Codificadores pticos Rotativos

Codificadores Rotativos pticosNo concordo com o acordo ortogrficoOptical Rotary Encoders

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus Timteon1AutomaoUm dos primeiros sistemas automticos que se conheceSistema automtico de abertura dos portes Heron em Alexandria (10-70 DC).

http://www.mlahanas.de/Greeks/HeronAlexandria-Dateien/heron_ani.gifAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo09-02-2013DAE2Automao

Substituir o homem em tarefas de mquinas.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo09-02-2013DAE3Sensor: Um sensor geralmente definido como um dispositivo que recebe e responde a um estmulo ou um sinal. Normalmente, os sensores so aqueles que respondem com um sinal elctricos um estmulo ou um sinal.Transdutor: Um transdutor por sua vez um dispositivo que converte um tipo de energia em outra no necessariamente em um sinal elctrico. Circuito condicionador de sinaisMuitas vezes um sensor composto de um transdutor e uma parte que converte a energia resultante em um sinal elctrico ou electrnico.Actuador: converte um sinal elctrico numa sada fsica.TermosControle: Ramo do conhecimento que estuda maneiras sistemticas de descrever sistemas e de sintetizar aces tais que esses sistemas se comportem de maneira previamente determinada. Fonte: Enciclopdia da AutomticaAutomao: Sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano em favor da segurana das pessoas, da qualidade dos produtos, da rapidez da produo, da reduo dos custos e de uma maior flexibilidade.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo09-02-2013DAE4Actuadores: dispositivos que modificam a varivel controlada. Actuam sobre uma grandeza fsica do processo, atendendo a comandos que podem ser manuais ou automticos. Vlvulas, cilindros, rels, motores, solenoidesSensores: dispositivos sensveis a alguma forma de energia, relacionada com uma grandeza que se pretende medir.Energia luminosa, trmica, cinticaIntensidade luminosa, temperatura, presso, velocidade

Sensores vs Actuadores.....

Controlador: componente que une o resultado da leitura dos elementos sensores com os objectivos de controlo e manipula os elementos actuadores, implementando alguma lgica de controlo.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo09-02-2013DAE56

Sinais Analgicos vs Sinais digitaisSinais: Sistema analgico: um tipo de sinal contnuo que varia em funo do tempo. - O mundo composto por fenmenos analgicos.

Sistema digital: um sinal com valores discretos (descontnuos) no tempo.O que fazemos representar os fenmenos analgicos de forma digital.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoControlo Manual

Entrada de VaporEntrada de gua friaSada de gua quenteCorrecoComparaoMedioProcesso: dispositivo ou uma transformao que se deseja controlar.Controlar um processo significa actuar sobre ele, ou sobre as condies a que o processo est sujeito, de modo a atingir algum objectivo.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoControlo dinmico vs controlo lgico.O controlo dinmico procura estabelecer o comportamento esttico e dinmico dos sistemas fsicos, tornando-os mais obedientes aos operadores e mais imunes as perturbaes dentro de certos limites.Utiliza medidas das sadas do sistema a fim de melhorar o seu desempenho operacional, atravs de realimentao negativa (malha fechada), controlo preditivo, no linear, adaptativo, robusto. Possui um incalculvel poder tecnolgico, permitindo o aperfeioamento de processos, aumento de velocidade e preciso. caracterstico da automao industrial de controle de processos (automao continua), sendo tradicionalmente empregado o controle do tipo P + I + D (proporcional + integral + derivativo), entre outras escolhas.

RefernciaErro MedidoControladorSistemaSensorMedida da sadaSada do sistema

Varivel de ProcessoValor desejado(para a Varivel de Processo)VarivelManipuladaEntradas doProcessoSadas doProcessoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoControlo dinmico vs controlo lgico.O Controlo lgico complementa os sistemas lgicos permitindo que eles respondam a eventos externos ou internos de acordo com novas regras que so desejveis de um ponto de vista utilitrio. Utiliza sinais sempre discretos em amplitude, geralmente binrios, e operaes no lineares e se apresenta na forma de circuitos (elctricos, hidrulicos, pneumticos, etc. de redes lgicas combinatrias (sem memrias ou temporizaes) cujos projectos so construdos com lgebra booleana (descreve, analisa e simplifica as redes com auxilio de Tabelas da Verdade e Diagramas de reles) ou em redes sequenciais (com memria, temporizadores e entrada de sinais em instantes aleatrios) cujo projecto utiliza a teoria dos autmatos finitos, redes de Petri, cadeias de Markov ou em simulaes por computador.Os dois tipos de controlo (dinmico e lgico), so usados em propores extremamente variveis, conforme o processo, e misturam-se nos controladores lgicos programveis (CLPs) e PCs. No entanto, as teorias do controle dinmico e do controlo lgico desenvolvem-se independentes uma da outra. O controle dinmico busca evitar a instabilidade do sistema, enquanto o controle lgico procura evitar o conflito ou a parada total da evoludo dos sinais.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoControlo dinmico vs controlo lgico.

Controlo lgicoExemplo de aplicao: botes de segurana numa prensa de alavanca.Controlo dinmico

Circuito diagrama de enchimento automtico de tanque.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoSensor analgico vs Sensor digitalSensor Analgico: Pode assumir qualquer valor, no seu sinal de sada, ao longo do tempo, desde que esteja dentro da sua faixa de operao.Sensor Digital: Assume apenas 2 valores de sada ao longo do tempo, que podem ser interpretados como 0 e 1.Caractersticas Importantes dos sensoresSensibilidade.Exactido.Preciso.Gama de valores.Velocidade de Resposta.ndice de proteco.Custo.Calibrao. Dimenses. etc.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoO que so?Codificadores (Encoders) Rotativos So apenas alguns dos nomes mais comuns para a funo de medio do Encoder. Comum para todos os codificadores rotativos (tambm existem codificadores lineares), que eles rodam e a sua sada a informao sobre a rotao. Um Encoder ou Codificador Rotativo, um sensor de posio angular de um veio.Encoders: so apresentados sob diversas formas - e sob muitos nomes diferentes.Encoder incremental,Encoder Absoluto,Encoder Rotativo,Gerador de Impulsos Rotativongulo Incremental.O ngulo total desde o ponto de ndice.O nmero total de voltas.A velocidade instantnea.Que informaes acerca da rotao?A velocidade mdia.Acelerao angular.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoO que so? (Cont.)Codificadores (Encoders) Rotativosngulo incremental a mudana desde a ltima medio.

RefernciaAnteriorltimanguloIncremental

ngulo total desde o ponto de referncia ( ndice ).nguloTotalNmero de Voltas. Contadas desde quando?Contadas em que direo?Movimento acumulado?Movimento em rede?

Tudo depende. No h respostas bvias para estas perguntasAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoO que so? (Cont.)Codificadores (Encoders) RotativosA velocidade mdia, a velocidade (em RPM, RPS, radianos / s ou impulsos / segundo), que se obtm quando se mede por um intervalo de tempo.Isso depende. Em um carro que pode ser um minuto. Numa mquina de papel pode ser dez segundos. Depende da aplicao. No h regras gerais. Ele pode ser at uma hora. Ou qualquer coisa, realmente.Que Intervalo?Velocidade instantnea: a velocidade medida ao longo de um intervalo de tempo infinitamente curto.Matematicamente, a definio : = lim d / dt (dt ... 0)O problema que: quando o tempo fica muito curto, no h impulsos para contar.Assim, o intervalo geralmente muito mais do que zero. Geralmente dezenas de milissegundos ou mesmo centenas de milissegundos.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoO que so? (Cont.)Codificadores (Encoders) RotativosO problema com os tempos curtos, fica aqui ainda mais crtico. Isto porque o resultado a diferena, entre as duas diferenas. No se pode ter tempos muito curtos ou sua resoluo vai-se. Soluo: Mais PPR (ou tcnicas recprocas).A acelerao: a variao de velocidade entre duas medies. = lim d / dt (dt ... 0) o smbolo de ngulo, graus ou radianos. o smbolo de velocidade, RPM ou rad / s. o smbolo para a acelerao, rad/s2.So utilizados alguns smbolos gregos. Estes so os smbolos mais comuns na Europa, e nos EUA. De notar que estes smbolos e unidades so utilizados para movimento de rotao. O movimento linear usa s, v e a para comprimento, velocidade, e acelerao.O uso padro o seguinte:Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoPorqu Encoders?Codificadores (Encoders) RotativosOs Sistemas de accionamento tm propriedades diferentes. A maioria deles so menos do que o ideai, e necessitam de manter os codificadores a acompanhar a velocidade real dos mecanismos ( motores). Entre as drives eltricas AC, umas so assncronas e outras sncronas, havendo tambm drives DC. Todas as outras drives so mais ou menos imperfeitas. A tolerncia de velocidade em percentagens. tambm dependente da carga...A nica drive que no precisa de um sensor de velocidade a sncrona. Ele sempre fica locado frequncia actual da drive, que j conhecida pelo o inversor.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoPorqu Encoders?Codificadores (Encoders) RotativosO sensor de velocidade (encoder ou taco gerador) necessrio para dar o feedback da velocidade real para o controlador, que ajusta sua sada, para trazer o sistema para a velocidade ajustada (" velocidade de referncia ").

Usando um bom codificador e um bom sistema de controlo, possvel atingir velocidades com tolerncias abaixo de 0,01 por cento do valor final. Esttica.Contagem dinmica tambm. Ento precisamos de informaes rapidamente. O feedback necessrio uma vez a cada 10 milissegundos, ou muitas vezes ainda mais rpido.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoPorqu Encoders?Codificadores (Encoders) Rotativosusos principais so:Medio pura para fins de vigilncia ou de registo.Como um elemento de feedback para melhorar o desempenho de um motor hidrulico, um motor AC ou DC, em conjugao com um controlador adequado.ConclusoOs Codificadores so necessrios para medir a velocidade de rotao e / ou o ngulo de rotao.Os Codificadores (Encoders) so encontrados em todas as mquinas onde a velocidade crtica e precisa ser controlada ou supervisionada.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo

O que so Encoders?Codificadores (Encoders) RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE19Tipos de Encoders mais usuaisRotativos

Incrementais

Magnticos

AbsolutosClassificao de Encoders Rotativos

pticos

ResistivosSem veio

Magneto-ResistivosO corao de um codificador a maneira que ele fornece informaes - que o sistema do codificador. O sistema do codificador toma a informao da posio e de velocidade e, em seguida, fornece um sinal que enviado para a aplicao. O tipo de sistema classificado pelo mtodo como a informao de controle determinada. Existem duas categorias principais: Codificadores pticos, e os codificadores magnticos.Com veioAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Os Sensores rotativos (Encoders), fornecem informaes crticas (feedback), aos sistemas de controlo de accionamento do motor na actuao duma mquina CNC (fresa), em elevadores, etc,.. Em eixos rotativos:Direco.Rotao. Posio.Velocidade.Comutao.Classificao de EncodersCodificadores (Encoders) e Resolvers so os dois tipos mais populares de sensores rotativos. Muitas vezes os termos so usados como sinnimos, mas eles so muito diferentes!Os Encoders so digitais por natureza, os Resolvers so analgicos.Encoders contm parte electrnica enquanto Resolvers exigem uma interface R / D externo. Excepo codificador de fibra ptica que passivo).Encoders podem ser internamente pticos ou magnticos, mas as opes de sada so as mesmas (incremental, SSI, analgico, Fieldbus, etc).Potencimetros so outro tipo de sensor rotativo, mas pouco considerado devido a preocupaes de fiabilidade.RVDTs, e sistemas sincro, tambm so outra possibilidade.CNC - Computer Numerical Control SSI - Synchronous Serial Interface R/D interface Resolver/Digitar interfaceAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Tipos de Encoders RotativosCodificadores Mecnicos: Muito baixo custo, baixa resoluo. Geram cdigo de sada, abrindo ou fechando um circuito (On/Off) . Na maioria das vezes utilizado como painel de controlo, como o volume de um rdio de carro.

Codificadores pticos: Baixo a alto custo, codificadores de baixa para alta resoluo que geram cdigo de sada atravs de luz de infravermelhos e fototransistor. o tipo mais comum de codificador rotativo, sendo utilizados como painel controlo em aplicaes de preciso ou construdos em dispositivos eletrnicos de controlo de movimento.

Codificadores Magnticos: codificadores de resoluo mdia, de custo mdio alto custo, que geram o cdigo de sada por deteco de alteraes nos campos de fluxo magntico. A maioria das vezes utilizado em ambientes adversos. Resistente a contaminantes no ar.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Codificadores de fibra ptica: So codificadores de alto custo e de alta resoluo que geram o cdigo de sada usando um laser e fototransistor. Mais frequentemente so utilizados em aplicaes prova de exploso, onde existam gases extremamente inflamveis.Tipos de Encoders Rotativos (Cont.)Codificadores capacitivos: So codificadores de baixo custo, de baixa a alta resoluo, que geram o cdigo de sada atravs da deteco de mudanas na sua capacitncia, utilizando um sinal de referncia de elevada frequncia. so relativamente novos em comparao com os outros tipos de codificadores rotativos. A tecnologia tem sido usada h anos em paqumetros digitais e provou ser altamente confivel e precisa.

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RefernciaComparadorControladorEnergiaActuadorProcessoSensor

Classificao do Encoders pticos

MotorDiscoRotativo

Motor DCCremalheiraCarretoLinearUm codificador ptico (encoder), um dispositivo electromecnico usado para fornecer feedback de sinais para aplicaes de controlo de movimento.Varivel a MedirErroInterfernciaVarivelManipuladaVarivelControladaFeedback Sentido de rotao. Posio. Velocidade.Estes sinais de feedback podem representar os seguintes tipos de informaes sobre os mecanismos :

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Para controlo da posio, a melhor localizao para o dispositivo de retorno (feedback), na carga. Os erros de posio criados pelas engrenagens mecnicas e pelas variaes ou deslizamento das cargas podero assim ser eliminados.Classificao do Encoders pticos

RefernciaComparadorControladorEnergiaActuadorProcessoSensorVarivel a MedirErroInterfernciaVarivelManipuladaVarivelControladaFeedback

Codificador Reflectivo CargaMotion feedbackAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders Encoders pticos Rotativos+5V1Fonte de Luz4Circuito Condicionador de Sinais2Sensor de luz3Disco pticoBasicamente os Encoders pticos tm 4 elementos principais:ComposioSensores e Transdutores pticosPrincipal caracterstica: Ausncia de cabos metlicos e outras ligaes fsicas entre transmisso e recepo de sinais.Aplicaes: contagem de peas, medio de velocidade, medio de deslocamento, sistemas de segurana, comunicao de dados entre muitos outros. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders A fonte de luz: tipicamente um diodo emissor de luz (LED). Em vez de produzir uma luz visvel para os seres humanos, transmite normalmente luz infravermelha (IR).1Sensor de luz: O sensor de luz um fototransistor. Uma vez que o sensor sensvel energia infravermelha emitida pela fonte de luz, a luz ambiente tem um efeito mnimo sobre o sensor.2

Disco ptico: O disco colocado entre a fonte de luz e o sensor. Ele est ligado ao veio a ser medido, de modo que o eixo e o disco rodam em conjunto.3Disco CodificadoVeio a medirFotosensorFonte LEDrea transparenterea opaca Encoders pticos RotativosComposio e funcionamento medida que o disco rodado, alternadamente a luz passa atravs das aberturas translcidas ou bloqueada pelas regies opacas entre as ranhuras.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosComposio e funcionamento (Cont.)+5VSchmitt TriggerR - de CargaFototransistorO fototransistor est ligado a um circuito condicionador de sinais.O circuito condicionador de sinais: consiste de uma resistncia de carga e um schmitt trigger.4

5V 0V 0V 0V Com luz presente:Quando a luz passa atravs de uma ranhura do disco, ocorrem as seguintes condies:O transistor ligado. Uma vez que tem resistncia mnima, a queda de tenso atravs do transistor est prximo de 0 volts.O potencial de 0 volts no colector do transistor alimentado para a entrada da bscula Schmitt, o que resulta num potencial de 0-volts na sua sada. Aproximadamente os + 5 volts da fonte de alimentao caiem sobre o resistncia de carga.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosComposio e funcionamento (Cont.)+5VSchmitt TriggerR - de CargaFototransistor5V 0V 0V 0V Com luz bloqueada:Quando a luz bloqueada pela rea opaca entre as ranhuras, ocorrem as seguintes condies:

0V 5V 5V 5V O transistor fica totalmente no corte. Uma vez que actua como uma resistncia infinita, a queda de tenso atravs do transistor perto de +5 volts.O potencial de +5 volts no colector do transistor, alimentada para a entrada da bscula Schmitt, o que resulta num potencial de +5 volts na sua sada.Perto de 0 volts caiem sobre a resistncia de carga, uma vez que no circula qualquer corrente por ela.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE29 Encoders pticos RotativosComposio e funcionamento (Cont.)+5VSchmitt TriggerFototransistorSchmitt Trigger:

A bscula Schmitt Trigger converte os impulsos do fototransistor em ondas quadradas exigidas pelos dispositivos de computao que recebem o sinal de feedback , nos sistemas em anel fechado

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE30

Um disco ligado ao veio a ser medido, colocado entre a luz fonte e um sensor.Conjunto sensor de luzDisco CodificadoEixo a medirreas opacas/transparentesFonte emissora de luz LED/IRComo giram juntos, impulsos de luz do emissor, atingem o sensor de cada vez que uma ranhura no disco est alinhada com o feixe de luz. Cada impulso de luz convertido num impulso electrnico pelo condicionador de sinais.H dois tipos de codificadores pticos (Encoders): Incremental e Absoluto.Princpios de funcionamento Encoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

LED fonte de luzDisco Code rotativoMscara estacionriaClula FotodetectoraCircuito Condicionador de sinais (PCB)

Clula FotodetectoraLED fonte de luzMscara estacionriaDisco Code rotativoEncoders pticos RotativosPrincpios de funcionamentoCodificador ptico IncrementalCodificador ptico AbsolutoOs Codificadores absolutos so semelhantes aos Encoders incrementais com duas importantes excepes: cada posio de um dispositivo absoluto nica, e estes dispositivos no perdem a posio quando a alimentao removida.A maioria dos Encoders incrementais e absolutos usam tcnicas semelhantes de escaneamento ptico. A luz emitida por um LED passa atravs de um disco rotativo e uma mscara estacionria, para produzir uma sada electrnica, a partir de um agrupamento de fotodiodos, de acordo com o padro do disco. Os Encoders incrementais tm um conjunto de faixas para a contagem, e outra para a comutao opcional. O nmero de pares de reas transparentes e opacas espaadas igualmente em torno da borda do disco corresponde resoluo do codificador. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 33

Conjunto do eixo e rolamentos,Disco de impulsos (cdigo),Fonte de luz LED ou IR,Grelha diafragma,Circuito fotodiodo/codificao e Acond .sinaisConector.Diagrama de um Encoder ptico163425

123556

Disco incremental

Encoders pticos Rotativos4Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Tambm conhecido como codificador de quadratura ou codificador rotativo relativo, o mais simples dos dois sensores pticos de posio. A sua sada uma srie de impulsos de onda quadrada, gerada por uma clula fotoelctrica, atravs do disco codificado, com linhas na sua superfcie, espaadas uniformemente, com transparncia (ou reflectora),e escuro, chamadas segmentos, que se move ou roda frente a um feixe de luz. O codificador produz um fluxo de impulsos de onda quadrada, que, quando contados, indica a posio angular do eixo de rotao.Os Encoders incrementais tm duas sadas separadas chamadas "sadas de quadratura". Estas duas sadas esto deslocadas em 90 entre si, com o sentido de rotao do veio a ser determinado a partir da sequncia de sada.O nmero de segmentos transparentes e escuros (faixas ou ranhuras) no disco, determina a resoluo do dispositivo, e aumentando o nmero de linhas do padro aumenta a resoluo por grau de rotao. Discos codificadores tpicos tm uma resoluo de at 256 impulsos ou 8-bits por rotao.Encoders pticosEncoder IncrementalO mais simples Encoder incremental chamado de um tacmetro. Ele tem uma sada de onda quadrada e frequentemente usado em aplicaes unidireccionais em que s a posio bsica relativa ou a informao da velocidade necessria. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder IncrementalEncoders pticos Rotativos

Um disco ligado ao veio a ser medido, colocado entre a luz fonte e um sensor.Conjunto sensor de luzDisco CodificadoEixo a medirreas opacas/transparentesFonte emissora de luz LED/IRComo giram juntos, impulsos de luz do emissor, atingem o sensor de cada vez que uma ranhura no disco est alinhada com o feixe de luz. Cada impulso de luz convertido num impulso electrnico pelo condicionador de sinais.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Um disco de um Encoder incremental mostrado na sua forma mais simples. As ranhuras (sectores) na sua pista so colocadas de forma muito precisa ao redor do exterior do disco.Encoders pticosEncoder IncrementalUma vez que as ranhuras tm a separao de 1, ento, o disco ao rodar produzir 360 impulsos por cada volta completa. Diz-se ento que a resoluo de 1 impulso por grau. Quanto mais ranhuras, maior resoluo.O nmero de impulsos entrados num contador digital, determina o nmero de graus que o disco rodou.Uma nica ranhura, colocada na parte externa (ou interna) do disco, fornece um impulso de indexao que desempenha duas funes. Ela indica cada rotao completa. Ela pode ser usada como ponto de referncia ou posio de repouso.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Condicionador de Sinais

Encoder IncrementalPOWEROFFPOWERONHOMERESET

A desvantagem de um encoder incremental que ele no pode fornecer uma medida de posicionamento absoluto aps o codificador ser desligado assim como em direco .Vamos supor que a posio do eixo de 47 graus, quando aplicada a energia. O contador mostrar um numero aleatrio.Para determinar a posio, necessrio para ir para a posio de referncia, e fazer um Reset ao contador, antes de usar o codificador para posicionamento.Os codificadores de urna s faixa, so normalmente usados para medir as RPMs (rotaes por minuto), de um dispositivo rotativo. A velocidade pode ser determinada de duas formas:-Medindo o intervalo de tempo entre impulsos, ou-Contando o n de impulsos num perodo de tempo.Encoders pticos Rotativos

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE37

A resoluo pode ser melhorada:Encoders pticosEncoder IncrementalCom 720 ranhura teremos uma resoluo de meio grau.Adicionar mais ranhuras (sectores), no entanto limitado pelo tamanho fsico do disco. O mesmo acontece com o aumento do nmero de faixas (Bits) ou aplicar mtodos de extrapolao em quadraturaA frequncia dos impulsos directamente proporcional ao nmero de rotaes no intervalo de tempo, e ao nmero de ranhuras ao longo do disco. Aumentando o nmero de faixas (Bits), tambm se conseguem melhores resolues .

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Os Encoders possuem internamente um ou mais discos (mscaras) perfuradas, que permitem, ou no, a passagem de um feixe de luz infravermelha ou outra, gerado por um emissor que se encontra de um dos lados do disco, e captado por um receptor que se encontra do outro lado do disco, este, com o apoio de um circuito electrnico gera um impulso.A quantidade de impulsos numa volta, nos Encoders rotativos, demonstra a relao impulso/volta do mesmo. Quanto maior for esta relao maior a preciso obtida. Por exemplo, um encoder que gera 50 impulsos por volta teria a seguinte relao angular: 360/50 pulsos = 1 impulso a cada 7,2.Pode-se determinar o sentido da rotao utilizando duas faixas de ranhuras, uma desfasada em 90 em relao outra, sendo assim num sentido a fileira mais prxima do centro estar adiantada em relao outra e no sentido inverso ocorre tambm o inverso.

Encoders pticos RotativosMelhoria da Resoluo:Desta forma, a velocidade ou o posicionamento registado, contando-se o nmero de impulsos gerados.Encoder Incremental Modo em quadraturaAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoEncoders pticosUma maneira de determinar o sentido adicionando uma segunda faixa. Duas faixas, chamadas de A e B, fornecer o trem de pulsos que indica deslocamento. Cada faixa utiliza uma fonte de luz separada e sensor.

Ao discos incrementais so simples, tendo apenas uma faixa compartilhada por dois sensores. Os sensores so montados assim, e os seus sinais em quadratura, esto 90 desfasados um do o outro. Uma ranhura ndice especial fornece uma referncia fixa para a posio do eixo de partida.As faixas esto em quadratura, o que significa que esto desfasadas de 90. 0 resultado que so produzidas duas ondas quadradas contnuas, desfasadas de 90, uma por cada faixa, medida que o codificador roda.

Encoder Incremental Modo em quadraturaAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticosEncoder Incremental Modo em quadratura

Canal A

Canal B

Canal Z Atravs de um mtodo conhecido como descodificao em quadratura, como veremos adiante, podemos detectar numa rotao,2.000 impulsos a partir de um codificador de 500 CPR. Um impulso do Canal A ou B representa 1/2000 de uma revoluo ou 0,18 de rotao.Cada impulso do canal A ou B aumenta o contador em um, quando o codificador est girando no sentido anti-horrio e reduz em um, quando ele est girando no sentido horrio. A contagem de impulsos pode ser convertida em distncia a partir da relao entre o veio do codificador que est acoplado ao veio mecnico, convertendo o movimento do codificador rotativo em medidas lineares. O impulso canal de ndice (Z), ocorre apenas uma vez por volta. Muitas vezes, o canal de ndice usado para inicializar a posio do eixo do codificador . Um motor gira o codificador at que o canal ndice de detectado como um ponto de partida ou referncia, donde qualquer processo automatizado pode comear. O nmero de voltas completas que o Encoder rodou, pode ser lida e gravada. O contador acrescenta uma volta, quando o ndice ocorre durante a rotao anti-horrio e subtrai um por sua vez quando ela ocorre durante a rotao no sentido horrio. Adicionando a contagem de voltas ao nmero de impulsos, consegue-se uma informao precisa e completa das rotaes.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Os Codificadores de quadratura combinam a sada de dois canais de deteco, A e B, produzindo um sinal que regista movimentos quatro vezes menores do que o ciclo de um disco de s uma linha padro.A sada de um codificador de quadratura constituda por dois sinais de deteco de faixas designadas A e B, e um terceiro sinal, Z, que corresponde a uma referncia ou a posio zero.

Encoders pticos RotativosZ*B*A*ZBAEncoder Incremental Modo em quadraturaUm codificador de quadratura diferencial tambm produz os sinais complementares (inversos), para serem usados (no ponto de destino) como termo de comparao com os sinais originais, minimizando assim os erros de transmisso.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Incremental Modo em quadraturaOs Encoders possuem internamente um ou mais discos (mscaras) perfurados, que permitem, ou no, a passagem de um feixe de luz infravermelha, gerado por um emissor que se encontra de um dos lados do disco e captado por um receptor que se encontra do outro lado do disco, este, com o apoio de um circuito eletrnico gera um impulso.

Canal ACanal BCanal Z

EixoDisco TransparenteMscaraLED EmissorConjunto FotodetectorGraduaes Opacas/transparenteAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticosAs faixas esto em quadratura, o que significa que esto desfasadas de 90. 0 resultado que so produzidas duas ondas quadradas contnuas, desfasadas de 90, uma por cada faixa, medida que o codificador roda.AssimOu Assim:Encoder Incremental Modo em quadratura

ZAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosTipos de Sensores pticosSensor de Ruptura de Feixe: Um sensor comum o de ruptura-de-feixe. Nesta configurao o emissor e o receptor so empacotados separadamente. O emissor emite a luz atravs de um espao e o receptor detecta a luz do outro lado. Se o produto passar entre o emissor e o receptor, a luz pra de bater no receptor, dizendo ao sensor que um produto est interrompendo o feixe. Esta provavelmente a modalidade de deteco mais confivel para objetos opacos (no transparentes).LEDDiscoFotodetectoresPCBAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosSensores de Reflexo: Um dos tipos mais comuns de sensores ticos o tipo reflexivo ou de reflexo difusa. O emissor e o receptor de luz so encapsulados na mesma pea. O emissor emite a luz, que incide no produto a ser detectado. A luz refletida retorna ao receptor onde detectada (figura abaixo). Os sensores reflexivos tm menor poder de deteco (alcance) do que outros tipos de sensores ticos porque dependem da luz refletida no produto. No entanto so mais compactos e de menores dimenses. Tipos de Sensores pticosLEDDiscoPCBAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Incremental: Princpio de funcionamentoFoto receptoresIREDLenteDisco de vidro graduadoMarca de refernciaMscaraAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE47Encoders pticos RotativosEncoder Incremental Descodificao em quadratura

Circuito de descodificao para a obteno de contagem para up / Down dos impulsos (Anti/horrio).

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Incremental Descodificao em quadraturaQuando um codificador por especificao tem 500 CPR (ranhuras por rotao), isso significa que cada canal codificador produz 500 impulsos de onda quadrada em uma volta completa. Uma vez que cada ciclo representa quatro estados discretos diferentes, a resoluo do Encoder pode ser aumentada de quatro vezes atravs da descodificao em quadratura. Assim, 2000 PPR (impulsos por revoluo) podem ser obtidos a partir de 500 CPRs (ciclos por revoluo) do codificador.Isto importante para aplicaes de alta preciso. A resoluo mxima para um codificador de quadratura com CPR 500 sem descodificao seria 360 500 = 0,72 . Com decodificao de quadratura, o mesmo codificador atinge uma resoluo quatro vezes mais fina, 360 2000 = 0,18 .Em cada ciclo de onda quadrada de um codificador de dois canais, existem quatro estados discretos. As quatro linhas a tracejado na Figura acima, representam um ciclo de onda quadrada. "Quadratura" O termo deriva do latim quarter que significa "quatro vezes."Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Incremental Modo em quadraturaEncoders pticos RotativosMelhoria da resoluo: factor de interpolaoIncorporando um factor de interpolao, que incorpora os modos de quadratura.Num codificador de duas faixas, h trs modos de quadratura: X1, X2, e X4. o X representa multiplicao.Aqui est um exemplo de como a resoluo pode ser aumentada, usando o mtodo do Modo em quadratura.

Faixa AFaixa Brea opacaRanhura transparente ou reflectoraModo X1Modo X2Modo X4No modo de X1, os circuitos apenas detectam as transies na faixa A. Por conseguinte, o nmero de impulsos produzido numa rotao, igual ao nmero de ranhuras da faixa A.No modo de X2, os circuitos detectam as transies e da faixa A . Assim, um disco com 500 ranhuras, ir produzir 1000 contagens por rotao.No modo de X4, os circuitos detectam as transies e da faixa A e da faixa B. Portanto, um disco de um codificador com 500 ranhuras, vai produzir 2.000 contagens por rotao.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Incremental Modo em quadraturaEncoders pticos RotativosMelhoria da resoluo : factor de interpolaoExiste uma velocidade mxima a que um codificador incremental pode operar.Esta limitao baseada em dois fatores:A velocidade com que o sensor de luz (fototransistor) pode ligar e desligar,A Rapidez com que o circuito de acondicionamento de sinais pode responder frequncia dos impulsos.A seguinte frmula calcula a frequncia produzido por um codificador incremental:Onde: f - Nmero de contagem por segundo S = Nmero de ranhuras numa faixa, IF = Factor de interpolao. 60 - Constante numrica (segundos/minuto).

Suponha que um codificador incremental de dupla faixa com 500 ranhuras por faixa, est girando a 4000 rpm. Se ele opera com um factor de interpolao de 4, quantas contagens faz por segundo?

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Incremental Modo em quadraturaEncoders pticos RotativosDeteco da direco:

Canal A avanado em relao ao canal B

Faixa AFaixa B

Sensor ASensor BNeste exemplo, o canal A lidera B, ou seja, o canal A emite um sinal, antes do canal B. Isto indica que o eixo de rotao no sentido anti-horrio.

Faixa AFaixa B

Sensor ASensor BCanal B avanado em relao ao canal ANeste exemplo, o canal B lidera A, ou seja, o canal B emite um sinal, antes do canal A. Isto indica que o eixo de rotao no sentido horrio.A deteco da direco do eixo muito til e importante para algumas aplicaes. Num rdio, o sentido de rotao do boto de volume diz ao circuito de recepo que deve aumentar ou diminuir o volume. Num equipamento industrial, o sentido de rotao detectado e parado quando um nmero pr-definido de impulsos for recebido numa determinada direco.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

AcwBcwEncoder Incremental Modo em quadraturaEncoders pticos RotativosDeteco da direco: Mscara

DiscoRanhuraLEDFotosensorAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticosEncoder Incremental : TiposDois tiposOffset sensorUm nico disco com janelas opacas e transparentes de mesmo tamanho.Dois sensores de fotodiodo, colocados no mesmo lado com um quarto de distncia entre impulsos (quadratura).Offset trackDois discos iguais, cada um com janelas e regies opacas, colocados frente um para o outro com alinhamento desfasado de um quarto de distncia entre impulsos (Mscara -quadratura).Referncia adicional fotossensora, perto do centro da periferia do disco, para iniciar a contagem.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticosEncoder Incremental : Tipos

9090Disco CodificadoMarca de Referncia1Configurao offset sensor.2Configurao offset track.V1tV2ttV1ReftReference pulse Pick-off1Pick-off2Pick-offAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders rpm == 0.1666 0.1666 = 1 rpm603601060Os Codificadores podem detectar a velocidade, quando o nmero de impulsos de sada contada num perodo de tempo especificado. O elemento tempo tipicamente fornecido por um oscilador interno ou um relgio. O nmero de impulsos por rotao deve tambm ser conhecido.A equao para calcular a velocidade : CPPRrpm = t60Onde:rpm -Rotaes por minuto.C - Nmero de impulsos a contar.t - Intervalo de tempo de contagem.PPR - Impulsos por rotao (ranhuras) ou CPR.60 - Coeficiente nmerico (por minuto).

Exemplo:Se 60 impulsos foram contados em 10 segundos a partir de um codificador de 360 PPRs, qual a velocidade?Resoluo:Toda a contagem de tempo, e os clculos podem ser feitos em tempo real por via electrnica e utilizada para monitorizar ou controlar a velocidade.Encoder Incremental Informao da velocidadeEncoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Os Codificadores podem detectar a distncia percorrida em funo do nmero de impulsos contados. Na maioria das aplicaes, o movimento rotativo convertido em percurso linear pelos componentes mecnicos, como roldanas, engrenagens de accionamento e rodas de traco.No caso de uma mesa de corte, se o dimetro da roda de traco e o PPR do codificador so conhecidos, o percurso linear pode ser calculado:Onde:C - Nmero de impulsos a contar.L - Comprimento do corte.D - Dimetro da roda de traco.PPR - Impulsos por rotao (ranhuras) ou CPR.C = L (p * D) * PPRExemplo:Para um comprimento de corte desejado, de 12 ", assumindo que o dimetro da roda de traco de 8" e um codificador de 2000 PPRs:C = 12 (3.142 * 8) * 2000 = 955Resoluo:A Contagem de impulsos para conseguir alcanar o desejado percurso linear pode ser calculada de uma forma semelhante para os dispositivos que usam deslocamentos em parafusos de esfera, engrenagens ou polias, para converter o movimento rotativo em percurso linear.Encoder Incremental Informao da distnciaEncoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Incremental Posio angular e ResoluoEncoders pticos RotativosPara determinar , temos a contagem de impulsos C, contagem mxima PPR, correspondendo a max ao maior deslocamento. = C. max /PPRSe usarmos um contador digital de resoluo de n bits, temos:PPR = 2 n-1, incluindo 0.PPR= 2 n-1 1, excluindo 0.A resoluo R depende , nmero de ranhuras PPR, e do nmero de bits n utilizados para representar as contagens.Com dois sensores a diodos, e com o circuito de deteco de subidas de impulsos, temos:(R) =p = 3600/ 4PPR . Puramente mecnico.(R) = d = 3600 / 2n Puramente digital.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoEncoder Incremental Posio angular e ResoluoEncoders pticos RotativosTtav=T/nnCadeia de impulsosCiclo de amostragem (clock)Contagem de impulsosNmero de impulsos, n durante o perodo de amostragem T, do processador digital (n tem maior frequncia)tav = T /n,trevl = PPR.T/n, para PPR ranhuras. = / t = 2n / PPR.TN/A em baixas velocidades.

Resoluoc =2/PPR.TMais PPR e menos T aumentam a resoluo.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - IntroduoTempo de impulsom clocks por ranhura ou por 1contagem.tsimples = m*t = m / f , onde f a frequncia do clock (tempo de 1 impulso).trevl =PPR.m / f = / t = 2f / PPRN/A em altas velocidades.c =PPR.2/2f

Mais PPR, e reduzem a resoluo.Mais frequncia de clock, aumenta a resoluo.

mttsimples = m*tCadeia de impulsosclockEncoder Incremental Posio angular e Resoluo (Cont.)Encoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Incremental

Disco incremental de 2 faixas

Faixa AFaixa BFaixa Z

Padres das faixas do disco code IncrementalSada do canal A Sada do canal B Da esquerda para a direita Da direita para a esquerda Desfasamento de 90

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Cobertura exterior e conectorCaixa de RolamentosFotoemissoresAcond. de Sinais (PCB)Conjunto fotoreceptoresDisco Code e conjunto do veio

Composio

Encoders pticos Rotativoshttp://www.usdigital.com/products/e6Encoder IncrementalAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Incremental : Aplicao Rato de PCRato de PC Posio.Velocidade.Sentido de rotao.No necessita de outros circuitos conversores A / D.As sadas podem alimentar diretamente o microprocessador / microcontrolador.Codificador incremental ptico utilizado para medir:Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Incremental : Tcnica de varrimento

Os codificadores operam com duas faixas de graduao. Os dados da posio absoluta, numa escala circular, so criptografados numa faixa, e nunca se repetiro dentro da mesma rotao. Uma faixa adicional de alta resoluo incremental, lida de acordo com o princpio de varrimento de campo nico. Este princpio utiliza uma escala com graduao ligeiramente diferente do perodo anterior.Os sinais varrimento da faixa incremental so interpolados para o valor da posio e so processados juntamente com a informao da faixa de cdigo srie para obteno de valores de posio absoluta de alta resoluo.Isso permite ao codificador ter uma resoluo de mais de 268 milhes de posies por revoluo. Ao mesmo tempo, os sinais varrimento da faixa incremental, so usados para gerar um sinal opcional incremental (~ 1 Vpp).LED Fonte de luzLente condensadoraDisco graduadoSinal de varrimento IncrementalSinal de varrimento CPRASIC Optoelectrnicohttp://www.heidenhain.us/enews/stories_610/MTmain.phpAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders - Introduo

Graas a filtragens pticas especiais e lentes pticas de varrimento inovadoras, o codificador produz sinais de varrimento de alta qualidade. Para alm da sua qualidade de sinal melhorada, o varrimento de campo nico caracterizada por uma sensibilidade significativamente reduzida contaminao. Isto foi conseguido atravs da superfcie de varrimento maior e o arranjo especial de campos de varrimento. Mesmo com reas contaminadas relativamente grandes, resultam apenas em sinais de varrimento ligeiramente menores e desvios de sinal insignificantesEncoders pticos RotativosEncoder Incremental : Tcnica de varrimentoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Incremental : FlashAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Clula FotodetectoraLED fonte de luzMscara estacionriaDisco Code rotativoO Encoder absoluto um sensor ptico, sem contactos, de posio rotativa, numa gama de ngulos do eixo, dentro dos 360 graus. Diferentemente dos Encoders incrementais, o Encoder absoluto produz um sinal em relao a um ponto fixo absolutamente definido. Encoders pticos RotativosCodificador ptico Absoluto: ComposioCada ngulo corresponde a uma combinao especfica de bits, assim a posio do objeto monitorado pode ser se informada imediatamente depois energizar ou depois de uma interrupo de energia. O elemento bsico um disco de vidro estampado por um padro de faixas concntricas, contendo segmentos opacos e transparentes. colocado entre a fonte de luz (por exemplo um diodo emissor de luz) e um detector, para interromper um feixe de luz d. Vrios feixes de luz atravessam as faixas para iluminar fotosensores individuais. Os sinais electrnicos que so gerados, so ento introduzidos no controlador, em que a posio, e a informao da velocidade, so calculadas com base nos sinais recebidos.A vantagem principal do Encoder absoluto a sua memria no-voltil que mantm a posio exacta do codificador sem a necessidade de voltar a uma posio "inicial" se a alimentao falhar. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: Composio e funcionamentoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Um codificador ptico absoluto um dispositivo electromecnico usado para fornecer sinais de posicionamento, em aplicaes de controlo de movimento, estes sinais pode dar a seguinte informao, sobre mecanismos rotativos ou lineares:Direco,Posio,Velocidade.Encoder Absoluto:Encoders pticos Rotativos

Tem um disco que est acoplado ao veio em medio, que est colocado entre as fontes de luz e os sensoresComo rodam em conjunto os impulsos de luz do emissor, atingem os sensores, de cada vez que uma ranhura do disco est alinhada entre eles. Cada impulso de luz convertido num impulso electrnico pelo circuito condicionador de sinais. chamado de Codificador Absoluto porque mede sempre a posio absoluta. Isto significa que a posio actual indicada qualquer que seja a leitura particular do momento.Uma aplicao tpica de Encoders de posio absolutos, em discos rgidos de computadores e leitores de CD / DVD onde so monitoradas a posio absoluta das cabeas das unidades de leitura / gravao ou em impressoras / plotters onde controlam com preciso a posio das cabeas de impresso sobre o papel.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

LEDDisco graduadoMscaraPCBFoptodetectorAlimentao e sinaisEncoder Absoluto: Princpio de funcionamentoEncoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: Princpio de funcionamento (Cont.)

Optical EncoderDisco de Cdigo Veio do motor Elemento emissor de luz. Elemento receptor de luz.usa o princpio de varrimento (scanning) de imagem :Luz paralela atinge a estrutura graduada (Disco de cdigo) e a luz passa atravs das ranhuras.Quando o padro de medio se move em relao varredura do disco, a luz incidente modulada On/off (luz / sem luz).As clulas fotovoltaicas convertem essas variaes na intensidade da luz, em sinais eltricos binrios.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

+5V+5VGNDEncoder Absoluto: Circuito acondicionador de SinaisEncoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Discos dos Encoders absolutos criam um cdigo nico para cada posio do disco. Vrias faixas com um sensor por faixa geram um padro digital especial conhecido como cdigo Gray. A singularidade do cdigo Gray decorre de apenas um s em cada estado da contagem. Isto elimina a ambiguidade dos valores de sada de vrios bits causadas por mudanas em tempos ligeiramente diferentes. Uma vez que apenas um bit altera, a leitura tem apenas dois valores possveis sequenciais. Outros cdigos, tais como binrio ou BCD podem ser convertidos a partir do valor do cdigo de Gray.

Encoder Absoluto: O DiscoEncoders pticos RotativosOs codificadores absolutos tm aplicaes em sistemas de medida e controlo de posies lineares e angulares com alta resoluo, pelo que so utilizados em: robtica, guindastes, vlvulas hidrulicas, plotters, mquinas, ferramenta, sistemas de leitura e posicionamento da cabea discos rgidos e magnticos, fontes de radiao em radioterapia, radar, orientao telescpios, etc.A principal diferena em relao aos codificadores incrementais so as faixas mltiplas, com diferentes reas, e agrupadas de modo a que o sistema de leitura obtenha directamente, em cada posio do elemento mvel, o nmero de cdigo de determinada posio. Cada faixa representa um bit, sendo a faixa mais interna correspondente faixa de mais alta resoluo. Os sensores utilizados so, neste caso, os pticos, com reas opacas e transparentes ou reflectoras e, em menor grau, os de contactos, com as zonas condutoras e isolantes.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Faixa1Faixa12Encoder Absoluto: O Disco (Cont.)Encoders pticos RotativosPrincpio de funcionamentoUsando vrias faixas, a combinao de On e Off das faixas individuais, gera um valor absoluto de posio.Quando a alimentao ligada, o valor desta posio lido a partir de faixas, e mediatamente enviado para o circuito de sada.Se o disco tiver 12 faixas, esto disponveis. 212 posies codificadas (4096 infos / revoluo).Sem repeties de combinaes de 1s e 0s no disco (cdigo nico).O disco principal usa um cdigo de Gray, como padro.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 0=011520222123BinrioDecimal1=00191=11014A combinao de 1s e 0s d o valor codificado da posio, unidade de controlo.2311514131246758910110D2D3Sinais de sada:Cada faixa representa um bit:1 = bit / 0 = bit.Encoder Absoluto: O Disco (Cont.)Encoders pticos RotativosPrincpio de funcionamentoD1D0Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Absoluto: O Disco (Cont.)Encoders pticos RotativosA figura mostra um disco de um Encoder Absoluto de 4bits:Para cada pista (faixa) necessrio um fotosensor.Para cada posio so fornecidas 4 palavras de 4 bits.Usando 4 dgitos a contagem binria vai de 0000 a 1111, que representam os nmeros possveis de 0-15 (Seces).Se cada nmero representa uma seco, o disco est dividido em 16 seces de 22.5 (360/16=22.5)

Seco22.50Disco de Cdigo BinrioFaixa 2Faixa 21Faixa 22Faixa 23Um codificador que usa nmeros binrios pode ter um problema. Se todos os bits no mudarem exactamente ao mesmo tempo, na passagem da linha de separao entre seces do codificador, um nmero errado detectado por breves instantes.

Sentido de Rotao Um exemplo quando a contagem passa de 01112 para 10002.Se o bit de maior peso (MSB) muda mais cedo do que outro dos trs bits, a sada do codificador ser temporariamente, 11112, o que representa um erro de 180 na posio do codificador.Faixa MSBSobreposioPara se evitar este problema, existe um outro sistema de numerao binria chamado Cdigo Gray.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

LSBMSBEncoder Absoluto: O Disco Cdigo BinrioEncoders pticos RotativosCdigo Binrio: se vrios bits mudam ao mesmo tempo h falhas.B0111110000001010011100101B1B2Para o cdigo binrio, que cdigos podem ser produzidos, se a posio do veio se encontra-se entre os cdigos de 3 e 4 (011 e 100)?Sim, a posio do eixo pode ser desconhecida.{011,100} esto corretos, mas {000,010,001,110,101,111 } tambm so possveis! Isto um problema?(a) Binary Code for Positions 0 through 7Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Absoluto: O Disco Cdigo GrayEncoders pticos Rotativos

LSBMSBCdigo Gray: s muda um bit de cada vez- no falhas.G0G1G2111101100000001011010110(b) Gray Code for Positions 0 through 7Para o cdigo de Gray, que os cdigos podem ser produzidos, se a posio do veio se encontrar entre os cdigos de 3 e 4 (010 e 110)?Apenas os cdigos correctos: {010,110} Isto um problema?No, est correcto uma vez que o eixo est efectivamente nessa posio, e os cdigos errados no podem ser produzidos nas zonas de transio.O cdigo Gray vlido para resolues que possam ser descritas como uma potncia de base 2. Para outras resolues a gama de combinaes de cdigo cinza limitada pelo espao fsico concntrico do disco.N- Nmero de bits (faixas).D-Dimetro do disco.X-largura de cada faixa.

Resoluo:010110Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoder Absoluto: O Disco de cdigo GrayEncoders pticos RotativosMSBLSB11110124567891011121314153

Faixa opacaFaixa transparenteDisco Cdigo BCD Disco Cdigo Gray MSBLSB1000Decimal0123456789101112131415Binrio0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111Gray Code0000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000Em geral, quando o cdigo de Gray utilizado para a codificao do disco, e os detectores falham ao detectar novo valor do bit, durante a transio, o cdigo resultante ser sempre o cdigo para a posio anterior. Como resultado, o erro mximo ser sempre o valor do bit menos significativo (LSB).Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Decimal Binrio Gray code

0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0011 3 0011 0010 4 0100 0110 5 0101 0111 6 0110 0101 7 0111 0100 8 1000 1100 9 1001 1101 10 1010 1111 11 1011 1110 12 1100 1010 13 1101 1011 14 1110 1001 15 1111 1000 Encoder Absoluto: O Disco: - O cdigo GrayEncoders pticos RotativosA Caracterstica mais importante do cdigo de Gray, que apenas um dgito muda quando se aumenta ou diminui a contagem.O cdigo Gray geralmente associado com a entrada / sada de dispositivos, tais como codificadores pticos de posio angular de um eixo.O cdigo Gray ,no um cdigo BCDO cdigo de Gray um sistema de cdigo binrio inventado por Frank Gray . Este sistema de codificao surgiu quando os circuitos lgicos digitais se realizavam com vlvulas terminicas e dispositivos eletromecnicos.Os contadores necessitavam de potncias muito elevadas e geravam rudo quando vrios bits se modificavam simultaneamente. O uso do cdigo Gray garantiu que qualquer mudana variaria apenas um bit.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE800101100001111000011110101101000000010110101101111011000000010110101101111011000000000100110010011001110101010010010111111001001100111001101111111101010101110010001000Encoder Absoluto: O Disco: - Como gerar o cdigo GrayEncoders pticos Rotativos1-bit2-bits3-bits4-bitsPara 1 bit, escrevemos em coluna os valores 0 e 1.Est feita a tabela de 1-bit.Para 2 bits, pegamos na coluna de 1-bit e por baixo, voltamos a escrever mas na ordem inversa.Aos valores de 1-bit, escrevemos um 0 esquerda.Aos valores da ordem inversa escrevemos um 1 esquerda.Est feita a tabela de 2-bits.Para 3-bits, pegamos nos valores de 2-bits, e por baixo voltamos a escreve-los pela ordem inversa.Aos valores de 2-bits, escrevemos um 0 esquerda.Aos valores da ordem inversa, escrevemos um 1 esquerda.Est feita a tabela para 3-bits . E Assim sucessivamente para n-bits.0123456789101112131415Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoder Absoluto: O Disco: - Como gerar o cdigo GrayEncoders pticos Rotativosa- Cdigo gray 1 bit.b- Reflexo do cdigo de 1 bit.c- Adicionar 0s e 1s = Cdigo gray 2 bits.Nota: as colunas b e d no fazem parte do Cdigo de Gray.d- Reflexo do cdigo de 2 bits.e- Adicionar 0s e 1s = Cdigo gray 3 bits.Actualmente o cdigo Gray utilizado em sistemas sequenciais mediante o uso dos Mapas de Karnaugh, j que o princpio de buscar transies mais simples e rpidas segue vigente, apesar de que os problemas de rudo e potncia tenham sido reduzidos.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Exemplo Um Encoder ptico absoluto tem oito faixas/anis, oito sensores de LED e resoluo de 9 bits. Se o padro de sada 100101100, qual a posio angular do veio?AnelAnguloPadroValor (o) 1 180 1 180 2 90 0 3 45 0 4 22.5 1 22.5 6 5.625 1 5.625 5 11.25 0 7 2.8125 1 2.8125 8 1.40625 0 Total: 210.94o Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: posicionamento 9 0,7031250 0

Disco de cdigo Gray de 9 bitsAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 1001Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: Converso Binrio -Gray1100(BC)(GC)MSBLSBO MSB no muda como resultado da converso o mesmo.Pegando no MSB do nmero binrio e adicion-lo ao binrio seguinte (Ex-OR) para obter o prximo valor do cdigo Gray.Repita o mesmo procedimento para os posteriores bits Gray.

+Ex+Ex+ExAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 1010Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: Converso Gray-Binrio 1010(GC)(BC)LSBMSB+Ex+Ex+ExO MSB no muda como resultado da converso o mesmo.Pegando no MSB do nmero binrio e adicion-lo ao Gray seguinte (Ex-OR) para obter o prximo valor do bit do cdigo binrio.Repita o mesmo procedimento para os posteriores bits Binrios.

Se entradas diferentes sada =1Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto Rotativo

Clula Fotodetectora

LED fonte de luz

Mscara estacionriaDisco Code rotativoResoluo:

n - Nmero de bitsO seu disco codificado consiste em vrias "faixas" concntricas. com segmentos claros e escuros. Cada faixa independente com o seu prprio fotodetector, para ler um valor nico codificado de posio para cada ngulo de movimento. O nmero de faixas do disco corresponde resoluo binria do Encoder. Para um codificador absoluto de 12-bits ter 12 faixas e o mesmo valor codificado s aparece uma vez por volta.So mais complexos do que os codificadores incrementais de quadratura. Eles fornecem um cdigo de sada nico para cada posio indicando tanto a posio como a direco.4-bit Binary Coded DiscAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Propsito? Para determinar a posio relativa, direo e velocidade duma correia de transmisso bidireccional.Correia de transmissoPosio linear com N / C DisplayFinalidade?Para codificar a posio numa mesa de trabalho por meio veio de esferas roscado.

Roda de medioFinalidade?Para medir a distncia percorrida por uma lmina de corte.

Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto: aplicaesAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Absoluto: Flash Cdigo GrayEncoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Absoluto: flash Encoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder Absoluto/Incremental - flash Encoders pticos RotativosAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto Multi-voltasA maioria dos Codificadores Absolutos, so definidos como dispositivos de uma s volta "single-turn, mas tambm existem Encoders Absolutos multi-voltas, que obtm feedback sobre vrias revolues adicionando discos de cdigo extra, ou memria alimentada por bateria para manter o controlo das voltasNormalmente, os codificadores multi-voltas so maiores do que o padro dos codificadores de volta simples, porque eles devem ter um trem de engrenagens. No passado, as circunferncias de engrenagens de grande porte, geralmente no permitiu codificadores para ter um design through-hole atravs de buracos. Inicialmente, as engrenagens tinham que ser de metal para resistir a alta velocidade. No entanto, as engrenagens metlicas mostraram-se suscetvel a EMI. A atentiva de usar engrenagens de plstico falhou, por causa da interao entre o eixo de metal e plstico. Qualquer folga ou deslizamento relativo entre o eixo e as engrenagens, degradavam o plstico, levando falha da engrenagem.No entanto, as novas frmulas de plstico, permitem que engrenagens de plstico trabalhem com eixos de metal, sem se quebrarem. Rolamentos especialmente concebidos para a engrenagem principal permitem atingir velocidades at 6.000 rpm. Como as engrenagens so de plstico, o magnetismo ou EMI no os afeta. A engrenagem primria muito menor, permite diminuir todas as outras, e criar um codificador com design verdadeiro through-hole , permitindo a sua montagem dentro do invlucro do motor.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Cada engrenagem de um codificador multi-volta tem um disco de posio cravado, que gira em relao ao eixo do codificador. Os sensores pticos montados sobre a placa de circuito impresso, leem os padres gravados em cada disco, para gerar um valor especfico codificado. O valor representa o nmero de voltas completas do eixo juntamente com a sua posio angular actual.Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto Multi-voltas (Cont.)

design through-hole IR -LEDsVeioFotosensoresDisco codificador CentralSensores HallImanes conta- -rotaesEngrenagem PrimriaSensores pticosEngrenagens Plsticas

EixoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto Multi-voltas (Cont.)EixoIRLEDIR FotosensorDisco CentralDisco para cota rotaesGrelha de focagemunidade de avaliao de SinaisAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders N de Bits2nGraus /min/seg12 1802490384541622,553211,256645,6371282,8182561,41951242,19min.101.02421,09 min.112.04810,55 min.124.0965,27min.138.1922,64 min.N de Bits2nGraus /min/seg1416.3841,32min.1532.76839,55 seg.1665.53619,78 seg.17131.0729,89 seg.18262.1444,95 seg.19524.2882,47 seg.201.048.5761,24 seg.212.097.1520,62 seg.224.194.3040,31 seg.238.388.6080,15 seg.2416.777.2160,08seg.2533.554.4320,04 seg.2667.108.8640,02 seg.A resoluo do Encoder absoluto dada por contagem/rotao, isto , se ele tiver no seu disco (Encoder rotativo) 12 faixas para o cdigo Gray, ento ter 212 combinaes possveis, perfazendo um total de 4096 combinaes. Fazendo algumas contas, concluiremos que o Encoder gera uma combinao de cdigos a cada 0,0879 ou 05m16s.Encoders pticos RotativosEncoder Absoluto : - ResoluoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos360 posies (9 bits)512 posies (9 bits)720 posies (10 bits)1024 posies (10 bits)3600 posies (12 bits)4096 posies (12 bits)8192 posies (13 bits)16384 posies (14 bits)Single turn4096 posies/ 6 voltas (16 bits)8192 posies/20 voltas (20 bits)16384 posies/4096 voltas (24 bits)Multi-turnOs Encoders absolutos podem ter sua resoluo definida em uma nica rotao (single turn) ou em vrias rotaes (multi-turn), ou seja, se um Encoder para uma rotao, a cada rotao o valor da contagem reinicializado. ao contrrio de um Encoder para vrias rotaes, onde o seu valor s reinicializado depois de um certo nmero de voltas.Encoder Absoluto : - ResoluoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos RotativosHeavy-Duty EncodersFuncionando em velocidades de 30.000 rpm, com quase nenhum desgaste, estes codificadores de trabalhos pesados, monitoram a velocidade e posio de uma grande variedade de severas aplicaes, incluindo energia elica, processamento de ao, equipamentos industriais pesados, veculos pesados, processamento de gs e petrleo, equipamentos de impresso, estamparia de metais e fundio, e controlo de movimento de motores. A sua concepo robusta, muito diferente do padro dos codificadores standard, que lhes permite resistir a contaminao slida ou em partculas, a falhas de rolamentos mecnicos, e as falhas de sinal de sada.Para suportar a contaminao por partculas lquidas e slidas, apresentam slidas caixas de material fundido, e desenhos robustos, que permitem a sua operao fivel em aplicaes ao ar livre, onde os codificadores normais falhariam . Como a sua primeira linha de defesa, incorporam vedantes de labirinto, que tm ranhuras de chumbo em espiral inversa para impedir a penetrao de lquidos e de partculas para dentro do alojamento. Estes selos permitem que os dispositivos possam ser expostos a condies extremas de temperatura, humidade, sal de pulverizao, produtos qumicos, e vibraes acima dos limites de codificadores tradicionais.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosHeavy-Duty Encoders

Codificadores com tecnologia de segurana e mdulos de fibra ptica, para a transmisso segura ptica de sinais a longas distncias, completam a gama de produtos para estes campos de aplicao.Codificadores robustos e compactos equipados com rolamentos particularmente robustos, com as tecnologias mais modernas de invlucros e muitas interfaces de comunicao diferentes (do analgico at a interface Profinet em tempo real), fazem parte da ampla oferta especialmente para a indstria pesada.Estes codificadores tambm possuem rolamentos de esferas maiores montados em lados opostos do invlucro de material slido fundido, que aloja a electrnica do sensor. Embora estes codificadores normalmente ocupem mais espao, os seus eixos so pr-carregados para resistir a foras muito maiores em ambas as direes radial e axial. Esta construo robusta permite aos codificadores sobreviverem a choques de certa intensidade e continuarem a funcionar de forma fivel.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosVirtual Absolute Encoders

Os leitores, provavelmente esto familiarizados com codificadores, tanto incrementais e absolutos. No entanto, podem estar menos cientes de um novo desenvolvimento tecnolgico chamado Virtual Absoluto (VATM). Este codificador absoluto em essncia ou efeito, sem ser formalmente reconhecido como tal, isto o que significa virtual. Na realidade, no nem um encoder incremental nem um encoder absoluto. um novo tipo de dispositivo que tem o mesmo nmero de faixas de cdigo que um encoder incremental, mas comporta-se mais como um codificador convencional absoluto.

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosVirtual Absolute Encoders

Num codificador rotativo, este ngulo de inicializao tipicamente de 1-2, em funo de contagem de linha do codificador (resolues no binrias so facilmente acomodadas).Num codificador linear, o movimento necessrio menos de 1 mm. A partir desse ponto, o codificador verdadeiramente absoluto. Como funciona:Um encoder absoluto virtual usa apenas faixas cclicas e ndice, como um encoder incremental. No entanto, voc pode ver a pista ndice (a exterior), algo como um cdigo de barras, em vez de apenas uma nica linha.A posio absoluta codificada em srie ao longo desta primeira faixa, ao invs de ser dispersa por vrias faixas paralelas. Voc no sabe a posio imediatamente aps a inicializao, como acontece quando se utiliza um encoder convencional absoluto, mas depois de um movimento muito curto, em qualquer direo e partindo de qualquer lugar, voc sabe exatamente onde est. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosVirtual Absolute EncodersComo funciona (Cont.):Os cdigos pseudorandom de sada, lidos a partir do disco ou escala, necessitam de descodificao para um formato binrio natural. Este descodificador pode ser implementado com um PLD, que fica no lugar do descodificador de quadratura e do contador up / down, como num codificador incremental. Assim, embora este tipo de unidade custe um pouco mais do que um sistema de incremental, a resoluo comparvel e eficaz como absoluto. Uma vez que no conta incrementos de posio a partir da faixa cclica(s), no pode ganhar ou perder "contagens" , como na rigidez de um sistema de encoder incremental.Aplicaes caractristicas:Movimento muito lento.Movimento muito rpido.Segurana.Eficincia.Confiana.Controle remoto.Vcuo.Transdutores lineares.Sensibilidade ao preo.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos RotativosVirtual Absolute EncodersVantagens:A distncia ou o ngulo de inicializao dependem de um movimento fixo muito pequeno e, independentemente da posio de partida ou direco da rotao.O codificador gera todas as informaes do mesmo modo como um codificador absoluto convencional, de modo que tem interface para processadores de sinais digitais, computadores, PLCs, controlos de servos, etc, simples.Com teste de funes Built-in, no encontrado em nenhum dispositivo similar convencional, elabora relatrios de vrias avarias do codificador, e tambm pode ajudar a detectar problemas no sistema, como calor ou velocidade excessiva.ptica simples permitem um codificador rotativo menor do que um convencional absoluto, para uma resoluo igual (e tem um maior orifcio de passagem).Electrnica mais simples, com contagem de peas reduzida, e menos alinhamentos crticos internos traduz-se numa maior fiabilidade intrnseca em relao a um codificador convencional absoluto.As principais vantagens desta tecnologia Virtual Absolute podem ser resumidas da seguinte forma:http://gurley.com/Virtual_Absolute/VAoverview.htmAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos Encoder de fibra pticaUsa duas tecnologias maduras, os codificadores pticos convencionais, e fibras pticas, reunidas num sistema, para criar um um sensor de posio intrinsecamente seguro e confivel, pequeno, de baixo custo, imune a EMI, robusto, e de alta temperatura.Este produto inovador, mede a posio angular absoluta de 0 a 360 com 13 bits de resoluo (8192 contagens), a velocidades superiores a 2500 rpm, e a distncias superiores a 300 metros. Este novo sistema de sensor de posio absoluta (ou incremental) de fibra ptica, usa uma nova tcnica ptica, embebida num sensor passivo e um controlador activo ligados por um link duplex de fibra ptica.O controlador transmite um impulso de luz para o disco de cdigo do sensor, que modula os componentes espectrais da luz com base na posio angular. A informao da posio impressa no espectro ptico da luz e enviada de volta para o controlador para leitura precisa da posio.

Funcionamentohttp://www.micronor.com/products.php?product_id=273Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Mdulo movimento angular do eixoCarcaaCabeas de Leitura2 Colunas de 7 fibras por canalCanal 1Canal 2Canal 3Faixa reflectoraEncoders pticos Rotativos Encoder de fibra ptica Composio do sensor

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ContollerEncoders pticos Rotativos Encoder de fibra ptica

> 2500 metros+24VA/BUm sistema completo de Sensor de Posio Fibra ptica (FiberOpticPositionSensor) composto por um sensor ptico e um controlador, ligados atravs de conectores padro industrial, Duplex LC 62.5/125 de fibra ptica multimodo. Este novo sistema de sensores secundariza os convencionais codificadores absolutos e resolvers, fornecendo sem interferncias, deteco e de transmisso de at 2500m.

VFD Drivehttp://www.micronor.com/products.php?product_id=273Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos Rotativos Encoder de fibra ptica Mdulo de Controlohttp://www.micronor.com/products.php?product_id=273Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders pticos Rotativos Encoder de fibra ptica

Com eixoSem eixoAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos Encoder de fibra ptica

Preciso e imunidade a EMI, so ideais para aplicaes que requerem controlo de movimento preciso, e medio de posio, em ambientes rigorosos: plataformas de petrleo, antenas de satlite, matrizes de painis solares, sistemas de actuadores, sistemas de transporte, siderrgicas e instrumentao mdicahttp://www.micronor.com/products.php?product_id=273O sensor de velocidade com fibra ptica para a determinao da velocidade de rotao de um objecto, usa uma superfcie reflectora (Disco) que selectivamente deixa passar a energia luminosa, num determinado intervalo de comprimentos de onda. Uma vez que a luz incidente e a reflectida no tm o mesmo comprimento de onda, esta caracterstica da velocidade rotativa do veio.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders http://vimeo.com/20637306Encoders pticos Rotativos Encoder de fibra pticaAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE) Tcnicas de difraco melhoram o desempenho do codificadorEncoders pticos RotativosUm codificador mede o movimento relativo entre as duas partes de um sistema mecnico. Num dispositivo convencional, baseado em geomtrica ptica, em que a luz brilha atravs de fendas em um disco de cdigo mvel, ou escala. As sombras das fendas passam por um grupo fixo de fendas correspondente a uma escala fixa, e um detector por detrs das fendas fixas e um outro detector tambm por detrs das fendas fixas, que monitora a modulao ptica resultante.Este mtodo funciona bem o suficiente para sistemas de resoluo menos selectiva, mas ocorrem problemas como o mtodo aplicado a resoluo mais alta. Para aumentar a resoluo do sistema, as fendas devem ser reduzidas, os efeitos de difraco eventualmente comeam a dominar, a fidelidade degrada a sinusoidal do sinal e a sua dependncia do alinhamento, limita severamente a resoluo. Porque os efeitos da difraco pioram com o aumento do caminho da difraco ptica, uma soluo parcial para os codificadores tradicionais foi mover a escala fixa para cada vez mais perto da escala em movimento. Esta abordagem, no entanto, leva a apertadas tolerncias mecnicas inaceitavelmente caras.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos

Diodo LaserAberturaColimadorDisco de Difraco

Regio de interferncia+3-3+1-1DetectoresSada de 4 bits Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE) Tcnicas de difraco melhoram o desempenho do codificadorOs codificadores pticos de difraco, so baseados em fsica ptica, utilizando a interferncia entre duas ordens de difraco, produzida por uma grelha padro, que gera um sinal quase sinusoidal perfeito, numa matriz de fotodetectores. A Sada colimada a partir de uma fonte de dodo laser passa atravs do disco graduado, que difrata a luz, em ordens discretas. O design da graduao, suprime a ordem 0 e at todas as ordens pares. Um agrupamento de fotodetectores colocados dentro desta regio capta quatro amostras da sinusoide.Com a ordem 0 suprimida, existe uma regio divergentes alm da terceira ordem, onde apenas as ordens +1 e -1 se sobrepem, para criar uma interferncia quase sinusoidal pura. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Os Codificadores rotativos a laser (LREs), detectam ngulos por meio de anlise de luz(*) e interferncia(** ), empregando lasers de semicondutores, como a fonte de luz. O uso de um prisma ptico proprietrio, permite a criao de dispositivos mais compactos. Encoders pticos Rotativos Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE)Os LREs so usados para ajustar o ngulo de braos robticos industriais, e plataformas de cmaras de radiodifuso.Anlise de luz(*) - Uma propriedade da luz. A luz viaja em ondas que, aps bater num objeto, se curva, em torno da sombra do objeto. Este fenmeno conhecido como difrao. FuncionamentoInterferncia da Luz(** ), Uma propriedade da luz. A luz viaja em ondas e torna-se mais brilhante quando combinada com luz da mesma fase. Quando combinada com a luz com uma fase que difere em 180, as duas se anulam mutuamente, resultando na escurido. Este fenmeno conhecido como interferncia. Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Como ilustrado no diagrama, os feixes de laser so aplicados em dois pontos equidistantes do centro do disco graduado de rotao. Um feixe de difraco de primeira ordem positivo (1) e o outro de primeira ordem negativa (-1). Para cada passo que o disco gira, a luz de difrao 1 vai mudar de por 2.

Eixo de RotaoFoto receptorEspelhoEspelhoSeparador de feixeSemicondutor - LaserDisco graduadoElemento reflectorElemento reflectorEncoders pticos Rotativos Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE) FuncionamentoReflectindo a luz de difraco 1 nos espelhos respectivos e em seguida aplicando-a novamente para o disco, muda de fase em 4. Deste modo, cada vez que o disco gira um passo, os sinais de interferncia de brilho de 4 ciclos pode ser obtida, fazendo possvel uma deteco do ngulo de alta preciso.Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE) Diagrama

Semicondutor LaserFotodiodosPolarizersBeam SplitterDisco CodificadoQuarter Wave PlatePrisma PolarizadorEixoQuarter Wave PlateCats eye reflectorZero-Phase index patternhttp://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-32/issue-10/departments/design-and-applications/diffractive-techniques-improve-encoder-performance.htmlAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders pticos Rotativos Encoder a Laser : Laser Rotary Encoder (LRE)

Codificadores laser Canon rotativos usam o mtodo de difraco de interferncia da luz, com um laser de semicondutor como o elemento emissor de luz. O resultado um codificador de tamanho ultra-compacto que, era impossvel obter com as tecnologias tradicionais dos Encoders rotativos. Tecnologia da Canon mudou o mundo de Encoders rotativos:81.000 impulsos num disco de 36mm de dimetro. um produto compacto, sensor de elevada preciso de rotao angular, que certo que desempenhar um papel importante no desenvolvimento de produtos de alta tecnologia, que iro liderar o mercado no sculo 21, numa grande variedade de campos, tais como a robtica, a fabricao de mquinas , e o equipamento de medio.http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-32/issue-10/departments/design-and-applications/diffractive-techniques-improve-encoder-performance.htmlAutomao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders Rotativos Encoder de ComutaoUm codificador de comutao contm os mesmos componentes fundamentais, tal como os codificadores incrementais, mas com a adio de vias de comutao ao longo do bordo exterior do disco para sadas U / V / W . Como funciona?Utiliza um disco transparente, que inclui seces opacas que so igualmente espaadas, para determinar o movimento. Um diodo emissor de luz utilizado para passar a luz atravs do disco de vidro e que detectada por um fotodetector. Isso faz o codificador gerar um trem de impulsos espaados enquanto ele roda. A sada de emissores incrementais medida em pulsos por revoluo, que usada para manter o controlo de posio ou determinar a velocidade.A parte exterior do disco codificador inclui faixas de comutao que proporcionam a um controlador a informao sobre a posio exacta dos plos do motor, de modo que a entrada do controlador pode ser fornecida ao motor. As faixas de comutao do codificador leem a posio do motor e instruem o controlador de como fornecer corrente eficaz e adequada ao motor, para provocar a rotao. A sada de comutao para U / V / W pode ser sob a forma de sada diferencial ou colector aberto (dependente do fabricante ).

Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Zero padsEncoders Rotativos Encoder de Comutao: (Cont.)A instalao simples, com uma larga gama de actuadores magnticos e opes de montagem para o codificador. Uma simples posio de azeramento e programao simples, evita a necessidade de ajustamentos complicados do codificador.Resolues disponveis a partir de 256 a 1.024 impulsos por revoluo (1.024 para 4.096 contagens por revoluo com avaliao 4 ). Sinais de comutao U, V, W com sadas simultneas para 1-8 pares de plos (2 a 16 plos).http://www.rls.si/en/commutation-encoders--15877Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders A tecnologia de Sensores Capacitivos no certamente nova para o mundo da electrnica. A sua primeira grande aplicao, remonta dcada dos anos de 1960s, com comutadores de toque capacitivos, e actualmente universalmente usada em dispositivos electrnicos portteis, como telemveis e tabletes.

As vantagens da tecnologia capacitiva, inclui correntes de operao muito baixas, na ordem dos microamperes, ampla gama de programao, excelente gama de temperatura de funcionamento, resistncia aos contaminantes do ar, baixo custo, longa durabilidade. Encoders Rotativos Encoder CapacitivoTendo sido uma rea, quase exclusivamente servida por sensores de efeito de Hall e tecnologias pticas, os Encoders, podem agora beneficiar do uso da tecnologia capacitiva.Mas os sensores capacitivos, so uma tecnologia recente no campo de codificadores rotativos, em aplicaes controlo de motores, para medida da posio, distncia, direco e velocidade do motor.No entanto, os sensores capacitivos podem ser suscetveis a EMI / RFI e a humidade (gua). Ambos os problemas so corrigveis com suplementos mecnicos, tais como vedantes de gua e blindagem EMI / RFI.http://www.cui.com/Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders Rotativos Encoder Capacitivo (Cont.)A busca da eficincia energtica nos projetos, fez dos codificadores de posio capacitivos, um tema importante. Praticamente em todas as aplicao de controlo de movimento, encontraremos, um codificador de posio. Estes transdutores onipresentes, tm sido a maneira padro de fornecer feedback de posio em servoloops.Os Codificadores capacitivos actualmente no mercado, operam a 3,6 V - uma vantagem quando operando a partir de baterias - e consomem apenas cerca de 7mA. Alm disso, eles podem ser vantajosos em situaes da presena de sujidade, nvoa, ou outra contaminao, que tornam os codificadores pticos pouco fiveis.O codificador composto essencialmente por trs partes: Um transmissor de HF,Um receptor de HF,E um disco modulador.http://www.cui.com/Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders

Encoders Rotativos Encoder Capacitivo: ComposioTransmissor de HFDisco ModuladorReceptor de HFVeio do Motor a controlarDesta forma, a amplitude relativa dos sinais a partir de diferentes partes da placa do transmissor depende da posio do disco e, assim, serve como meio para a medio da posio do eixo. Um ASIC incorporado, calcula a posio do sensor, para cada ciclo de medio. Circuitos adicionais neste ASIC criam um modelo contnuo do movimento de rotao, a partir da qual os sinais de quadratura semelhantes aos dos codificadores pticos so criados.O Encoder capacitivo utiliza um disco codificador que modula o acoplamento capacitivo entre os elctrodos de um transmissor e de um receptor. Assim, dependendo da posio de rotao do disco, as diferentes partes dos seus segmentos condutores de sinais, podem integral ou parcialmente estar entre as diferentes partes das placas do transmissor e do receptor. http://www.cui.com/Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders 09-02-2013DAE119Encoders Rotativos Encoder Capacitivo: Esquema Bloco

http://www.cui.com/Automao Industrial: Codificadores pticos Rotativos Optical Rotary Encoders09-02-2013Por : Lus TimteonEncoders Encoders Rotativos Encoder Capacitivo: Funcionamento Para gerar o sinal do transmissor, o codificador inicia-se com um sinal digital de 5MHz modulado por 10 KHz. Ele vai para um circuito de contador que, em conjunto com outra lgica, produz um conjunto de quatro padres digitais cada, deslocados em fase de 90 .Como as rotaes, o disco codificador, efectivamente modula em amplitude, o sinal recebido pelo receptor . Este sinal modulado em amplitude passa por um detector sncrono no receptor. O detector elimina a portadora de 5MHz e deixa a modulao de amplitude, o que resulta num sinal que efectivamente sinusoidal de cerca de 10kHz. A sua fase a medida da posio angular do disco codificador. Um contador seguidor de posio, usado para obter uma representao contnua da posio do rotor.O seu valor comparado com o contador de controlo do transmissor no mesmo instante. A diferena (positiva ou negativa) controla a frequncia do gerador de impulsos que alimenta o contador seguidor de posio. Por filtragem adequada, deste circuito de