Interfaz para codificador incremental
Los codificadores incrementales aseguran una retroalimentación constante de velocidad y distancia, al tiempo que simplifican el sistema y reducen costos. Están disponibles en una amplia gama de opciones y cuentan con una interfaz de programación que maximiza su versatilidad. A pesar de su diseño compacto de 36 mm de diámetro, los codificadores incrementales de POSITAL ofrecen una resolución impresionante de hasta 16.384 pasos. Con certificación IP69K y resistencia a impactos de 300 g, los modelos con carcasa de acero inoxidable proporcionan una protección superior contra polvo, humedad y aceite.
Los codificadores rotatorios incrementales generan una señal de salida cada vez que el eje gira un cierto ángulo. El número de pulsos por vuelta define la resolución del dispositivo. Al no generar una posición absoluta, su diseño interno es más simple y económico. Además de seguimiento de posición, se usan frecuentemente para medir velocidad. La posición con respecto al punto de inicio se calcula contando los pulsos; la velocidad se obtiene dividiendo los pulsos entre el intervalo de tiempo medido.
Principio básico: codificador incremental
Los codificadores rotativos incrementales proporcionan una señal de salida serial a través de una única línea de transmisión. Un sensor debe conectarse a un solo controlador.
Un codificador incremental tiene al menos una señal de salida “A”, y normalmente dos: “A” y “B”, con un desfase de 90° para detectar el sentido de giro. Al girar en sentido horario, la señal “A” sube 90° antes que “B”; en sentido antihorario, “B” sube antes que “A”.
Algunos codificadores también emiten una señal “Z” que aparece una vez por vuelta, normalmente durante 90°, en la misma posición. Esta señal sirve como punto de referencia preciso.
Algunos modelos también incluyen señales diferenciales “/A”, “/B” y “/Z”, que son las versiones invertidas de “A”, “B” y “Z”. El controlador puede comparar cada par para verificar errores de transmisión.
La transmisión de estas señales diferenciales a través de un cable de par trenzado mejora la inmunidad al ruido y la fiabilidad de la comunicación.
Controladores de salida
Push-Pull (HTL)
Los circuitos Push-Pull (HTL), también conocidos como Totem Pole, entregan un nivel de señal correspondiente a la tensión de alimentación aplicada, normalmente entre 8 y 30 VDC. Con una conexión adecuada, la interfaz Push-Pull puede utilizarse como sustituto de un circuito de colector abierto, añadiendo un diodo externo que limite la dirección de la corriente.
RS422 (TTL)
Los circuitos RS422 (TTL) proporcionan un nivel de señal constante de 5 V, independiente del voltaje de alimentación. Se pueden seleccionar dos rangos de tensión: de 4,75 a 5,5 VDC (puede reemplazar salidas de colector abierto) o de 8 a 30 VDC. Usando señales diferenciales, la salida cumple completamente con la norma RS422. Las salidas diferenciales ofrecen la mejor respuesta en frecuencia y la mayor inmunidad al ruido. Para garantizar esto, el receptor también debe ser diferencial.
Sustitución de controladores de salida antiguos
Sustitución del colector abierto PNP (fuente de corriente) | Sustitución del colector abierto NPN (sumidero de corriente)
Programmable Incremental Encoder
Los codificadores incrementales no programables solo pueden configurarse en fábrica según las especificaciones del cliente. Sin embargo, si cambian los requisitos de la aplicación, un codificador incremental programable permite ajustar fácilmente algunas características clave. Con un software y una herramienta externa (UBIFAST Configuration Tool), el usuario puede modificar:
Salida incremental: Push-Pull (HTL) o RS422 (TTL)
Pulsos por revolución (PPR): valor programable
Dirección de los pulsos: “A antes que B” o “B antes que A”
Esta capacidad de programación es muy útil para distribuidores, integradores de sistemas o fabricantes de maquinaria, ya que les permite reducir el inventario manteniendo modelos estándar y adaptándolos según las necesidades específicas.
Especificaciones técnicas
Lógica | Nivel de señal | Tensión de alimentación | Tensión de salida |
|---|---|---|---|
TTL | Alto | 4.75-30 V | mínimo 3 V |
TTL | Bajo | 4.75-30 V | máximo 0,5 V |
HTL | Alto | 4.75-9 V 9-30 V | mínimo 3 V |
HTL | Low | 4.75-30 V | máximo 0,5 V |
Niveles de salida de voltaje
Una puerta lógica interpreta ciertas tensiones de entrada como alto (lógico 1) o bajo (lógico 0).
TTL (lógica transistor-transistor): Una señal por encima de 2 V se interpreta como lógico 1, y por debajo de 0,8 V como lógico 0. El voltaje de salida varía entre 0 y 5 V.
HTL (lógica de umbral alto): Una señal superior a 3 V es un lógico 1, y por debajo de 1 V es un lógico 0. El nivel alto depende del voltaje de alimentación. HTL es más inmune a interferencias y ruidos eléctricos.
Ángulo eléctrico y mecánico
El ángulo mecánico es la rotación real del eje medida en grados. El ángulo eléctrico se utiliza para señales eléctricas. Un ciclo completo de voltaje/corriente alterna se define como 360 grados eléctricos (el°). En los codificadores incrementales, un ciclo equivale a un pulso completo. Al definir los pulsos por revolución (PPR), se puede convertir el ángulo eléctrico en ángulo mecánico para cada codificador incremental.
Ciclo de trabajo (Duty Cycle)
El ciclo de trabajo describe la relación entre el tiempo “alto” y el tiempo “bajo” de un codificador incremental. Normalmente, esta relación es 50/50, lo que equivale a 180 el° en alto y 180 el° en bajo.
El rendimiento de los codificadores incrementales magnéticos mejora con mayores configuraciones de PPR y mayores velocidades de rotación (RPM). En cambio, en los codificadores ópticos, el rendimiento disminuye. Los valores de precisión DNL e INL indicados en nuestras hojas de datos son valores en el peor de los casos; se puede esperar un mejor rendimiento con PPR y RPM más altos.
Cuadratura
Cada 90 grados eléctricos (el°), el codificador incremental genera un flanco ascendente o descendente en la salida “A” o “B”, que se interpreta como un cambio de señal. Si el codificador está ajustado a 1000 PPR, el contador registrará 4000 cambios de señal (4 por cada pulso).
Ángulo de fase
El ángulo de fase indica la distancia entre dos flancos de cambio de señal, expresada en grados eléctricos (el°). Este parámetro se especifica normalmente con un valor constante y un error de ángulo (también llamado error de cuadratura).
Precisión (DNL)
La precisión DNL es el error del ángulo de fase expresado como un valor absoluto en grados mecánicos.
Respuesta en frecuencia
Es la frecuencia máxima que el codificador puede emitir a través de sus salidas. Por ejemplo, un codificador de 200 PPR a 600 RPM tiene una frecuencia de 2000 Hz (200 × 600 ÷ 60 s).
Precisión (INL)
Un codificador incremental emite una cantidad definida de pulsos por revolución, y cada pulso corresponde a una posición mecánica determinada. La desviación máxima entre la posición ideal y la real se denomina no linealidad integral (INL). La precisión INL es especialmente importante en aplicaciones de posicionamiento.