Fundamentação Teórica

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O ENCODER é um dos equipamentos mais usados em Automação Industrial, pois com ele conseguimos converter movimentos angulares e lineares em informações úteis à nossa máquina ou processo. Ele é um transdutor que converte um movimento angular ou linear em uma série de pulsos digitais elétricos. Esses pulsos gerados podem ser usados para determinar velocidade, taxa de aceleração, distância, rotação, posição ou direção.

As principais aplicações dos encoders são:

• Em eixos de Máquinas Ferramentas NC e CNC;

• Em eixos de Robôs;

• Controle de velocidade e posicionamento de motores elétricos;

• Posicionamento de antenas parabólicas, telescópios e radares;

• Mesas rotativas; e

• Medição das grandezas acima mencionadas de forma direta ou indireta.

O sistema de leitura é baseado em um disco (encoder rotativo), formado por janelas radiais transparentes e opacas alternadas. Este é iluminado perpendicularmente por uma fonte de luz infravermelha, quando então, as imagens das janelas transparentes são projetadas no receptor. O receptor converte essas janelas de luz em pulsos elétricos conforme os desenhos das figuras 1 e 2. Os encoders podem ser divididos em encoders incrementais e absolutos.

Fig 1 - Princípio de funcionamento de um encoder rotativo.

Fig. 2 - Princípio de funcionamento de um encoder linear.

ENCODERS INCREMENTAIS

O encoder incremental fornece normalmente dois pulsos quadrados defasados em 90º, que são chamados usualmente de canal A e canal B. A leitura de somente um canal fornece apenas a velocidade, enquanto que a leitura dos dois canais fornece também o sentido do movimento.

Um outro sinal chamado de Z ou zero também está disponível e ele dá a posição absoluta "zero" do encoder. Este sinal é um pulso quadrado em que a fase e a largura são as mesmas do canal A. Veja o exemplo da figura abaixo:

A resolução do encoder incremental é dada por pulsos/revolução (normalmente chamado de PPR), isto é, o encoder gera uma certa quantidade de pulsos elétricos por uma revolução dele próprio (no caso de um encoder rotativo).

Para determinar a resolução basta dividir o número de pulsos por 360º, por exemplo, um encoder fornecendo 1024 pulsos/ revolução, geraria um pulso elétrico a cada 0,35º mecânicos.

A precisão do encoder incremental depende de fatores mecânicos, elétricos e ambientais, que são: erros na escala das janelas do disco, excentricidade do disco, excentricidade das janelas, erro introduzido na leitura eletrônica dos sinais, temperatura de operação e nos próprios componentes transmissores e receptores de luz.

Normalmente, nos encoders incrementais são disponibilizados além dos sinais A, B e Z, também os sinais complementares, /A, /B e /Z.