Arten von Encodern:Der vollständige Leitfaden

Über Arten von Encodern:Präzisionssteuerung ist entscheidend in Anwendungen, die Motoren erfordern. Wenn Sie Probleme mit der Präzisionssteuerung in Ihren Schaltungen haben, fällt Ihnen als erstes ein Schrittmotor ein.

Allerdings erfordern nicht alle Situationen solche extremen Maßnahmen. Wenn Sie also eine präzise Steuerung für kleinere Projekte wie eine rotierende Motorwelle benötigen, lesen Sie den richtigen Artikel.

Eine einfache Lösung für diese Probleme ist ein Encoder-Motor.

Encoder sind billigere und einfachere Lösungen für Präzisionssteuerungsprobleme. Aber es könnte schwer zu verstehen sein, wie es funktioniert.

Glücklicherweise haben wir diesen Artikel geschrieben, um Ihnen zu zeigen, wie ein Encoder funktioniert, welche Typen und welche verschiedenen Anwendungen es gibt.

Sind Sie bereit? Tauchen wir ein!

Was ist ein Encoder-Motor

Wenn Sie sich in einer Situation befinden, in der ein Schrittmotor ineffizient und kostspielig ist, ist der Encoder-Motor genau das Richtige für Sie.

Im Gegensatz zum Schrittmotor verfügt der Encoder-Motor über einen Drehgeber auf der Rückseite, der Feedback-Signale an das System sendet.

Wie? Nun, es verwendet den Drehgeber, um die Position und Geschwindigkeit der Motorwelle zu verfolgen.

Hier ist der beste Teil.

Es gibt eine Vielzahl von Encoder-Motoren auf dem Markt. Einige dieser Motoren sind absolut oder inkremental, während andere magnetisch oder optisch sind.

Mit anderen Worten, die Art des Encoders hängt weitgehend von der Größe, Form und Art der Anwendung ab.

Encoder-Diagramm

Wie funktioniert ein Encoder

Es gibt zwei Ausgänge in jedem Drehgeber mit den Bezeichnungen A und B. Manchmal führen diese beiden Ausgänge ähnliche Funktionen aus, was das Erzeugen von Signalen ist. Diese Signale können magnetisch, optisch und resistiv sein. Am gebräuchlichsten ist der optische Encoder, der Signale basierend auf der Lichtunterbrechung ausgibt.

Hier ist ein Beispiel, um die Dinge verständlicher zu machen. Je nach Hersteller können wir uns Drehgeber wie Stiche im Inneren des Drehgebers vorstellen, die mit GND oder Vcc (Voltage Common Collector) hergestellt wurden. Bei einer Drehbewegung im Encoder berührt der gemeinsame Anschluss entweder den A-Anschluss oder den B-Anschluss.

Wenn sich der Encoder im Uhrzeigersinn dreht, geht zuerst Kontakt A hoch, gefolgt von Kontakt B. Mit anderen Worten, es gibt immer eine 90-Grad-Phasenverschiebung, unabhängig von der Drehrichtung (gegen den Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn).

Dual-Binär-Encoder

Außerdem können Sie diese Phasenverschiebung einfach mit einem Mikrocontroller erkennen. Es hilft Ihnen, die Drehrichtung zu bestimmen. Sobald Sie dies getan haben, können Sie einen Zähler erhöhen oder verringern, der Ihnen die Drehzahl oder den Grad der Drehung anzeigt, wenn Sie einen Getriebe-Encoder-Motor haben.

Arten von Motor-Encodern

Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Encoder-Typen mit unterschiedlichen Merkmalen, Formen und Größen. Hier sind jedoch die Haupttypen von Encoder-Motoren, die Sie auf dem Markt finden können.

Wechselstrommotor-Encoder

DC-Motoren sind nicht die einzigen Motoren mit Encodern. AC-Motoren mit Encoder sind ebenfalls auf dem Markt erhältlich. Eine Wechselstrominduktion ist eine übliche Wahl für Steuerungssysteme und generische Anwendungen. Wieso den? Denn solche Anwendungen haben eine lange Lebensdauer und niedrige Kosten. Sie finden diese Motortypen in Drehmaschinen, die eine Drehzahlregelung erfordern.

Eine weitere Anwendung von Drehstrommotor-Encodern liegt in der Robotik. Der Encoder gibt während der Anwendung jederzeit Auskunft über Position und Weg der Roboterbewegung.

Schrittmotor-Encoder

Wir wissen, was Sie denken. Warum sollte ein Schrittmotor mit einem Encoder arbeiten? Präzise Steuerung ist schließlich das, was der Schrittmotor am besten kann.

Dies ist jedoch nicht der Fall.

Während der Schrittmotor gut in der präzisen Steuerung ist, hat der Encoder immer noch einen großen Einfluss auf die Leistung des Schrittmotors. Somit ist ein Schrittmotor-Encoder ein Schrittmotor, der mit einem Encoder integriert ist.

Wir nennen Schrittmotorsysteme mit Encoder-Integration Closed-Loop-Schrittmotoren. Diese Motoren bieten mehr Stabilität, Laufruhe und erreichen höhere Drehmomente als ihre Open-Loop-Pendants.

Ein Schrittmotor-Encoder bietet eine Closed-Loop-Feedback-Steuerung. Außerdem wird der durch den Schrittmotor verursachte Schrittverlust vermieden. Zusätzlich können wir den Schrittmotor-Encoder in optische Encoder und Drehgeber unterteilen.

DC-Motor-Encoder

Dies sind die gängigsten Arten von Encoder-Motoren, die Sie auf dem Markt finden können. Normalerweise ist es ein generischer Gleichstrommotor mit einem magnetischen Encoder, der an seiner Rückseite befestigt ist. An der Vorderseite befindet sich möglicherweise ein Getriebe, das die Drehzahl verringert und das Drehmoment erhöht.

Außerdem gibt der Encoder dem System ein Feedback mit geschlossenem Regelkreis, mit dem Sie die Umdrehungen pro Minute und den Antrieb für eine präzise Geschwindigkeitssteuerung anpassen können.

Mit anderen Worten, Sie können die Geschwindigkeit der Rückkopplung in Gleichstrommotoren steuern. Dies ist möglich, da der DC-Motor-Encoder einen Mechanismus bietet, mit dem Sie die Drehzahl des Rotors messen können.

Servomotor-Encoder

Die Anwendung des Servomotors ist zu einer beliebten Alternative zu hydraulischen, pneumatischen und einigen anderen elektromechanischen Bewegungsformen geworden.

Darüber hinaus können Sie Servomotoren mit Encodern für verschiedene Anwendungen verwenden, darunter Fabrikautomatisierung, Robotik und andere Präzisionssteuerungsvorgänge.

Servomotor-Encoder bieten High-Torque-Technologie, geringe Größe und hohe Effizienz zu einem vernünftigen Preis. Außerdem ist es die Anlaufstelle für Produktionsstätten auf der ganzen Welt.

Typen der Encoder-Technologie

Hier sind verschiedene Arten von Drehgebern, aus denen Sie wählen können – je nach Ihrer Anwendung.

Lineare Encoder

Lineare Encoder sind in industriellen Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen weit verbreitet. Dieses Gerät verwendet eine lineare Skala, um seine Position zu bestimmen.

Linear-Encoder

Auf dieser Waage befindet sich ein Sensor, der die Waage liest und die Position bestimmt. Darüber hinaus ist ein digitaler Messschieber ein perfektes Beispiel für einen linearen Encoder.

Sie finden lineare Encoder in Instrumenten mit hoher Präzision, wie z. B. industriellen Automatisierungswerkzeugen.

Außerdem können Sie lineare Encoder als absolut oder inkrementell betrachten.

Optische Encoder

Der optische Encoder ist der am weitesten verbreitete Encoder auf dieser Liste. Seine Komponenten sind eine Lichtquelle, eine Lichtdetektorschaltung und Codierscheiben.

Es ist ein Bewegungssensor, der das Licht einer Codescheibe verwendet, um die Bewegung einer Welle zu überwachen. Mit anderen Worten, dieser Encoder gibt Feedback basierend auf Lichtunterbrechung.

Optische Encoder

So funktioniert es:

Zuerst schaltet das Einschalten des Geräts die Lichtquelle ein. Die Lichtquelle sendet dann einen Lichtstrahl aus, der durch eine transparente Codierscheibe mit Mustern und undurchsichtigen Linien tritt.

Als nächstes nimmt der Fotodetektor den Lichtstrahl auf und reagiert darauf. Dieser Prozess erzeugt also eine sinusförmige Wellenform, die sich in eine Impulsfolge oder eine Rechteckwelle umwandelt. Wir nennen den Photodetektor die Lichtdetektorschaltung.

Das Impulssignal ist hell =an und kein Licht =aus. Diese Signale werden dann über die Elektronikplatine zum Zähler übertragen. Schließlich sendet der Zähler das Signal und führt die entsprechenden Funktionen aus (Drehen, Stoppen usw.).

Inkremental-Encoder

Dieser Encodertyp wandelt die Position einer Welle oder die Winkelbewegung in einen digitalen oder analogen Code um. Es verwendet diesen Code, um Bewegung oder Position auszuwählen. Außerdem ist es einer der am häufigsten verwendeten Drehgeber.

Sie können einen Inkrementalgeber auch in Motordrehzahl- und Positionsrückmeldungsanwendungen verwenden. Zu diesen Anwendungen gehören Hochleistungs-, Servo-/Leicht- und Industrieanwendungen.

Darüber hinaus bieten Inkrementalgeber ein hervorragendes Geschwindigkeits- und Entfernungsfeedback. Außerdem sind keine mehreren Sensoren erforderlich, sodass die Systeme einfach und kostengünstiger sind.

Die einzige Grenze des Inkrementalgebers besteht darin, Änderungsinformationen bereitzustellen. Dazu muss der Encoder die Bewegung mit einem Referenzgerät berechnen.

Inkremental-Encoder

Absolut-Encoder

Der absolute Encoder ist der interessanteste Encoder auf dieser Liste. Es misst die wahre oder absolute Winkelposition. Es ist das Gegenteil des Inkrementalgebers, der nur die Änderung der Winkelposition berechnet.

Hier wird es interessant.

Das Einschalten bestimmt, ob der Encoder absolut oder inkremental ist. Wenn also der Encoder einen „Wake and Shake“-Prozess durchläuft, um seine Position zu erhalten, dann ist er inkrementell. Wenn es keine Bewegung erfordert, um seine Position auszugeben, dann ist es absolut.

Absolutwertgeber können als Ausgang ein digitales oder ein analoges Signal liefern. Diese Signale umfassen eine serielle synchrone Schnittstelle (SSI) und 0-10 V oder 4-20 mA.

Winkelcodierer

Anwendungen von Encodern

Hier sind einige der verschiedenen Anwendungen von Encodern:

Luft- und Raumfahrt

Encoder bieten ein hochpräzises Bewegungsfeedback in Luft- und Raumfahrtanwendungen, wenn sie unter schrecklichen Umgebungsbedingungen arbeiten.

Luft- und Raumfahrt

Positionierung der Kugelumlaufspindel

Encoder bieten Bewegungsrückmeldung, wenn sie am Ende des Antriebsmotors oder der Antriebsschaltung angebracht sind.

Positionierung der Kugelumlaufspindel

Automatisierte Fahrzeuge und Roboter

Encoder bieten präzises Bewegungsfeedback für Anwendungen in der automatisierten Robotik.

Automatisierte Roboter

Schnitt – auf – Länge

Hier erzeugt der Encoder eine feste Anzahl von Impulsen. Diese Impulse werden an die Steuerung übertragen und bestimmen die Verfahrlänge.

Aufrundung

Die Auswahl des perfekten Encoders für Ihr Produktdesign ist entscheidend. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Unterschiede zwischen den vier Arten von Encoder-Technologie und Encoder-Motoren zu verstehen.

Encoder-Konfiguration

Stellen Sie bei sich ändernden Technologien sicher, dass Sie den Encoder auswählen, der Ihren Positionsrückmeldungsanforderungen entspricht.

Nun, das schließt alles ab, was Sie über Encoder, Typen und verschiedene Anwendungen wissen müssen. Wenn Sie weitere Informationen zum Encoder benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.