Opsi Umpan Balik untuk Aktuator Linear

Memanfaatkan umpan balik untuk memastikan gerakan yang tepat adalah kunci dalam proyek otomasi apa pun dari robot hingga lift TV. Penerapan masukan yang tepat memungkinkan kontrol loop tertutup yang akurat untuk Anda aktuator linier; Anda tidak perlu lagi memeriksa secara manual apakah aktuator linier Anda sudah berada di posisi yang benar. Karena aktuator linier biasanya digunakan untuk memindahkan objek dari satu posisi ke posisi lain, umpan balik terpenting yang diterima dari aktuator Anda adalah posisinya. Aktuator linier yang memiliki umpan balik posisi biasanya akan mengukur posisi menggunakan salah satu dari 3 sensor berbeda; potensiometer, sensor efek hall, dan sensor optik.

Potensiometer

Potensiometer adalah resistor variabel yang ketika digunakan pada aktuator linier, resistansinya berubah berdasarkan posisi aktuator. Potensiometer terdiri dari 3 pin seperti gambar di bawah ini, pin 1 adalah tegangan input, pin 3 adalah ground, dan pin 2 adalah resistor yang dapat disesuaikan. Anda dapat membaca output dari potensiometer dengan mengukur tegangan antara pin 2 dan ground, yang akan berubah saat aktuator bergerak. Untuk secara efektif terapkan umpan balik ini, Anda perlu menggunakan beberapa jenis pengontrol, seperti Arduino, untuk membaca nilai posisi ini saat aktuator bergerak.

Potensiometer

Salah satu kekuatan terbesar dari potensiometer adalah ia memberikan indikasi posisi absolut dari aktuator linier. Karena itu, umpan balik ini dapat dengan mudah ditangani dalam perangkat lunak pengontrol karena Anda dapat membandingkan pembacaan keluaran saat ini dengan pembacaan keluaran dari posisi yang Anda inginkan. Anda juga tidak perlu khawatir kehilangan posisi aktuator jika Anda mematikan sistem karena resistansi potensiometer akan sama terlepas dari diberi daya atau tidak.

Ada beberapa kekurangan dalam menggunakan potensiometer untuk umpan balik posisi. Salah satu kelemahannya adalah umpan balik dari potensiometer dapat dipengaruhi oleh gangguan listrik dan mungkin mengharuskan Anda untuk menyaring sinyal untuk mencapai hasil yang stabil. Keluaran potensiometer juga bergantung pada tegangan masukan ke potensiometer, yang mungkin menyulitkan untuk memastikan beberapa aktuator linier bergerak secara bersamaan karena sinyal keluaran mungkin sedikit berbeda karena sedikit perubahan pada tegangan masukan. Selain itu, potensiometer umumnya tidak akan peka terhadap gerakan kecil dari aktuator linier, dibandingkan dengan opsi umpan balik lainnya, membuat hasil yang dapat diulang menjadi lebih sulit.

Sensor Efek Hall

Sensor efek hall bekerja berdasarkan efek hall yang merupakan pengaruh medan magnet untuk menghasilkan tegangan. Sensor efek hall dapat memberikan output digital atau linier, tetapi untuk aktuator linier, sensor biasanya menggunakan sensor efek hall output digital. Ketika sensor tersebut mendeteksi adanya medan magnet, maka akan menghasilkan tegangan yang dapat dibaca oleh sebuah pengontrol [1]. Dengan aktuator linier, sensor ini diposisikan di dalam gearbox aktuator bersama dengan cakram magnet. Saat aktuator linier bergerak, piringan magnet ini berputar melewati sensor hall effect yang menghasilkan pulsa tegangan. Pulsa ini dapat digunakan untuk menentukan seberapa jauh aktuator telah bergerak. Umumnya, aktuator linier yang menggunakan sensor efek hall untuk memberikan umpan balik posisi akan menentukan pulsa per inci yang ditempuh yang dapat Anda gunakan untuk menentukan seberapa jauh aktuator bergerak. Misalnya, jika Anda mendeteksi 6000 pulsa dan aktuator Anda memiliki pulsa per inci yang bergerak 12000 itu berarti aktuator Anda telah bergerak 0,5 inci.

 Sensor efek hall melalui: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

Kelemahan utama penggunaan sensor efek hall untuk umpan balik posisi dibandingkan dengan potensiometer adalah sensor efek hall tidak mengukur posisi absolut. Sebaliknya mereka menghasilkan pulsa yang dapat dihitung untuk menentukan seberapa jauh aktuator telah bergerak, yang mengharuskan Anda untuk mengetahui di mana aktuator mulai menentukan posisi absolut. Ini dapat diatasi dalam perangkat lunak pengontrol Anda, seperti di Arduino, dengan menyimpan posisi aktuator saat ini dan selalu memulai aktuator dari posisi yang diketahui, seperti ditarik sepenuhnya. Ini mungkin mengharuskan Anda untuk memasukkan aktuator ke posisi yang diketahui ini setiap kali Anda menyalakan sistem.

Kekuatan menggunakan sensor efek hall untuk umpan balik posisi adalah memberikan resolusi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan umpan balik dari potensiometer. Karena mungkin ada gerakan 1000 detik per inci, sensor efek hall memberikan ketepatan dan keandalan dalam memposisikan aktuator linier Anda. Pulsa juga akan bervariasi dalam frekuensi berdasarkan kecepatan aktuator linier Anda yang berarti Anda dapat menggunakannya untuk mengukur kecepatan aktuator linier Anda. Sensor efek hall juga memberikan kemampuan yang lebih besar untuk memastikan beberapa aktuator linier bergerak bersama secara bersamaan karena jumlah pulsa lebih akurat daripada tegangan perubahan potensiometer. Memanfaatkan Pengontrol aktuator FA-SYNC-X, Anda bahkan dapat memastikan aktuator bergerak serempak terlepas dari bebannya.

Sensor Optik

Sensor Optik yang digunakan dalam aktuator linier (ada jenis sensor optik lain) berfungsi sangat mirip dengan sensor efek hall kecuali mereka mendeteksi cahaya menggunakan photodetector [2]. Sensor optik bekerja dengan cara mengalirkan cahaya dari LED atau sumber cahaya lain melalui disk encoder. Disk encoder ini ditempatkan untuk memungkinkan cahaya melewatinya secara berkala. Di sisi lain disk adalah photodetector, yang mendeteksi cahaya saat melewati slot di disk dan menciptakan sinyal keluaran [3]. Saat aktuator bergerak, disk encoder berputar dan cahaya dideteksi oleh photodetector yang menghasilkan pulsa tegangan. Pulsa ini dapat digunakan serupa dengan pulsa sensor efek hall untuk menentukan seberapa jauh aktuator telah bergerak. Aktuator linier yang menggunakan sensor optik untuk umpan balik posisi juga akan menentukan pulsa per inci yang ditempuh yang dapat Anda gunakan untuk menentukan seberapa jauh aktuator bergerak.

 Sensor Optik

Sensor Optik, sekali lagi, memiliki kekuatan dan kekurangan yang serupa dengan sensor efek hall jika dibandingkan dengan potensiometer. Sensor ini memiliki akurasi dan resolusi yang lebih besar, bahkan lebih besar dari sensor efek hall, dan dapat digunakan untuk mengukur kecepatan aktuator linier. Mereka juga lebih baik dalam memastikan beberapa aktuator linier Anda bergerak secara bersamaan dan dapat memanfaatkan Pengontrol aktuator FA-SYNC-X. Mereka juga tidak mengukur posisi absolut dan sebaliknya mengharuskan Anda menghitung denyut nadi untuk menentukan seberapa jauh aktuator Anda telah bergerak. Anda juga harus mulai dari posisi yang diketahui karena Anda harus menyimpan posisi saat ini di perangkat lunak untuk melacak posisi absolut.

Ringkasan

Pilihan jenis umpan balik yang Anda inginkan dari Anda aktuator linier akan tergantung pada apa yang Anda rasa lebih penting untuk aplikasi Anda. Apakah Anda membutuhkan tingkat akurasi yang tinggi? Pilih aktuator linear dengan sensor efek optik atau hall. Apakah Anda tidak ingin harus mengatur aktuator Anda ke posisi rumah setiap kali Anda menyalakannya? Kemudian pergi dengan aktuator linear dengan potentiometer. Apakah Anda ingin mengontrol beberapa aktuator linear secara bersamaan? Pilih aktuator linear dengan sensor efek optik atau hall. Apakah Anda ingin umpan balik Anda memberikan posisi absolut? Pergi dengan aktuator linear dengan potentiometer.

 

[1] Monari, G. (Juni 2013) Memahami resolusi dalam encoder optik dan magnetik. Diperoleh Dari: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta, R. Artikel tentang Sensor Optik. Diperoleh Dari:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

Tags:

Share this article

Koleksi Terpilih

Butuh Bantuan Menemukan Aktuator yang Tepat?

Kami melakukan rekayasa presisi dan memproduksi produk kami sehingga Anda mendapatkan harga produsen langsung. Kami menawarkan pengiriman di hari yang sama dan dukungan pelanggan yang berpengetahuan luas. Coba gunakan Kalkulator Aktuator kami untuk mendapatkan bantuan memilih aktuator yang tepat untuk aplikasi Anda.