Elektrische lineaire actuatoren met elektronica voor positieterugkoppeling kunnen in verschillende toepassingen indrukwekkende bewegingen uitvoeren. Maar wat is nu precies een lineaire actuator met terugkoppeling en wat zijn enkele voorbeeldtoepassingen waarin ze tot hun volle potentieel zijn gebruikt? In dit artikel duiken we in de details van actuatoren met terugkoppeling en lopen we een paar voorbeeldtoepassingen door, zoals een geautomatiseerd raam, een menselijk aangedreven voertuig en een platform met zes assen.
Wat zijn actuatoren met terugkoppeling?
Een actuator met terugkoppeling is een type lineaire actuator dat positieterugkoppeling integreert, waardoor hij inzetbaar is in toepassingen waar een gesloten-lussysteem nodig is. Een gesloten-lussysteem houdt in dat de uitgang van een systeem wordt uitgelezen met behulp van een sensor en dat dit signaal naar een controller wordt doorgegeven. De controller bepaalt de foutwaarde van het signaal en stuurt een correctiesignaal terug door het systeem. Deze terugkoppelingscorrectie gaat door totdat het foutsignaal binnen een acceptabele marge valt.
Een lineaire actuator met potentiometer‑terugkoppeling wordt gebruikt om de positie van een actuator (systeem) uit te lezen terwijl hij zijn cyclus doorloopt. De controller kan bijvoorbeeld een Arduino zijn. Onze modellen omvatten de PA-04-HS, die Hall‑effect‑terugkoppeling gebruikt, en de PA-14P en PA-17-POT die potentiometers gebruiken en een ingangsspanning van 5 VDC vereisen. De potentiometermodellen geven een spanningssignaal uit dat toeneemt wanneer de actuator uitschuift en afneemt wanneer hij inschuift. Een lineaire actuator met terugkoppeling wordt ook wel een Hall‑effect‑actuator, een potentiometeractuator of een lineaire actuator met potentiometer‑terugkoppeling genoemd.
Redenen voor terugkoppeling
Veel toepassingen vereisen mogelijk een gesloten-lussysteem om onverwachte verstoringen te corrigeren wanneer actuatoren autonoom worden aangestuurd. Zoals eerder vermeld is voor een gesloten-lussysteem een apparaat nodig dat positionele informatie doorgeeft. Terugkoppeling maakt het mogelijk om die informatie aan een regelsysteem te leveren en zorgt voor een hogere herhaalbaarheid.
Zo is het aansturen van een actuator met timers om gewenste posities precies en nauwkeurig te bereiken alleen mogelijk als er geen verstoringen zijn die beïnvloeden hoeveel de actuator na verloop van tijd aflegt. Er zijn gevallen waarin een draagbare 12 VDC‑accu een iets lagere spanning kan leveren dan aanvankelijk, wat de snelheid van de actuator zou verlagen terwijl de timer zijn timing niet aanpast om deze verstoring te corrigeren. Plotselinge veranderingen in de belasting en luchtweerstand kunnen ook een verstoring veroorzaken in de bewegingssnelheid van een actuator, waarmee voorgeprogrammeerde timers geen rekening kunnen houden.
Terugkoppeling is noodzakelijk om het signaal van een actuator door te geven, de positie van de lineaire actuator te regelen en verstoringen te corrigeren. Door de positie uit te lezen kan een regelsysteem bepalen of de gewenste positie is bereikt en de actuatoren zo lang laten cyclen als nodig is om het gewenste resultaat te behalen. Onze potentiometers in de PA-14P (zie hieronder) zijn voorbeelden van apparaten die terugkoppeling leveren door signalen uit te sturen binnen het bereik van 0 tot 5 VDC.
Potentiometerset - PA-14P-modellen (PRT-14P-50)
Toepassingen voor actuatoren met terugkoppeling
De toepassingen voor een lineaire actuator met terugkoppeling zijn terug te vinden in allerlei verschillende domeinen. Voorbeelden zijn domotica, prototyping en robotica.
Demo geautomatiseerd raam
Bij domotica kan positieterugkoppeling van onze PA-14P worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de actuator een raam precies tot de gewenste positie van de bediener opent en sluit. Positieterugkoppeling zorgt er ook voor dat de actuator niet te ver uitschuift en de ruiten doet barsten als de Slaglengte net iets te lang is. Bekijk de onderstaande video van een demo-opstelling met een geautomatiseerd raam.
Menselijk aangedreven voertuig
Een van onze gesponsorde projecten, waarin een lineaire actuator met potentiometer‑terugkoppeling is gebruikt, is het prototype van een menselijk aangedreven voertuig. Door positionele informatie naar een Arduino Uno te sturen, kan een actuator inschuiven en uitschuiven naar de optimale posities die nodig zijn om de veerspanning te wijzigen en zo de efficiëntie van het prototype menselijk aangedreven voertuig te maximaliseren.
Platform met zes assen
In dit project wordt een snelle lineaire actuator met terugkoppeling gebruikt. De lineaire actuator met potentiometer‑terugkoppeling zorgt voor verbeterde nauwkeurigheid, precisie en herhaalbaarheid zoals te vinden is bij het Stewart‑platform, bijvoorbeeld het platform met zes assen. Dit project van de afdeling Engineering Physics van UBC biedt een interessante en interactieve manier om te leren over lineaire bewegingsbesturing en de fysica die bij robotica komt kijken.
Bekijk de volledige build hier: Instructables
Conclusie
Samengevat maakt een lineaire actuator met terugkoppeling het mogelijk om toepassingen hogere nauwkeurigheid, precisie en herhaalbaarheid te geven. Terugkoppeling is vooral nuttig voor toepassingen die onverwachte verstoringen ondervinden of positionele informatie nodig hebben om zichzelf dienovereenkomstig opnieuw af te stellen.
Als u verdere hulp nodig hebt of meer vragen hebt over actuatoren met terugkoppeling, kunt u ons bellen op 1-800-676-6123 of e-mailen via sales@progressiveautomations.com.