Un encodeur rotatif à plusieurs tours est un capteur électromécanique de précision qui peut non seulement mesurer la position angulaire d'un arbre dans un seul tour (0 ° à 360 °),mais aussi mesurer le nombre cumulé de rotations complètesUn encodeur à tour unique réinitialise sa sortie à chaque tour, tandis qu'un encodeur à tour multiples est différent car il peut fournir à la fois la position angulaire absolue et le nombre total de rotations,permettant une rétroaction de position précise sur une plus grande plage de mouvement.
Dans les applications avancées de contrôle du mouvement, il ne suffit pas de capturer un seul angle d'axe de 360 ° pour obtenir une surveillance fiable du système.Lorsque le mouvement de rotation est associé mécaniquement à un déplacement linéaireLes encodeurs à boucles multiples peuvent fournir des données de position absolue continues,assurer une synchronisation et un contrôle précis des systèmes électromécaniques complexesCet article traitera plus en détail de l'encodeur à plusieurs tours, y compris son principe de fonctionnement, les scénarios d'utilisation et d'autres considérations d'intégration.
Les fonctions et les avantages des codeurs à plusieurs tours
En surveillant quand l'encodeur à bobine unique se retourne de 359° à 0°, le logiciel suit la rotation de l'ensemble de l'axe.Omissions d'échantillonnage, les pannes de courant, les pannes de communication, et même le bruit causé par les vibrations peuvent tous conduire à des vitesses de rotation asynchrone.Les retours rapides près de la limite de 0 °/360 ° confondent souvent davantage la logique de détection de virageMême avec des ajustements de filtrage et d'algorithme importants, les solutions basées sur des logiciels sont encore sujettes à une perte de précision.
L'encodeur absolu à plusieurs tours résout ces défis au niveau matériel en intégrant deux fonctions clés:résolution d'angle fin à virage unique et un tachymètre intégré pour suivre la vitesse de rotation complète de l'arbreLa mesure de l'angle utilise généralement une technologie de détection capacitive, magnétique ou optique, tandis que le tachymètre met à jour les données d'angle de manière synchrone.Cette combinaison fournit de véritables positions absolues de plusieurs tours sans compter sur une logique de retournement externe pour fournir un retour d'information robuste et sans erreur.
Les encodeurs mécaniques utilisent des systèmes basés sur des engrenages, les conceptions magnétiques utilisent généralement l'énergie d'impulsion de Wiegand pour enregistrer les tours,Alors que les implémentations numériques reposent sur l'électricité continue. The latter usually requires careful system design to maintain the continuity of the power supply (usually through backup batteries or software safeguards) in order to keep a record of the number of revolutions during power outages.
Comment gérer les encodeurs multi-tours au démarrage
Un défi majeur dans la conception des encodeurs à plusieurs tours est la gestion de la puissance lors du réinitialisation, car la perte de tours stockés peut affecter les données de position absolue.Les gens adoptent généralement diverses stratégies d'ingénierie pour atténuer ce problème:
Référence de l'interrupteur d'origine ou de limite - Lorsqu'il est activé, le système conduit le mécanisme vers un point de référence prédéfini et réinitialise la position de l'encodeur.
Enregistrer la dernière valeur connue - S'il y a un contrôleur hôte ou une mémoire non volatile, le système peut enregistrer le dernier angle enregistré et les revolutions avant de s'arrêter.tant que l'arbre ne bouge pas pendant la période d'arrêt, ces valeurs seront réappliquées.
Blocage mécanique de l'arbre - lors d'arrêts planifiés ou d'états de puissance ultra-faible, l'arbre peut être verrouillé physiquement pour empêcher la rotation.réalisation d'une récupération transparenteCette méthode est particulièrement adaptée aux systèmes portables ou à batterie.
Réinitialisation de la couche système - Pour les applications qui peuvent tolérer la perte de quelques tours, le système doit seulement être réinitialisé et réétalé au démarrage à l'aide de capteurs externes ou d'états par défaut sécurisés.Cela réduit la complexité, mais ne s'applique qu'aux applications de rétroaction de position non critique.
Pour les applications qui ne peuvent accepter de perdre des tours en cas de panne de courant, les batteries de secours intégrées sont l'une des solutions les plus fiables.Cette méthode ne repose pas sur des méthodes de réétalonnage externes ni sur des capteurs auxiliaires., ce qui garantit que l'encodeur peut continuer à être alimenté même après des pannes de courant brèves ou prolongées.
Du point de vue de la consommation d'énergie, c'est précisément là que la sélection de la technologie devient importante.La consommation d'énergie de fonctionnement des encodeurs capacitifs (comme la série AMT de Same Sky) est généralement de seulement ~ 80 mW, ce qui les rend très efficaces pour les conceptions intégrées et alimentées par batterie.et le support à long terme peut être obtenu sans capacité excessive de la batterie.
En revanche, la consommation d'énergie des encodeurs magnétiques varie généralement de 150 à 500 mW, tandis que les encodeurs optiques nécessitent généralement de 200 mW à plus de 1 W dans les systèmes à haute résolution ou à LED.Cet avantage d'efficacité rend les encodeurs capacitifs très attrayants dans des environnements à puissance limitée, où chaque milliwatt est crucial.