Cuando se implementa correctamente, la retroalimentación posicional puede permitir que múltiples actuadores se muevan juntos de manera sincrónica, utilicen posiciones de memoria preestablecidas y se desplacen con mayor exactitud y precisión. Tanto los codificadores ópticos como los sensores de efecto Hall son populares para leer la retroalimentación posicional de un motor con buena precisión; sin embargo, cada opción de retroalimentación ofrece diferentes beneficios que pueden favorecer a determinadas aplicaciones más que a otras. Este artículo comparará los aspectos importantes de los codificadores ópticos y los sensores de efecto Hall, como cómo funcionan, sus aplicaciones populares y sus ventajas y desventajas para ayudarle a determinar qué opción de retroalimentación funciona mejor para sus necesidades.
Explorando codificadores ópticos: funciones y aplicaciones
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Los codificadores ópticos son un tipo de dispositivo de retroalimentación para medir la posición del eje de un motor que utiliza fotosensores para detectar los haces de luz que pasan a través de las ranuras de un disco giratorio interno. Un fotosensor actúa como receptor, generando un pulso eléctrico cada vez que la luz pasa a través de las marcas transparentes de una ranura que con el tiempo crea una forma de onda cuadrada al contar la cadena de pulsos.
Al contar estos pulsos, un controlador externo independiente puede realizar un seguimiento de información como la posición actual del motor, la velocidad y el número de revoluciones completadas. Esto proporciona retroalimentación precisa que luego puede usarse para controlar el movimiento de un motor que impulsa un actuador lineal . Dados sus altísimos niveles de precisión y velocidad, los codificadores ópticos son dispositivos de retroalimentación populares en casos de uso como:
- sistemas de tomografía computarizada
- Equipo de laboratorio
- Dispositivos médicos
- Espectrómetros
- Centrífugas
Ventajas y limitaciones de los codificadores ópticos
Beneficios
- Alta resolución: Los codificadores ópticos pueden proporcionar una resolución muy alta, lo que permite una detección de posición precisa.
- Precisión: Los codificadores ópticos ofrecen una precisión muy alta en la detección de posición, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren mediciones precisas.
- Sin contacto: la detección basada en luz no requiere contacto físico entre el codificador y el elemento sensor, lo que reduce el desgaste y aumenta la vida útil de los codificadores ópticos.
- Alta velocidad: los codificadores ópticos pueden funcionar a altas velocidades, lo que los convierte en opciones ideales para aplicaciones que requieren una detección de posición rápida sin comprometer la precisión.
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Desventajas
- Susceptible a factores ambientales: la “línea de visión” de las fuentes de luz de los codificadores ópticos puede verse afectada por el polvo, la suciedad y otros factores ambientales antes de llegar al receptor interno, lo que puede reducir su exactitud y precisión .
- Instalación compleja: Los codificadores ópticos requieren una alineación e instalación cuidadosas para garantizar lecturas precisas, lo que puede ser un proceso desafiante y que requiere mucho tiempo.
- Fragilidad: en comparación con otros tipos de mecanismos de retroalimentación, los codificadores ópticos están diseñados con discos de vidrio delgados y plásticos que son más frágiles y propensos a dañarse cuando se someten a tensiones mecánicas o vibraciones.
Profundizando en los sensores de efecto Hall: principios y usos
La teoría del efecto Hall, Edwin Hall (quien descubrió el efecto Hall), afirmó que siempre que se aplica un campo magnético en una dirección perpendicular al flujo de corriente eléctrica en un conductor, se induce una diferencia de voltaje. Este voltaje se puede utilizar para detectar si un sensor de efecto Hall está cerca de un imán. Al colocar un imán en el eje giratorio de un motor, los sensores de efecto Hall pueden detectar cuando el eje está paralelo a ellos. Usando una pequeña placa de circuito, esta información se puede generar como una onda cuadrada similar a los codificadores ópticos.
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Es común que las placas de circuito de efecto Hall tengan 2 sensores, lo que da como resultado una salida en cuadratura donde dos señales subirán y bajarán a medida que el motor eléctrico gira con una diferencia de fase de 90° entre ellas. Al contar estos pulsos y ver cuál llega primero, puedes saber en qué dirección gira el motor. La frecuencia de estos pulsos difiere entre nuestra gama de diferentes actuadores lineales eléctricos pedidos a medida; sin embargo, nuestro PA-04-HS ofrece retroalimentación de sensor de efecto Hall lista para usar. La buena precisión combinada con la robustez de los dispositivos con sensores de efecto Hall los hace populares para casos de uso como:
- Aplicaciones automotrices
- Escritorios ergonómicos para el hogar y la oficina.
- Seguimiento solar y energías renovables.
- Aplicaciones marinas
- Sistema de elevación industrial/de servicio pesado
Fortalezas y debilidades de los sensores de efecto Hall
Beneficios
- Detección sin contacto: Los sensores de efecto Hall tampoco requieren contacto físico con su elemento de detección Hall, lo que reduce el desgaste y aumenta la vida útil del dispositivo.
- Robustez: Los sensores de efecto Hall son más robustos y resistentes a factores ambientales como el polvo, la suciedad y la vibración, lo que aumenta su confiabilidad general en aplicaciones con condiciones operativas adversas.
- Instalación sencilla: los sensores de efecto Hall son relativamente fáciles de instalar y requieren menos alineación en comparación con los codificadores ópticos.
- Menor costo: los sensores de efecto Hall generalmente tienen un precio más asequible en comparación con los codificadores ópticos.
Desventajas
- Menor resolución: los sensores de efecto Hall suelen tener una resolución más baja en comparación con los codificadores ópticos, lo que puede causar limitaciones en su idoneidad para aplicaciones que requieren una precisión muy alta.
- Velocidad limitada: los sensores de efecto Hall tienen más limitaciones en términos de la velocidad máxima a la que pueden detectar con precisión la posición.
- Interferencia magnética: Los imanes internos de los sensores de efecto Hall pueden verse afectados por la interferencia magnética del exterior, lo que afecta la precisión y confiabilidad de la retroalimentación en ciertos entornos.
- Sensibilidad a la temperatura: las propiedades magnéticas de los sensores de efecto Hall pueden verse afectadas debido a las variaciones de temperatura, lo que puede requerir compensación o calibración adicional en aplicaciones con grandes cambios en el rango de temperatura.
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EN RESUMEN
Los codificadores ópticos y los sensores de efecto Hall son opciones populares para leer la retroalimentación posicional; sin embargo, debemos ser conscientes de sus diferencias, especialmente sus ventajas y desventajas. Al elegir entre codificadores ópticos y sensores de efecto Hall , es importante encontrar el equilibrio adecuado entre precisión, durabilidad, complejidad y precio que mejor se adapte a sus necesidades.
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