Attuatori lineari elettrici con feedback di posizione elettronica sono in grado di eseguire movimenti notevoli in varie applicazioni. Ma che cos'è esattamente un attuatore lineare con feedback e quali sono alcune applicazioni di esempio in cui sono stati sfruttati al massimo? In questo articolo approfondiremo le specifiche degli attuatori con feedback e presenteremo alcune applicazioni di esempio, come una finestra automatizzata, un veicolo a propulsione umana e una piattaforma a sei assi.
Cosa sono gli attuatori con feedback?
Un attuatore con feedback è un tipo di attuatore lineare che integra un feedback di posizione, rendendolo adatto ad applicazioni in cui è necessario un sistema ad anello chiuso. Un sistema ad anello chiuso prevede la lettura del segnale di uscita di un sistema tramite un sensore e il passaggio di quel segnale a un controller. Il controller determina il valore di errore del segnale e invia un segnale di correzione attraverso il sistema. Questa correzione tramite feedback continua finché il segnale di errore rientra in un intervallo accettabile.
Un attuatore lineare con feedback a potenziometro viene usato per leggere la posizione di un attuatore (sistema) durante i cicli. Il controller può essere, per esempio, un Arduino. I nostri modelli includono il PA-04-HS, che utilizza feedback a effetto Hall, e il PA-14P e PA-17-POT, che utilizzano potenziometri e richiedono una tensione di ingresso di 5 VDC. I modelli a potenziometro generano un segnale di tensione che aumenta quando l'attuatore si estende e diminuisce quando si ritrae. Un attuatore lineare con feedback può essere chiamato anche attuatore a effetto Hall, attuatore a potenziometro o attuatore lineare con feedback a potenziometro.
Motivi per utilizzare il feedback
Moltissime applicazioni possono richiedere un sistema ad anello chiuso per compensare disturbi imprevisti durante il controllo autonomo degli attuatori. Come detto, per avere un sistema ad anello chiuso serve un dispositivo che trasmetta informazioni di posizione. Il feedback, in questo caso, consente di fornire informazioni a un sistema di controllo e di ottenere una ripetibilità superiore.
Per esempio, azionare un attuatore con timer per raggiungere con precisione le posizioni desiderate è possibile solo se non ci sono disturbi che possano variare nel tempo quanto l'attuatore si sposta. In alcuni casi una batteria portatile da 12 VDC può fornire una tensione leggermente inferiore rispetto a quella iniziale, il che ridurrebbe la velocità dell'attuatore mentre il timer non modifica la temporizzazione per compensare tale disturbo. Cambiamenti improvvisi del carico e della resistenza del vento possono inoltre provocare una perturbazione della velocità di spostamento dell'attuatore che i timer preprogrammati non sono in grado di considerare.
Il feedback è necessario per trasmettere il segnale di un attuatore, controllare la posizione dell'attuatore lineare e correggere i disturbi. Leggendo la posizione, un sistema di controllo sarà in grado di determinare se la posizione desiderata è stata raggiunta e azionerà gli attuatori per tutto il tempo necessario a ottenere il risultato voluto. I nostri potenziometri presenti nel PA-14P (vedi sotto) sono esempi di dispositivi che forniscono feedback emettendo segnali nell'intervallo 0–5 VDC.
Set di potenziometri - Modelli PA-14P (PRT-14P-50)
Applicazioni per attuatori con feedback
Le applicazioni di un attuatore lineare con feedback si trovano in una grande varietà di ambiti. Alcuni esempi includono automazione domestica, prototipazione e robotica.
Demo finestra automatizzata
Nell'automazione domestica, il feedback di posizione del nostro PA-14P può essere utilizzato per garantire che l'attuatore apra e chiuda una finestra con precisione fino alla posizione desiderata dall'operatore. Il feedback di posizione assicura anche che l'attuatore non si estenda oltre il necessario e non danneggi la finestra se la lunghezza di corsa è leggermente troppo lunga per lo spazio disponibile. Guarda il video qui sotto della demo dell'impianto di finestra automatizzata.
Veicolo a propulsione umana
Uno dei nostri progetti sponsorizzati, che ha utilizzato un attuatore lineare con feedback a potenziometro, è il prototipo di veicolo a propulsione umana. Inviando le informazioni di posizione a un Arduino Uno, un attuatore è in grado di ritrarsi ed estendersi nelle posizioni ottimali necessarie a variare la tensione delle molle per massimizzare l'efficienza del prototipo.
Piattaforma a sei assi
In questo progetto viene utilizzato un attuatore lineare ad alta velocità con feedback. L'attuatore lineare con feedback a potenziometro consente di migliorare accuratezza, precisione e ripetibilità come in una piattaforma Stewart, ad esempio la piattaforma a sei assi. Questo progetto del dipartimento di Engineering Physics della UBC offre un'esperienza interessante e interattiva per imparare il controllo del moto lineare e la fisica alla base della robotica.
Vedi l'intero progetto qui: Instructables
Conclusioni
In sintesi, un attuatore lineare con feedback consente alle applicazioni di ottenere maggiore accuratezza, precisione e ripetibilità. Il feedback è particolarmente utile per applicazioni soggette a disturbi imprevisti o che richiedono informazioni di posizione per riadattarsi di conseguenza.
Se ti serve assistenza o hai altre domande sugli attuatori con feedback, chiamaci allo 1-800-676-6123 o scrivi a sales@progressiveautomations.com.