Quando implementado corretamente, o Feedback posicional pode permitir que vários atuadores se movam juntos de forma síncrona, usem posições de memória predefinidas e se desloquem com maior exatidão e precisão. Tanto os codificadores ópticos quanto os sensores de efeito Hall são populares para ler o Feedback posicional de um motor com boa precisão; no entanto, cada opção de Feedback oferece benefícios diferentes que podem favorecer determinadas aplicações mais do que outras. Este artigo vai comparar os aspectos importantes dos codificadores ópticos e dos sensores de efeito Hall, como funcionam, suas aplicações populares e seus prós e contras, para ajudar você a determinar qual opção de Feedback funciona melhor para suas necessidades.
Explorando codificadores ópticos: função e aplicações
Codificadores ópticos são um tipo de dispositivo de Feedback para medir a posição do eixo de um motor que usam fotosensores para detectar os feixes de luz que passam pelas fendas de um disco interno giratório. Um fotosensor atua como receptor, gerando um pulso elétrico sempre que a luz atravessa as marcas transparentes de uma fenda, o que ao longo do tempo cria uma forma de onda quadrada ao contar a sequência de pulsos.
Ao contar esses pulsos, um controlador externo separado pode acompanhar informações como a posição atual do motor, a velocidade e o número de rotações concluídas. Isso fornece um Feedback preciso que pode então ser usado para controlar o movimento de um motor que aciona um atuador linear. Dado seu altíssimo nível de exatidão e velocidade, os codificadores ópticos são dispositivos de Feedback populares em casos como:
- Sistemas de tomografia computadorizada (TC)
- Equipamentos de laboratório
- Dispositivos médicos
- Espectrômetros
- Centrífugas
Vantagens e limitações dos codificadores ópticos
Benefícios
- Alta resolução: os codificadores ópticos podem fornecer resolução muito alta, permitindo uma detecção de posição precisa.
- Exatidão: os codificadores ópticos oferecem exatidão muito alta na detecção de posição, tornando-os adequados para aplicações que exigem medições precisas.
- Sem contato: a detecção baseada em luz não requer contato físico entre o codificador e o elemento sensor, reduzindo o desgaste e aumentando a vida útil dos codificadores ópticos.
- Alta velocidade: os codificadores ópticos podem operar em altas velocidades, sendo ideais para aplicações que exigem detecção rápida de posição sem comprometer a precisão.
Desvantagens
- Suscetível a fatores ambientais: A “linha de visão” das fontes de luz dos codificadores ópticos pode ser afetada por poeira, sujeira e outros fatores ambientais antes de alcançar o receptor interno, o que pode reduzir sua exatidão e precisão.
- Instalação complexa: os codificadores ópticos exigem alinhamento e instalação cuidadosos para garantir leituras precisas, o que pode ser um processo desafiador e demorado.
- Fragilidade: em comparação com outros tipos de mecanismos de Feedback, os codificadores ópticos são projetados com discos finos de vidro e plásticos, que são mais frágeis e propensos a danos quando submetidos a estresse mecânico ou vibrações.
Aprofundando nos sensores de efeito Hall: princípios e usos
A teoria do efeito Hall, de Edwin Hall (que descobriu o Efeito Hall), afirma que, sempre que um campo magnético é aplicado em uma direção perpendicular ao fluxo de corrente elétrica em um condutor, é induzida uma diferença de tensão. Essa tensão pode ser usada para detectar se um sensor de efeito Hall está na proximidade de um ímã. Ao fixar um ímã ao eixo giratório de um motor, os sensores de efeito Hall podem detectar quando o eixo está paralelo a eles. Usando uma pequena placa de circuito, essas informações podem ser geradas como uma onda quadrada semelhante à dos codificadores ópticos.
É comum que placas de circuito de efeito Hall tenham 2 sensores, resultando em uma saída em quadratura em que dois sinais sobem e descem à medida que o motor elétrico gira, com uma diferença de fase de 90° entre eles. Ao contar esses pulsos e ver qual chega primeiro, é possível saber a direção em que o motor está girando. A frequência desses pulsos varia entre nossa linha de diferentes atuadores lineares elétricos sob encomenda; no entanto, nosso PA-04-HS oferece Feedback de sensor de efeito Hall pronto para uso. Boa exatidão, combinada com a robustez encontrada em dispositivos com sensor de efeito Hall, torna-os populares para casos como:
- Aplicações automotivas
- Mesas ergonômicas para casa e escritório
- Rastreamento solar e energia renovável
- Aplicações marítimas
- Sistema de elevação industrial/de serviço pesado
Pontos fortes e fracos dos sensores de efeito Hall
Benefícios
- Detecção sem contato: os sensores de efeito Hall também não exigem contato físico com seu elemento sensor Hall, reduzindo o desgaste e aumentando a vida útil do dispositivo.
- Robustez: os sensores de efeito Hall são mais robustos e resistentes a fatores ambientais como poeira, sujeira e vibração, aumentando sua confiabilidade geral em aplicações com condições operacionais adversas.
- Instalação simples: os sensores de efeito Hall são relativamente fáceis de instalar e exigem menos alinhamento em comparação com os codificadores ópticos.
- Menor custo: os sensores de efeito Hall geralmente têm um preço mais acessível em comparação com os codificadores ópticos.
Desvantagens
- Resolução mais baixa: os sensores de efeito Hall normalmente têm resolução inferior em comparação com os codificadores ópticos, o que pode limitar sua adequação para aplicações que exigem precisão muito alta.
- Velocidade limitada: os sensores de efeito Hall têm mais limitações em termos da velocidade máxima na qual conseguem detectar a posição com precisão.
- Interferência magnética: os ímãs internos dos sensores de efeito Hall podem ser afetados por interferências magnéticas externas, o que impacta a exatidão e a confiabilidade do Feedback em determinados ambientes.
- Sensibilidade à temperatura: as propriedades magnéticas dos sensores de efeito Hall podem ser afetadas devido a variações de temperatura, o que pode exigir compensação ou calibração adicional em aplicações com grandes variações na faixa de temperatura.
EM RESUMO
Codificadores ópticos e hall effect sensors são opções populares para ler o Feedback posicional; no entanto, precisamos estar cientes de suas diferenças, especialmente seus benefícios e desvantagens. Ao escolher entre codificadores ópticos e hall effect sensors, é importante encontrar o equilíbrio adequado entre exatidão, durabilidade, complexidade e preço que funcione melhor para você.
Como um dos principais fornecedores de atuadores lineares elétricos, a Progressive Automations oferece flexibilidade, qualidade, suporte e experiência de campo líderes do setor para atender a todas as suas necessidades. Se você tiver qualquer outra dúvida sobre o que podemos oferecer, não hesite em falar conosco! Somos especialistas no que fazemos e queremos garantir que você encontre as melhores soluções para sua aplicação.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
