa tensione può essere utilizzata per rilevare se il sensore è in prossimità di un magnete oppure no. Collegando un magnete all’albero del motore, i sensori possono rilevare quando l’albero è parallelo a loro.
Utilizzando una piccola scheda elettronica, queste informazioni possono essere emesse come un’onda quadra, conteggiabile come una sequenza di impulsi. Contando questi impulsi si può tenere traccia di quante volte il motore ha ruotato e di come si muove.
Alcune schede per l’Effetto Hall integrano più sensori. È comune che abbiano 2 sensori a 90 gradi, generando un’uscita in quadratura. Contando questi impulsi e osservando quale arriva per primo è possibile determinare la direzione di rotazione del motore. Oppure si possono monitorare entrambi i sensori per ottenere più conteggi e un controllo più preciso.
La sincronizzazione tramite Feedback dei sensori a Effetto Hall può essere ottenuta con il box PA-40 Synchronized Dual Hall Effect Actuator Control di Progressive Automations.
Sincronizzazione con potenziometro
I potenziometri multigiro, noti anche come reostati o resistenze variabili, forniscono una rappresentazione analogica della posizione di un attuatore. Il sensore è fissato a un sistema di ingranaggi collegato al motore che aziona il potenziometro e regola quindi il valore di resistenza in modo proporzionale all’entità della corsa effettuata dall’attuatore. La variazione totale di resistenza/tensione può essere misurata per ottenere l’intervallo a piena scala del valore analogico, che rappresenta la distanza di Corsa totale dell’attuatore. I potenziometri utilizzati negli attuatori Progressive Automations sono da 10 KΩ.
Ai fini della sincronizzazione, il valore analogico di ciascun potenziometro viene letto e un programma/box di controllo può quindi utilizzarlo per determinare la necessaria tensione da fornire a ciascun attuatore. La sincronizzazione tramite potenziometro può essere ottenuta mediante programmazione di un microcontrollore.
Importanza della sincronizzazione
A questo punto, i metodi di sincronizzazione sono stati spiegati. Ora vogliamo vedere perché la sincronizzazione è importante. Quando l’obiettivo è utilizzare più attuatori per spingere o tirare un carico, è necessario assicurarsi che gli attuatori abbiano velocità perfettamente abbinate. Questa precisione nella velocità dell’attuatore è necessaria per garantire una distribuzione uniforme del carico.Consideriamo un’applicazione che richiede una forza di spinta di 700 lbs e due attuatori. In questo esempio utilizzeremo due PA-04 IP-66 Linear Actuator con una forza nominale di 400 lbs ciascuno, personalizzati con sensori a Effetto Hall per il Feedback di posizione. La forza dinamica combinata dei due attuatori, quando usati in sincronia, è di 800 lbs. La forza necessaria per il sistema è di 700 lbs, quindi la forza combinata degli attuatori di 800 lbs sarebbe accettabile per questa applicazione.
Poiché in questa applicazione si utilizzano due attuatori per sostenere il carico desiderato, il peso deve essere distribuito uniformemente tra i due attuatori. Per garantire una distribuzione uniforme del carico, gli attuatori devono mantenere la stessa altezza: se non si ottiene la stessa altezza, uno dei due attuatori sopporterà peso aggiuntivo ed essere soggetto a coppia (o carico laterale). Il peso e la coppia aggiuntivi possono sovraccaricare gli attuatori, con conseguente guasto dell’attuatore.
Elementi di controllo finali
L’importanza della sincronizzazione degli attuatori si riduce a garantire un movimento uniforme di più attuatori e a prevenire il guasto degli attuatori.
Box di controllo per Effetto Hall
Quando gli attuatori sono personalizzati con sensori a Effetto Hall, il box di controllo PA-40 può essere utilizzato per la sincronizzazione tramite Effetto Hall.
Microcontrollore Arduino
L’implementazione del controllo degli attuatori può essere realizzata tramite programmazione Arduino. Visita i seguenti link per maggiori informazioni:
- Programmazione Arduino
- Sincronizzazione con Effetto Hall
- Controllo di posizione con Feedback da potenziometro
Se hai altre domande, non esitare a contattare il nostro supporto tecnico per una risposta immediata.