خيارات التغذية الراجعة للمشغلات الخطية

يعد استخدام الملاحظات لضمان الحركات الدقيقة أمرًا أساسيًا في أي مشروع أتمتة من المصاعد الآلية إلى المصاعد التلفزيونية. يسمح التنفيذ السليم للتعليقات بالتحكم الدقيق في الحلقة المغلقة الخاصة بك المحرك الخطي؛ لم تعد بحاجة إلى التحقق يدويًا من أن المشغل الخطي ينتقل إلى الموضع الصحيح. نظرًا لأن المحركات الخطية تُستخدم عادةً لنقل كائن من موضع إلى آخر ، فإن أهم ردود الفعل التي يجب تلقيها من المشغل الخاص بك هي موضعه. المشغلات الخطية التي لها ردود فعل موضعية ستقيس عادةً الموضع باستخدام أحد أجهزة الاستشعار الثلاثة المختلفة ؛ مقاييس الجهد ، وأجهزة استشعار تأثير القاعة ، وأجهزة الاستشعار البصرية.

مقاييس الجهد

مقاييس الجهد هي مقاومات متغيرة عند استخدامها في المشغلات الخطية ، تتغير مقاومتها بناءً على موضع المشغل. ستتألف مقاييس الجهد من 3 دبابيس كما هو موضح أدناه ، والدبوس 1 هو جهد الدخل ، والدبوس 3 هو الأرض ، والدبوس 2 هو المقاوم القابل للتعديل. يمكنك قراءة ناتج مقاييس الجهد عن طريق قياس الجهد بين الدبوس 2 والأرض ، والذي سيتغير مع تحرك المشغل. لفعالية تنفيذ هذه الملاحظات، ستحتاج إلى استخدام نوع من وحدات التحكم ، مثل اردوينو، لقراءة هذه القيمة الموضعية أثناء تحرك المحرك.

مقياس فرق الجهد

تتمثل إحدى أكبر نقاط القوة في مقياس الجهد في أنه يوفر مؤشراً على الوضع المطلق للمشغل الخطي. لهذا السبب ، يمكن أن يكون من السهل جدًا التعامل مع هذه الملاحظات في برنامج وحدة التحكم حيث يمكنك ببساطة مقارنة قراءة الإخراج الحالية بقراءة الإخراج للموضع المطلوب. لن تقلق أبدًا بشأن فقدان موضع المشغل إذا قمت بإيقاف تشغيل النظام لأن مقاومة مقياس الجهد ستكون هي نفسها بغض النظر عن كونها تعمل بالطاقة أم لا.

هناك عيوب قليلة لاستخدام مقاييس الجهد للتغذية الراجعة الموضعية. عيب واحد هو أن ردود الفعل من مقياس الجهد يمكن أن تتأثر بالضوضاء الكهربائية وقد تتطلب منك تصفية الإشارة لتحقيق نتائج مستقرة. يعتمد ناتج مقياس الجهد أيضًا على جهد الدخل لمقياس الجهد ، مما قد يجعل من الصعب ضمان تحرك مشغلات خطية متعددة في وقت واحد حيث قد تختلف إشارة الخرج قليلاً بسبب التغييرات الطفيفة في جهد الدخل. أيضًا ، لن تكون مقاييس الجهد عمومًا حساسة للحركات الأصغر للمشغل الخطي ، مقارنة بخيارات التغذية الراجعة الأخرى ، مما يجعل النتائج القابلة للتكرار أكثر صعوبة.

مستشعر تأثير القاعة

مجسات تأثير هول العمل على أساس تأثير القاعة وهو تأثير المجال المغناطيسي لإنتاج الجهد. يمكن أن توفر مستشعرات تأثير القاعة إما إخراجًا رقميًا أو خطيًا ، ولكن بالنسبة للمشغلات الخطية ، فإنها تستخدم عادةً مستشعرات تأثير قاعة الإخراج الرقمية. عندما تكتشف هذه المستشعرات مجالًا مغناطيسيًا ، فإنها تنتج جهدًا يمكن قراءته بواسطة وحدة تحكم [1]. مع المشغلات الخطية ، يتم وضع هذه المستشعرات داخل علبة التروس الخاصة بالمشغل مع قرص مغناطيسي. عندما يتحرك المشغل الخطي ، يدور هذا القرص المغناطيسي ويمرر مستشعر تأثير القاعة الذي ينتج نبضة جهد. يمكن استخدام هذه النبضات لتحديد إلى أي مدى تحرك المشغل. بشكل عام ، ستحدد المشغلات الخطية التي تستخدم مستشعرات تأثير القاعة لتقديم ملاحظات موضعية النبضة لكل بوصة يتم نقلها والتي يمكنك استخدامها لتحديد مدى تحرك المحرك. على سبيل المثال ، إذا اكتشفت 6000 نبضة وكان المشغل الخاص بك يحتوي على نبضة في البوصة تسافر 12000 ، فهذا يعني أن المشغل الخاص بك قد تحرك 0.5 بوصة.

 مستشعر تأثير القاعة عبر: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

يتمثل الجانب السلبي الرئيسي لاستخدام مستشعر تأثير القاعة للتغذية المرتدة الموضعية مقارنة بمقياس الجهد في أن مستشعرات تأثير القاعة لا تقيس الموضع المطلق. بدلاً من ذلك ، فإنها تنتج نبضات يمكن عدها لتحديد المسافة التي تحركها المشغل ، مما يتطلب منك معرفة مكان بدء المشغل لتحديد الوضع المطلق. يمكن التغلب على ذلك في برنامج وحدة التحكم الخاصة بك ، كما هو الحال في Arduino ، من خلال تخزين الوضع الحالي للمشغل وتشغيل المحرك دائمًا من موضع معروف ، مثل التراجع تمامًا. قد يتطلب ذلك منك إعادة المشغل إلى هذا الموضع المعروف في كل مرة تقوم فيها بتشغيل نظامك.

تكمن قوة استخدام مستشعر تأثير القاعة في ردود الفعل الموضعية في أنه يوفر دقة أكبر بكثير مقارنة بالتعليقات الواردة من مقياس الجهد. نظرًا لأنه يمكن أن يكون هناك 1000 نبضة لكل بوصة من الحركة ، فإن مستشعرات تأثير القاعة توفر الدقة والموثوقية في تحديد موضع المحرك الخطي. ستختلف النبضات أيضًا في التردد بناءً على سرعة المشغل الخطي مما يعني أنه يمكنك استخدامها لقياس سرعة المشغل الخطي. توفر مستشعرات تأثير القاعة أيضًا قدرة أكبر على ضمان تحرك مشغلات خطية متعددة معًا في وقت واحد لأن تعداد النبضات أكثر دقة من الجهد المتغير لمقياس الجهد. الاستفادة من وحدة تحكم مشغل FA-SYNC-X، يمكنك حتى ضمان تحرك المشغلات في انسجام بغض النظر عن الحمل.

أجهزة الاستشعار البصرية

مجسات بصرية التي تستخدم في المشغلات الخطية (هناك أنواع أخرى من المستشعرات الضوئية) تعمل بشكل مشابه جدًا لمستشعرات تأثير القاعة باستثناء أنها تكتشف الضوء باستخدام كاشف ضوئي [2]. تعمل المستشعرات الضوئية من خلال تمرير الضوء من LED أو بعض مصادر الضوء الأخرى عبر قرص التشفير. قرص التشفير هذا مشقوق للسماح بمرور الضوء خلاله بشكل دوري. على الجانب الآخر من القرص يوجد جهاز الكشف الضوئي ، الذي يكتشف الضوء عندما يمر عبر الفتحات الموجودة في القرص ويخلق إشارة خرج [3]. أثناء تحرك المشغل ، يدور قرص المشفر ويتم الكشف عن الضوء بواسطة جهاز الكشف الضوئي الذي ينتج نبضة جهد. يمكن استخدام هذه النبضات بشكل مشابه لنبضات مستشعر تأثير القاعة لتحديدها إلى أي مدى تحرك المشغل. ستحدد المشغلات الخطية التي تستخدم المستشعرات الضوئية للتغذية المرتدة الموضعية أيضًا النبضة لكل بوصة يتم نقلها والتي يمكنك استخدامها لتحديد مدى تحرك المشغل.

 أجهزة الاستشعار البصرية

تتمتع المستشعرات الضوئية ، مرة أخرى ، بنقاط قوة وعيوب مماثلة لمستشعرات تأثير القاعة عند مقارنتها بمقاييس الجهد. لديهم دقة ودقة أكبر ، حتى أكبر من مستشعرات تأثير القاعة ، ويمكن استخدامها لقياس سرعة المشغل الخطي. كما أنها أفضل في ضمان تحرك المشغلات الخطية المتعددة في وقت واحد ويمكنها الاستفادة من وحدة تحكم مشغل FA-SYNC-X. كما أنهم لا يقيسون الوضع المطلق وبدلاً من ذلك يطلبون منك حساب النبض لتحديد مدى تحرك مشغلك. ستحتاج أيضًا إلى البدء في موضع معروف حيث ستحتاج إلى حفظ الموضع الحالي في البرنامج لتتبع الموقع المطلق.

ملخص

اختيارك لنوع التعليقات التي تريدها من المحرك الخطي ستعتمد على ما تشعر أنه أكثر أهمية لتطبيقك. هل تحتاج إلى مستوى عالٍ من الدقة؟ اختر مشغلًا خطيًا به مستشعر بصري أو مستشعر تأثير القاعة. ألا تريد أن تضطر إلى ضبط المشغل على موضع المنزل في كل مرة تقوم فيها بتشغيله؟ ثم انتقل بمشغل خطي بمقياس جهد. هل تريد التحكم في عدة مشغلات خطية في وقت واحد؟ اختر مشغلًا خطيًا به مستشعر بصري أو مستشعر تأثير القاعة. هل تريد أن توفر ملاحظاتك موقفًا مطلقًا؟ اذهب مع مشغل خطي مع مقياس الجهد.

 

[1] موناري ج. (يونيو 2013) فهم الدقة في التشفير البصري والمغناطيسي. استردادها من: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] باشوتا ، ر. مقال عن أجهزة الاستشعار البصرية. استردادها من:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

product-sidebar
Tags:

Share this article

منتجات مميزة

هل تحتاج إلى مساعدة في العثور على المشغل الصحيح؟

نحن نقوم بمهندس دقيق وتصنيع منتجاتنا حتى تحصل على أسعار المصنع مباشرة. نحن نقدم الشحن في نفس اليوم ودعم العملاء على دراية. حاول استخدام حاسبة المشغل للحصول على مساعدة في اختيار المشغل المناسب لتطبيقك.