Codificador capacitivo con mayor precisión y durabilidad

En el proceso de automatización de fábricas, es necesario controlar con precisión el funcionamiento de los motores en máquinas y herramientas, y proporcionar advertencias tempranas cuando ocurran anomalías, para así reducir el tiempo de inactividad causado por fallos en las máquinas. Este artículo le mostrará el desarrollo, las ventajas y las desventajas de varias tecnologías de encoders para el control de motores, así como las características de los productos de encoders capacitivos introducidos por Same Sky.

Los codificadores magnéticos y los codificadores ópticos tienen sus ventajas y desventajas

En el aspecto del control de movimiento de precisión, un codificador es un componente importante para convertir el movimiento mecánico en señales eléctricas. Los codificadores pueden utilizarse en muchas aplicaciones como equipos de automatización, control de procesos industriales o tecnología robótica, y pueden proporcionar datos sobre posición, velocidad, distancia y dirección. En la actualidad, existen tres tecnologías principales de codificadores disponibles en el mercado, incluidas los codificadores magnéticos, ópticos y capacitivos.   Los codificadores magnéticos consisten en un disco magnetizado giratorio con polos magnéticos alternados y un sensor de efecto Hall o magnetorresistivo, que funciona detectando cambios en el campo de flujo magnético. Los codificadores magnéticos son duraderos y pueden soportar bien golpes y vibraciones sin verse afectados por aceite, suciedad y humedad. Sin embargo, los codificadores magnéticos son vulnerables a la interferencia magnética provocada por motores eléctricos y tienen un rango de temperatura de funcionamiento limitado. Aunque se han realizado muchas mejoras en los codificadores magnéticos, su resolución y precisión suelen ser inferiores a las alternativas ópticas y capacitivas.   En comparación con los codificadores magnéticos, los codificadores ópticos pueden proporcionar mayor resolución y mayor precisión. El codificador óptico consta de una fuente de luz LED (normalmente una fuente de luz infrarroja) y fotodetectores ubicados en lados opuestos de un disco codificador hecho de vidrio o plástico. Aunque los codificadores ópticos han dominado el mercado del control de movimiento durante décadas, debido a su dependencia del "línea de visión", son particularmente vulnerables al polvo, la suciedad y las manchas de aceite, así como a las vibraciones y temperaturas extremas. Además, los codificadores ópticos consumirán hasta 100 mA de corriente en operación, y su vida útil eventualmente será limitada por los LEDs.

Los codificadores capacitivos ofrecen mejor precisión y durabilidad

El codificador capacitivo consta de tres componentes principales: un rotor, un transmisor estacionario y un receptor estacionario. El rotor contiene un patrón sinusoidal, y a medida que el rotor gira, la señal de referencia de alta frecuencia del transmisor se modula de manera predecible. El codificador detecta el cambio de reactancia capacitiva en la placa receptora y utiliza un algoritmo de demodulación para convertirlo en un incremento de movimiento rotatorio. Los codificadores capacitivos son más duraderos que los ópticos, pueden resistir diversos contaminantes ambientales y toleran mucho mejor las vibraciones y temperaturas extremas. Además, al no usar LEDs, los codificadores capacitivos tienen una vida útil más larga, menor tamaño y un consumo de corriente más bajo (6 a 18 mA) en comparación con los codificadores ópticos. No se ven afectados por interferencias magnéticas ni ruido eléctrico, y son tan robustos como un codificador magnético, pero con mayor precisión y resolución.   En vista de las características digitales de los codificadores capacitivos, estos también ofrecen una mayor flexibilidad, permitiendo a los usuarios cambiar la resolución de los codificadores. Cuando se usan otras tecnologías, la resolución está determinada por el disco del codificador, lo que significa que el codificador óptico o magnético debe ser reemplazado cada vez que se necesita una resolución diferente. La resolución programable disponible en los codificadores capacitivos no solo puede ser utilizada para la optimización del sistema (especialmente al diseñar bucles de control PID), sino que también reduce el inventario, ya que un único modelo de producto puede ser usado en muchas aplicaciones. La tecnología capacitiva también permite la configuración digital de los pulsos de índice y la alineación de codificadores conmutados por BLDC, mientras que sus capacidades de diagnóstico integradas proporcionan a los diseñadores acceso a datos del sistema para una rápida solución de problemas en el campo.   Independientemente de los requisitos del sistema, los codificadores capacitivos pueden proporcionar una alternativa versátil, rentable y confiable a la tecnología de detección óptica o magnética. La codificación capacitiva no solo puede ofrecer un excelente desempeño en precisión y confiabilidad bajo cualquier condición ambiental, sino que también su operación digital inherente puede proporcionar programabilidad y capacidades de diagnóstico mejoradas, siendo al mismo tiempo compatible con la funcionalidad tradicional de los codificadores.

La programación de resolución flexible puede reducir el inventario

Desde que Same Sky introdujo la primera generación de codificadores capacitivos en 2006, su serie AMT ha demostrado tener alta fiabilidad y precisión y puede resolver muchos problemas de aplicación encontrados en tecnologías ópticas y magnéticas. Utilizando tecnología de sensores capacitivos, los codificadores modulares AMT incrementales, absolutos y de conmutación de Same Sky pueden proporcionar soluciones altamente duraderas sin sacrificar precisión. La serie AMT cuenta con hasta 22 resoluciones programables y opera en un rango de temperatura de -40 a 125℃, proporcionando a los ingenieros una mayor flexibilidad en el proceso de diseño de prototipos, y los gerentes de compras pueden reducir significativamente el número de especificaciones requeridas en la producción.

Same Sky ofrece una gama de codificadores incrementales estándar, codificadores absolutos y codificadores de conmutación para motores DC sin escobillas. Los codificadores AMT de Same Sky están disponibles en configuraciones radiales y axiales, y ofrecen una variedad de tipos de señales de salida, incluyendo single-ended, drivers de línea diferencial, SSI, SPI, RS-485, etc. La familia de codificadores AMT de Same Sky tiene una variedad de opciones para satisfacer las necesidades de casi cualquier aplicación.   Debido a las características de la tecnología subyacente, la familia de codificadores AMT es muy robusta, a diferencia de los codificadores ópticos, que se ven fácilmente afectados por interferencias en las señales ópticas debido a polvo o partículas adheridas a los discos de vidrio, y dentro de los cuales el LED se quema fácilmente con el tiempo. Los codificadores AMT utilizan tecnología capacitiva, por lo que no requieren LED o condiciones de línea de visión. El polvo, las manchas de aceite, etc., comunes en entornos industriales, no afectarán a los codificadores AMT, los cuales también son muy adecuados para su uso en motores o ensamblajes de engranajes que necesiten sellar todo el dispositivo en aceite.   Además, los codificadores AMT no necesitan el disco de vidrio del codificador óptico y no se ven reducidos en eficiencia debido a factores como caídas, vibraciones o impactos. Los codificadores AMT no tienen componentes de desgaste, lo que significa que el número de rotaciones no está limitado, por lo que son más duraderos.

Líneas de productos diversificadas satisfacen diferentes necesidades

La familia de codificadores AMT de Same Sky tiene una variedad de opciones, y la resolución también se puede ajustar según sea necesario. Por ejemplo, cada codificador AMT10 o AMT10E tiene un interruptor DIP de 4 posiciones en la parte posterior. Los usuarios pueden seleccionar entre 16 resoluciones simplemente ajustando la posición del interruptor. Otros codificadores de la serie AMT pueden usar cables de programación AMT y PCs para ajustar la resolución. El software AMT Viewpoint™ de Same Sky permite a los usuarios configurar una variedad de especificaciones de acuerdo con la serie, incluyendo resolución, dirección de rotación, pares de polos del motor y posición cero. AMT Viewpoint ayudará a los clientes a determinar las gráficas de forma de onda y los valores de ancho de pulso calculados, los cuales se ajustarán automáticamente al seleccionar la resolución. Todos los codificadores AMT también se pueden personalizar según una configuración previa personalizada a cualquier resolución disponible.   Same Sky ofrece codificadores capacitivos de las series AMT10 y AMT10E, AMT11, 20, 21, 22, 23 y 31, series AMT12, AMT13 y 33.

Conclusión

En comparación con los codificadores magnéticos y ópticos, los codificadores capacitivos tienen características como mayor precisión y resolución, mayor durabilidad, etc. Son muy adecuados para su uso en entornos hostiles de fábrica. Same Sky ha introducido muchas series de codificadores capacitivos, que cumplirán con sus diferentes necesidades en aplicaciones prácticas y merecen su mayor comprensión.