고정밀 및 내구성이 우수한 정전식 인코더

공장 자동화 과정에서 기계 및 도구의 모터 작동을 정확히 제어하고, 이상이 발생했을 때 조기 경고를 제공함으로써 기계 고장으로 인한 가동 중단 시간을 줄이는 것이 필요합니다. 이 글에서는 모터 제어를 위한 다양한 엔코더 기술의 개발, 장단점, 그리고 Same Sky에서 소개한 정전용량 엔코더의 제품 특성을 보여줄 것입니다.

자기 엔코더와 광학 엔코더는 각각 장점과 단점을 가지고 있습니다

정밀 동작 제어 측면에서 인코더는 기계적 동작을 전기 신호로 변환하는 중요한 구성 요소입니다. 인코더는 자동화 장비, 산업 공정 제어 또는 로봇 기술과 같은 다양한 응용 분야에 사용될 수 있으며, 위치, 속도, 거리 및 방향에 대한 데이터를 제공할 수 있습니다. 현재 시장에는 자기식, 광학식 및 정전용량식 인코더를 포함하여 세 가지 주요 인코더 기술이 존재합니다.   자기식 인코더는 교대로 배열된 자기 극을 가진 회전 자화 디스크와 자기장 변화를 감지하여 작동하는 홀 효과 센서 또는 자기 저항 센서로 구성됩니다. 자기식 인코더는 내구성이 뛰어나며 충격과 진동에 잘 견디며, 오일, 먼지, 습기 등의 영향을 받지 않습니다. 그러나 자기식 인코더는 전동기가 유발하는 자기 간섭에 취약하며 작동 온도 범위가 제한적입니다. 많은 개선이 이루어졌음에도 불구하고, 자기식 인코더의 해상도와 정확도는 일반적으로 광학식 및 정전용량식 대안보다 낮습니다.   자기식 인코더와 비교했을 때, 광학식 인코더는 더 높은 해상도와 정확도를 제공할 수 있습니다. 광학식 인코더는 LED 광원(일반적으로 적외선 광원)과 유리 또는 플라스틱으로 된 인코더 디스크의 반대쪽에 위치한 광검출기로 구성됩니다. 광학식 인코더는 수십 년 동안 동작 제어 시장을 지배해 왔지만, "시야 확보"에 의존하기 때문에 먼지, 오염, 기름 얼룩, 진동 및 극한 온도에 특히 취약합니다. 또한, 광학식 인코더는 작동 중 최대 100mA 전류를 소비하며, LED로 인해 결국 수명이 제한됩니다.

용량성 엔코더는 더 나은 정확성과 내구성을 제공합니다

정전식 엔코더는 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다: 로터, 고정된 송신기, 고정된 수신기. 로터는 사인파 패턴을 포함하며, 로터가 회전하면서 송신기의 고주파 참조 신호가 예측 가능한 방식으로 변조됩니다. 이 엔코더는 수신 보드의 정전 용량 리액턴스(Reactance) 변화를 감지하고, 이를 디모듈레이션 알고리즘을 사용하여 회전 운동의 증가로 변환합니다. 정전식 엔코더는 광학식 엔코더보다 내구성이 강하고, 다양한 환경 오염물질을 견딜 수 있으며, 진동과 극한 온도에 훨씬 더 잘 버틸 수 있습니다. 또한 LED를 사용하지 않기 때문에 정전식 엔코더는 광학식 엔코더에 비해 더 긴 수명, 더 작은 크기, 그리고 더 낮은 전류 소비량(6~18mA)을 가집니다. 자기 간섭과 전기 잡음의 영향을 받지 않으며, 자기식 엔코더만큼 견고하지만, 더 높은 정확도와 해상도를 제공합니다.   정전식 엔코더의 디지털 특성을 고려할 때, 정전식 엔코더는 더 큰 유연성을 제공하여 사용자가 엔코더의 해상도를 변경할 수 있도록 합니다. 다른 기술을 사용할 경우, 해상도는 엔코더 디스크에 의해 결정되므로, 다른 해상도가 필요할 때마다 광학식 또는 자기식 엔코더를 교체해야 합니다. 정전식 엔코더에서 프로그래밍 가능한 해상도는 시스템 최적화(특히 PID 제어 루프 설계 시)에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 단일 제품 모델이 다양한 응용 프로그램에서 사용될 수 있도록 하여 재고를 줄이는 데도 기여합니다. 정전식 기술은 또한 BLDC로 교환된 엔코더의 인덱스 펄스와 정렬을 디지털로 설정할 수 있게 하고, 내장된 진단 기능을 통해 디자이너가 현장에서 빠르게 문제를 해결할 수 있도록 시스템 데이터를 이용할 수 있게 합니다.   시스템 요구 사항에 상관없이, 정전식 엔코더는 광학식 또는 자기 감지 기술에 대한 다재다능하고 비용 효율적이며 신뢰할 수 있는 대안을 제공합니다. 정전식 엔코딩은 어떠한 환경 조건에서도 정확성과 신뢰성 면에서 우수한 성능을 제공할 뿐만 아니라, 고유한 디지털 작동 방식을 통해 프로그래밍 가능성과 향상된 진단 기능을 제공하면서도 기존 엔코더 기능성과의 호환성을 유지합니다.

유연한 해상도 프로그래밍은 재고를 줄일 수 있습니다

2006년 Same Sky가 최초 세대의 정전용량 엔코더를 도입한 이래로, AMT 시리즈는 높은 신뢰성과 정확성을 입증했으며 광학 및 자기 기술에서 발생하는 많은 응용 문제를 해결할 수 있었습니다. 정전용량 감지 기술을 사용하여 Same Sky의 증분형, 절대형, 그리고 교환형 AMT 모듈형 엔코더는 정확성을 저하시키지 않으면서도 매우 내구성이 뛰어난 솔루션을 제공합니다. AMT 시리즈는 최대 22개의 프로그래밍 가능한 분해능을 제공하며, -40℃에서 125℃의 온도 범위에서 작동하여 엔지니어들이 시제품 설계 과정에서 더 큰 유연성을 누릴 수 있게 하고 구매 관리자들이 생산 중 필요한 사양의 수를 크게 줄일 수 있도록 돕습니다.

Same Sky는 브러시리스 DC 모터를 위한 표준 증분 인코더, 절대값 인코더, 및 정류 인코더의 다양한 제품을 제공합니다. Same Sky의 AMT 인코더는 방사형 및 축방향 구성으로 제공되며, 단일 종단, 차동 라인 드라이버, SSI, SPI, RS-485 등 다양한 출력 신호 유형을 지원합니다. Same Sky의 AMT 인코더 제품군은 거의 모든 응용 프로그램의 요구를 충족할 수 있는 다양한 선택 옵션을 제공합니다.   AMT 인코더 제품군은 기본 기술의 특성으로 인해 매우 견고하며, 이는 유리 디스크에 부착된 먼지나 입자로 인해 광 신호에 쉽게 간섭을 받거나, 시간 경과에 따라 LED가 쉽게 손상되는 광학 인코더와는 다릅니다. AMT 인코더는 전계 용량 기술을 사용하므로 LED 또는 가시선 조건이 필요하지 않습니다. 산업 환경에서 흔히 발생하는 먼지, 기름때 등도 AMT 인코더에 영향을 미치지 않으며, 이는 장치를 오일로 밀봉해야 하는 모터 또는 기어 조립에 사용하기에도 매우 적합합니다.   또한, AMT 인코더는 광학 인코더의 유리 디스크를 필요로 하지 않으며, 낙하, 진동 또는 충격과 같은 요인으로 인해 효율성이 저하되지 않습니다. AMT 인코더는 마모 구성 요소가 없으므로 회전 수의 제한이 없으며, 이로 인해 더 내구성이 뛰어납니다.

다양한 제품 라인이 다양한 요구를 충족합니다

Same Sky의 AMT 인코더 제품군은 다양한 선택지를 제공하며, 필요에 따라 해상도를 조정할 수 있습니다. 예를 들어, AMT10 또는 AMT10E 인코더마다 뒷면에 4단 DIP 스위치가 있습니다. 사용자는 스위치 위치를 조정함으로써 16개의 해상도 중에서 선택할 수 있습니다. 기타 AMT 시리즈 인코더는 AMT 프로그래밍 케이블과 PC를 사용해 해상도를 조정할 수 있습니다. Same Sky의 AMT Viewpoint™ 소프트웨어는 해상도, 회전 방향, 모터 폴 페어(motor pole pairs), 영점 위치 등의 시리즈별 사양을 사용자에게 맞게 구성할 수 있도록 지원합니다. AMT Viewpoint는 고객이 파형 플롯과 계산된 펄스 폭 값을 확인할 수 있도록 도움을 주며, 해상도를 선택할 때 자동으로 조정됩니다. 모든 AMT 인코더는 고객 맞춤형 주문에 따라 사전 설정된 어떤 해상도든 사용자화 가능합니다.   Same Sky는의 AMT10 및 AMT10E 시리즈, AMT11, 20, 21, 22, 23, 31 시리즈, AMT12 시리즈, AMT13 및 33 시리즈 정전용량 인코더를 제공합니다.

결론

자기 및 광학 엔코더와 비교할 때, 정전 용량 방식 엔코더는 더 높은 정확도와 해상도, 더 높은 내구성 등과 같은 특징을 갖추고 있습니다. 이러한 엔코더는 가혹한 공장 환경에서 사용하기에 매우 적합합니다. Same Sky는 다양한 시리즈의 정전 용량 방식 엔코더를 소개하며, 이는 실제 응용에서 다양한 요구를 충족시키고 추가로 이해할 가치가 있습니다.