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Codificador rotativo incremental: Conhecimento completo que você precisa saber

Na onda de digitalização e automação, os encoders rotativos incrementais desempenham um papel fundamental. Este artigo se aprofundará nos princípios, tipos e cenários de aplicação real dos encoders incrementais para ajudá-lo a entender melhor essa importante tecnologia.

Codificador rotativo incremental

Índice

O que é um codificador rotativo incremental?

Codificadores rotativos incrementais são sensores que podem converter a velocidade de rotação, a direção do movimento e o deslocamento de objetos rotativos ou em movimento linear em sinais de pulso que podem ser transmitidos e armazenados.

Princípio de funcionamento do codificador rotativo incremental

O princípio de funcionamento do codificador incremental é contar o sinal recebido do cabeçote de detecção óptico ou magnético de acordo com as faixas ou lacunas no disco, medindo assim a distância e a direção de rotação ou deslocamento. Quando o disco do codificador gira, o cabeçote de detecção óptica gera sinais de pulso à medida que as listras ou lacunas se movem. Cada pulso representa um determinado ângulo de rotação do disco do codificador. Os codificadores incrementais geralmente têm dois sinais de saída, a saber, sinais de fase A e de fase B. Ao contar os sinais de fase A e fase B e medir a diferença de fase, é possível calcular o ângulo de rotação ou a distância de deslocamento linear do objeto medido.

Tipos de encoders rotativos incrementais

De acordo com as diferenças no princípio de funcionamento, há três tipos de codificadores rotativos incrementais: magnético, óptico e mecânico. A seguir, as descrições de cada tipo:

Codificador magnético rotativo incremental

Codificador magnético rotativo incremental

Codificador incremental magnético: O codificador incremental magnético usa linhas de força magnéticas para gerar sinais de pulso. Na roda giratória do codificador, as mudanças alternadas nas linhas do campo magnético são detectadas e convertidas em sinais de pulso.

Em comparação com os codificadores ópticos incrementais tradicionais, os codificadores magnéticos incrementais não precisam de um disco de código e de uma fonte de luz, têm menos componentes e uma estrutura de detecção mais simples. Ao mesmo tempo, o próprio elemento hall também tem muitas vantagens, como: estrutura sólida, tamanho pequeno, peso leve, vida útil longa, resistência à vibração e não tem medo de poluição ou corrosão por poeira, óleo, vapor de água, névoa salina etc.

Codificador rotativo óptico incremental

Estrutura de um codificador rotativo

Codificador incremental óptico: Esse codificador usa princípios ópticos para gerar sinais de pulso. A luz passa por uma grade em uma roda rotativa do codificador, criando áreas claras e escuras alternadas, gerando assim um sinal de pulso.

Codificador rotativo mecânico incremental

Codificador incremental mecânico: O codificador incremental mecânico usa contato mecânico para gerar sinais de pulso. Quando o corpo do codificador gira, os pontos de contato deslizam sobre a folha condutora de metal, gerando assim um sinal de pulso.

Código arduino do codificador rotativo incremental

Um codificador rotativo incremental ABZ oferece três canais: A, B e Z (também conhecido como canal de índice). Os canais A e B são usados para determinar a posição e a direção, exatamente como em um codificador AB padrão. O canal Z fornece um único pulso por rotação e é frequentemente usado para uma posição "inicial" ou "zero".

Aqui está um trecho de código simples do Arduino para ler um codificador rotativo incremental ABZ:

// Definir conexões de pinos do codificador e valores iniciais
const int encoderPinA = 2;

// Conectado ao pino do canal A no codificador
const int encoderPinB = 3;

// Conectado ao pino do canal B no codificador
const int encoderPinZ = 4; // Conectado ao pino do canal Z no codificador (Índice)
volatile int encoderPos = 0; // Contador de posição
int lastReportedPos = 0; // Última posição relatada
int aState;
int aLastState;

void setup() {
// Configurar monitor serial
Serial.begin(9600);

// Configurar os pinos do codificador como entradas
pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP);
pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);
pinMode(encoderPinZ, INPUT_PULLUP);

// Ler o estado inicial do encoderPinA
aLastState = digitalRead(encoderPinA);

// Anexar interrupções
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), readEncoder, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinZ), resetEncoder, RISING);
}

void loop() {
// Verificar se a posição foi alterada desde o último relatório
Se (lastReportedPos != encoderPos) {
Serial.print("Posição: ");
Serial.println(encoderPos);
lastReportedPos = encoderPos;
}
}

// Função de interrupção para leitura dos canais A e B do codificador
void readEncoder() {
aState = digitalRead(encoderPinA); // Lê o estado "atual" do encoderPinA
// Se o estado anterior e o atual do encoderPinA forem diferentes, isso significa que ocorreu um pulso
Se (aState != aLastState) {
// Se o estado do canal B for diferente do estado do canal A, isso significa que o codificador está girando no sentido horário
Se (digitalRead(encoderPinB) != aState) {
encoderPos++;
} else {
encoderPos-;
}
Serial.print("Posição = ");
Serial.println(encoderPos);
}
aLastState = aState; // Atualiza o estado anterior do codificador com o estado atual
}

// Função de interrupção para leitura do canal Z do codificador (Índice)
void resetEncoder() {
encoderPos = 0; // Redefine a posição do codificador para zero
Serial.println("Índice detectado, posição redefinida para zero");
}

Como usar esse código Arduino

  1. Conecte os canais A, B e Z do codificador rotativo incremental ABZ aos pinos 2, 3 e 4 do Arduino, respectivamente.
  2. Carregue o código em seu Arduino.
  3. Abra o Monitor serial para visualizar a posição do codificador e as redefinições de índice

Codificador rotativo incremental vs. absoluto

Há 14 diferenças entre um codificador rotativo incremental e absoluto. As tabelas abaixo mostram todas as diferenças entre eles:

Aplicações de encoders incrementais

Aplicações de encoders rotativos incrementais

Linhas de produção automatizadas: Nas linhas de produção automatizadas, os codificadores incrementais são usados para medir e controlar a posição das máquinas. Por exemplo, em uma linha de montagem, os codificadores podem controlar com precisão a posição dos componentes para garantir a montagem correta.

Robótica: Os codificadores incrementais desempenham um papel importante na robótica, fornecendo feedback de movimento preciso para que os robôs possam controlar com precisão seus próprios movimentos.

Controle de servo motor: Os servomotores exigem um feedback preciso da posição para um controle preciso. Os codificadores incrementais são um componente fundamental para fornecer esse feedback,

Conclusão

Os encoders incrementais são uma parte importante das aplicações industriais e de automação modernas. Com uma compreensão aprofundada dos princípios, tipos e aplicações dos encoders incrementais, podemos entender melhor sua importante função em vários cenários de automação industrial. Embora existam alguns desafios, com o avanço contínuo da tecnologia, temos motivos para acreditar que os encoders incrementais desempenharão um papel mais importante no futuro e promoverão o progresso no campo da automação industrial. Esperamos que este artigo tenha ajudado você a entender melhor os encoders incrementais e despertado seu interesse por essa importante tecnologia.

Imagem do Shon Xu

Shon Xu

"Olá, sou o autor deste artigo e o proprietário da Lorentzzi. Tenho quase 10 anos de experiência na venda de produtos de automação industrial, com especialização em serviços B2B. Se você tiver alguma dúvida, fique à vontade para me perguntar!"

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