Một bộ mã hóa xoay nhiều lượt là một cảm biến điện cơ chính xác không chỉ có thể đo vị trí góc của một trục trong một vòng quay duy nhất (0 ° đến 360 °),nhưng cũng đo tổng số lần quay hoàn chỉnhMột bộ mã hóa lượt duy nhất đặt lại đầu ra của nó với mỗi vòng quay, trong khi một bộ mã hóa nhiều lượt là khác nhau vì nó có thể cung cấp cả vị trí góc tuyệt đối và tổng số vòng quay,cho phép phản hồi vị trí chính xác trên phạm vi chuyển động lớn hơn.
Trong các ứng dụng điều khiển chuyển động tiên tiến, chỉ chụp một góc trục 360 ° là không đủ để đạt được giám sát hệ thống đáng tin cậy.Khi chuyển động quay được kết hợp cơ học với dịch chuyển tuyến tính, hệ thống bánh răng, hoặc thiết bị lớn, theo dõi tổng số vòng trở nên quan trọng.đảm bảo đồng bộ hóa và điều khiển chính xác các hệ thống điện cơ phức tạpBài viết này sẽ thảo luận chi tiết hơn về bộ mã hóa nhiều lượt, bao gồm nguyên tắc hoạt động, kịch bản sử dụng và các cân nhắc tích hợp khác.
Các chức năng và lợi thế của bộ mã hóa nhiều lượt
Bằng cách theo dõi khi bộ mã hóa cuộn dây đơn lật từ 359 ° đến 0 °, phần mềm theo dõi sự xoay của toàn bộ trục.Việc bỏ qua lấy mẫu, mất điện, thất bại liên lạc, và thậm chí tiếng ồn do rung động tất cả đều có thể dẫn đến tốc độ quay không đồng bộ.Chuyển ngược nhanh gần ranh giới 0 ° / 360 ° thường còn gây nhầm lẫn cho logic phát hiện flipNgay cả với việc lọc và điều chỉnh thuật toán rộng rãi, các giải pháp dựa trên phần mềm vẫn dễ bị mất độ chính xác.
Bộ mã hóa tuyệt đối đa lượt giải quyết những thách thức này ở cấp phần cứng bằng cách tích hợp hai chức năng chính:độ phân giải góc mịn một vòng quay và một đồng hồ đạp xe tích hợp để theo dõi tốc độ quay trục hoàn chỉnh. đo góc thường sử dụng công nghệ cảm biến dung lượng, từ tính hoặc quang học, trong khi đồng hồ đếm tốc độ cập nhật dữ liệu góc đồng bộ.Sự kết hợp này cung cấp đúng vị trí đa lượt tuyệt đối mà không phụ thuộc vào logic lật bên ngoài để cung cấp phản hồi mạnh mẽ và không có lỗi.
Các bộ mã hóa cơ học sử dụng các hệ thống dựa trên bánh răng, các thiết kế từ tính thường sử dụng năng lượng xung Wiegand để ghi lại vòng quay,trong khi thực hiện kỹ thuật số dựa trên điện liên tục. The latter usually requires careful system design to maintain the continuity of the power supply (usually through backup batteries or software safeguards) in order to keep a record of the number of revolutions during power outages.
Làm thế nào để xử lý các bộ mã hóa nhiều lượt khi khởi động
Một thách thức lớn trong thiết kế các bộ mã hóa nhiều lượt là quản lý năng lượng khi thiết lập lại, vì mất các lượt lưu trữ có thể ảnh hưởng đến dữ liệu vị trí tuyệt đối.Người ta thường áp dụng các chiến lược kỹ thuật khác nhau để giảm bớt vấn đề này:
Nguồn hoặc giới hạn chuyển đổi tham chiếu - Khi được kích hoạt, hệ thống sẽ lái cơ chế đến một điểm tham chiếu được xác định trước và khởi động lại vị trí của bộ mã hóa.
Save Last Known Value - Nếu có bộ điều khiển máy chủ hoặc bộ nhớ không biến động, hệ thống có thể lưu góc và vòng quay được ghi lại cuối cùng trước khi tắt.miễn là trục không di chuyển trong thời gian tắt, các giá trị này sẽ được áp dụng lại.
Khóa trục cơ học - Trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch hoặc trạng thái năng lượng cực thấp, trục có thể bị khóa vật lý để ngăn chặn xoay.đạt được sự phục hồi liền mạchPhương pháp này đặc biệt phù hợp với các hệ thống di động hoặc pin.
Khởi động lại lớp hệ thống - Đối với các ứng dụng có thể chịu đựng mất một vài vòng, hệ thống chỉ cần được đặt lại và hiệu chuẩn lại khi khởi động bằng cách sử dụng các cảm biến bên ngoài hoặc các trạng thái mặc định an toàn.Điều này làm giảm sự phức tạp, nhưng chỉ áp dụng cho các ứng dụng phản hồi không quan trọng.
Đối với các ứng dụng không thể chấp nhận mất vòng quay trong trường hợp mất điện, pin dự phòng tích hợp là một trong những giải pháp đáng tin cậy nhất.Phương pháp này không dựa vào các phương pháp hiệu chuẩn lại bên ngoài hoặc các cảm biến phụ trợ, đảm bảo rằng bộ mã hóa có thể tiếp tục được cung cấp điện ngay cả sau khi mất điện ngắn hoặc kéo dài.
Từ quan điểm tiêu thụ năng lượng, đây chính xác là nơi lựa chọn công nghệ trở nên quan trọng.Tiêu thụ năng lượng hoạt động của bộ mã hóa dung lượng (như loạt AMT của Same Sky) thường chỉ ~ 80 mW, làm cho chúng hiệu quả cao cho thiết kế nhúng và pin. hiệu quả của nó làm giảm tiêu thụ lưu trữ năng lượng dự phòng ở mức tối đa có thể,và hỗ trợ lâu dài có thể đạt được mà không có dung lượng pin quá nhiều.
Ngược lại, mức tiêu thụ năng lượng của các bộ mã hóa từ tính thường dao động từ 150 đến 500 mW, trong khi các bộ mã hóa quang thường yêu cầu 200 mW đến hơn 1 W trong các hệ thống có độ phân giải cao hoặc dựa trên LED.Lợi thế hiệu quả này làm cho bộ mã hóa dung lượng rất hấp dẫn trong môi trường năng lượng hạn chế, nơi mỗi miliwatt là rất quan trọng.