O controle de movimento é um campo versátil, com inúmeras utilidades; a sincronização é uma de suas aplicações mais úteis! O conceito está no próprio nome: dispositivos de controle de movimento sendo acionados de forma 'sincronizada' e operando na mesma velocidade. À primeira vista, isso pode parecer uma tarefa fácil, mas na verdade é o oposto. A sincronização não é alcançada simplesmente ligando vários atuadores ao mesmo interruptor, como alguns podem pensar. Em um mundo ideal ou em um cenário muito simples, isso pode até funcionar. No entanto, normalmente, o resultado serão vários atuadores lineares se movendo em velocidades diferentes. O culpado? Bem, são vários. Mesmo que dois atuadores lineares da mesma marca e modelo estejam conectados à mesma fonte de alimentação, é de se esperar uma diferença significativa de velocidade se ambos estiverem sujeitos a cargas desiguais, tiverem passado por diferentes padrões de desgaste ou estiverem em diferentes temperaturas de operação, para citar apenas alguns problemas.
Este artigo vai se aprofundar nessa discussão, detalhando exatamente por que a sincronização é crítica para muitas aplicações e como ela pode ser alcançada.
Como alcançar a sincronização?
Para obter movimento sincronizado de atuadores lineares, algum tipo de controle de movimento é indispensável. Em um sistema de controle em malha aberta, a opção de sincronização mais popular é um controlador de velocidade. Nesse cenário, a velocidade de cada atuador linear é ajustada com base em cálculos prévios, senso de projeto e intuição. Por exemplo, pode-se enviar um sinal mais forte a um atuador que esteja enfrentando maior resistência, para compensar sua inércia mais alta. Aplicações comuns incluem usar vários atuadores lineares ao mesmo tempo com Arduino. No entanto, sistemas em malha aberta são desprovidos de feedback e não conseguem resultados exatos, tornando-os inadequados para aplicações que exigem precisão.
Uma forma mais sofisticada de controle de movimento sincronizado é o sistema em malha fechada, que utiliza feedback dos atuadores para determinar as necessidades individuais de cada dispositivo, fazendo ajustes em tempo real. Esse tipo de sincronização é notavelmente preciso, sem margem para erro. Existem múltiplas aplicações na indústria, em ambientes domésticos e de faça você mesmo (DIY) em que a sincronização de atuadores lineares é um requisito central. A Progressive Automations possui uma gama diversa de produtos projetados especificamente para aplicações de sincronização. Nossos atuadores lineares incorporam opções de feedback de ponta e nossos controladores são construídos para desempenho incomparável.
Como usar a sincronização?
Uma configuração de atuadores sincronizados pode fazer maravilhas para suas aplicações com atuadores lineares. De fato, a maioria das aplicações que utilizam mais de um atuador linear depende de movimento sincronizado; sem isso, tornam-se defeituosas, levando a danos às peças ou aos próprios atuadores.
Se você planeja usar técnicas de atuação baseadas em sincronização, é essencial conhecer o básico sobre as opções disponíveis. No caso da sincronização em malha aberta, como controlar múltiplos atuadores com Arduino, é preciso garantir que o controlador de velocidade — neste caso, o Arduino — seja capaz de lidar com o sistema. Deve haver pinos suficientes para acomodar a quantidade de atuadores que você está usando, e o código deve ser impecável.
Ao usar sistemas de feedback em malha fechada, o fator mais importante a considerar é o tipo de encoder de feedback integrado aos seus atuadores lineares. Nesse sentido, o feedback por Efeito Hall e o feedback por potenciômetro estão no topo da lista.
Em atuadores lineares com Efeito Hall, o encoder de feedback registra o número de rotações que o motor de acionamento do atuador realiza enquanto se move. Com essas informações, é muito fácil para o controlador calcular a posição exata e, portanto, a velocidade da haste do atuador. Os encoders de todos os atuadores lineares enviam feedback constantemente ao controlador, que determina qual(is) atuador(es) está(ão) atrasando ou acelerando e, em seguida, ajusta suas respectivas velocidades para garantir um movimento suave e sincronizado.
Ao usar atuadores com Efeito Hall, também é necessário utilizar um controlador compatível. Você não pode usá-los com qualquer controlador comum; é preciso um projetado para esse propósito específico. A caixa de controle também deve ter o número desejado de canais, de acordo com a quantidade de atuadores em uso.
O feedback por potenciômetro funciona de maneira semelhante. À medida que a haste do atuador se move para dentro e para fora, a resistência elétrica do potenciômetro muda proporcionalmente. Essas informações são transmitidas ao controlador, que então executa exatamente a mesma função explicada acima para sincronizar os atuadores.
Nossas opções de sincronização
Atuadores
Começando pela nossa linha de atuadores lineares, temos atuadores de Efeito Hall de alto desempenho com variantes de 12 VDC/24 VDC que são ideais para controlar múltiplos atuadores. Por exemplo, nosso atuador linear PA-04-HS já vem com um sensor de Efeito Hall integrado que permite a sincronização. Os clientes também podem escolher entre opções de fonte de alimentação de 12 V e 24 V.
Os atuadores lineares com fonte de 12 VDC são muito mais comuns, pois a maioria das fontes de alimentação segue a especificação de 12 V. Eles são mais fáceis de integrar a sistemas de atuação e oferecem especificações de desempenho decentes. Já os atuadores de 24 VDC precisam de uma fonte de alimentação especializada, o que geralmente exige investimento e equipamentos adicionais. No entanto, essas variantes são capazes de fornecer mais potência e torque, têm menor consumo de corrente e exigem fiação mais fina — uma excelente compensação para as desvantagens destacadas acima. Optar por um atuador de 12 V ou por um dispositivo de 24 V depende do projeto específico da sua aplicação.
Soluções de controle
Para fins de sincronização, oferecemos caixas de controle multicanais projetadas para lidar com atuadores baseados em feedback, como nossos celebrados PA-40 e a série de caixas de controle FLTCON. Projetados para atuadores com Efeito Hall, esses controladores podem funcionar com atuadores de 12 VDC/24 VDC. O PA-40, na verdade, é uma solução de sincronização especializada para aplicações com duplo Efeito Hall.
Aprofundando um pouco mais em nossa linha de produtos, nossos produtos de sincronização de movimento mais populares são nossas colunas de elevação. Elas são usadas em mesas para trabalho em pé e mesas ajustáveis, onde a sincronização é de suma importância devido à distribuição de peso não uniforme sobre elas, o que pode fazer com que sistemas não sincronizados falhem quase instantaneamente.
Considerações finais
Se você tem uma aplicação que exige que dois ou mais atuadores operem na mesma velocidade, a sincronização é sua melhor opção para garantir um movimento verdadeiramente sincronizado e preciso. Qualquer outra abordagem pode resultar em velocidades de atuador variáveis e danos à sua aplicação.
Você pode obter mais informações sobre sincronização entrando em contato conosco com suas dúvidas específicas ou problemas de projeto, e nossa equipe de atendimento ao cliente terá prazer em ajudar você a otimizar sua aplicação de sincronização de atuadores lineares.