Elektrické lineárne aktuátory s pozičnou spätnou väzbou dokážu v rôznych aplikáciách predvádzať pôsobivé pohyby. Čo presne je lineárny aktuátor so spätnou väzbou a aké sú príkladové aplikácie, v ktorých sa využili naplno? V tomto článku sa ponoríme do špecifík aktuátorov so spätnou väzbou a prejdeme si niekoľko príkladov, ako sú automatizované okno, vozidlo poháňané ľudskou silou a šesťosová platforma.
Čo sú aktuátory so spätnou väzbou?
Aktuátor so spätnou väzbou je typ lineárneho aktuátora, ktorý obsahuje pozičnú spätnú väzbu, vďaka čomu je prispôsobiteľný aplikáciám, kde je potrebná uzavretá slučka. Uzavretý systém znamená, že výstupný signál systému sníma senzor a posiela ho do kontroléra. Kontrolér určí odchýlku signálu a pošle späť do systému korekčný signál. Táto korekcia sa opakuje, kým sa chyba nedostane do akceptovateľného rozsahu.
Lineárny aktuátor s potenciometrovou spätnou väzbou sa používa na čítanie polohy aktuátora (systému) počas jeho cyklovania. Kontrolérom môže byť napríklad Arduino. Naše modely zahŕňajú PA-04-HS, ktorý používa spätnú väzbu s Hallovým efektom, a PA-14P a PA-17-POT, ktoré používajú potenciometre vyžadujúce vstupné napätie 5 V DC. Potenciometrové modely poskytujú napäťový signál, ktorý sa zvyšuje, keď sa aktuátor vysúva, a znižuje, keď sa zasúva. Lineárny aktuátor so spätnou väzbou sa môže označovať aj ako aktuátor s Hallovým efektom, potenciometrový aktuátor alebo lineárny aktuátor s potenciometrovou spätnou väzbou.
Dôvody používania spätnej väzby
Mnohé aplikácie môžu vyžadovať uzavretú slučku, aby sa pri autonómnom riadení aktuátorov korigovali neočakávané poruchy. Ako už bolo spomenuté, na uzavretý systém je potrebné zariadenie, ktoré prenáša pozičné informácie. Spätná väzba v tomto prípade umožňuje poskytovať informácie riadiacemu systému a dosiahnuť vyššiu opakovateľnosť.
Napríklad, spoliehať sa na časovače pri cyklovaní aktuátora, aby presne dosiahol požadované polohy, je možné len vtedy, ak nedochádza k poruchám, ktoré by menili, o koľko sa aktuátor v čase pohne. Môže sa stať, že prenosná 12 V DC batéria dodáva o niečo nižšie napätie než pôvodne, čo zníži rýchlosť aktuátora, zatiaľ čo časovač svoju časovú základňu nemení, aby to vykompenzoval. Náhle zmeny v zaťažení a odpor vetra tiež môžu spôsobiť poruchy v rýchlosti pohybu aktuátora, s ktorými vopred naprogramované časovače nepočítajú.
Spätná väzba je nevyhnutná na prenos signálu aktuátora, riadenie polohy lineárneho aktuátora a korekciu porúch. Čítaním polohy dokáže riadiaci systém určiť, či bola požadovaná poloha dosiahnutá, a bude aktuátory cyklovať tak dlho, ako je potrebné na dosiahnutie požadovaného výsledku. Naše potenciometre v PA-14P (pozri nižšie) sú príkladmi zariadení, ktoré poskytujú spätnú väzbu výstupom signálu v rozsahu 0 až 5 V DC.
Súprava potenciometra – modely PA-14P (PRT-14P-50)
Aplikácie pre aktuátory so spätnou väzbou
Využitie lineárneho aktuátora so spätnou väzbou nájdete v rôznych aplikáciách. Príkladmi sú domácna automatizácia, prototypovanie a robotika.
Ukážka automatizovaného okna
V domácej automatizácii možno pozičnú spätnú väzbu z nášho PA-14P využiť na to, aby aktuátor otváral a zatváral okno presne na požadovanú polohu používateľa. Pozičná spätná väzba tiež zabezpečí, že aktuátor neprekročí dráhu a neroztriešti okno, ak je dĺžka zdvihu o niečo dlhšia, než sa zmestí. Nižšie si pozrite video s ukážkovým nastavením automatizovaného okna.
Vozidlo poháňané ľudskou silou
Jedným z našich sponzorovaných projektov, ktorý využil lineárny aktuátor s potenciometrovou spätnou väzbou, je prototyp vozidla poháňaného ľudskou silou. Zasielaním pozičných informácií do Arduino Uno dokáže aktuátor zasúvať a vysúvať do najvhodnejších polôh potrebných na zmenu predpätia pružiny, aby sa maximalizovala účinnosť tohto prototypu.
Šesťosová platforma
V tomto projekte sa používa vysokorýchlostný lineárny aktuátor so spätnou väzbou. Lineárny aktuátor s potenciometrovou spätnou väzbou prináša vyššiu presnosť, precíznosť a opakovateľnosť, aké nájdete na Stewartovej platforme, napríklad na šesťosovej platforme. Tento projekt z katedry Engineering Physics na UBC ponúka zaujímavý a interaktívny spôsob, ako sa naučiť o riadení lineárneho pohybu aj o fyzike, ktorá je súčasťou robotiky.
Pozrite si celý postup tu: Instructables
Záver
V skratke, lineárny aktuátor so spätnou väzbou umožňuje aplikáciám dosiahnuť vyššiu presnosť, precíznosť a opakovateľnosť. Spätná väzba je obzvlášť užitočná pre aplikácie, ktoré zažívajú neočakávané poruchy alebo potrebujú pozičné informácie na zodpovedné preladenie.
Ak potrebujete ďalšiu pomoc alebo máte ďalšie otázky k aktuátorom so spätnou väzbou, zavolajte nám na 1-800-676-6123 alebo nám napíšte na sales@progressiveautomations.com.