必要ですか? フィードバックリニアアクチュエータ?おそらくそうではないかもしれませんが、この記事を読んで、それが必要なものかどうかを理解してください。
まず、フィードバック付きリニア アクチュエータが必要になるのは、ある種のコントローラを使用した位置制御が必要な場合のみです。アクチュエータをある点から別の点に移動するだけの場合は、フィードバック アクチュエータは必要ない可能性があります。アクチュエータの全ストロークを使用しないアクチュエータのポイントツーポイント制御が必要な場合でも、ポイントツーポイント制御は以下を使用して実現できるため、フィードバックは必要ありません。 外部リミットスイッチ これを達成するために。通常、外部信号を使用してアクチュエータの正確な位置を制御したい場合、またはストローク途中の位置の制御が必要な場合のフィードバックのみが必要です。これと同じルールが次の場合にも適用されます マイクロアクチュエーター
位置制御の説明
したがって、この時点で、ある程度のレベルのフィードバックが必要であるとすでに決定していることを前提としています。次に、その実際の意味について詳しく説明します。まず、市場にあるすべてのフィードバック アクチュエーターの違いを理解する必要があります。さて、あなたは正しい場所につまずきました。実際には、利用可能なフィードバック テクノロジーは主に 3 つあります。 Firgelli 3種類ともコントローラーと合わせて販売しております。この記事では、各タイプの長所と短所を理解して、アプリケーションに最適なものを選択できるようにします。少し専門的な内容になる可能性があるので、読み飛ばして各フィードバック タイプの概要を読んでください。
アクチュエータフィードバックの種類
ポテンショメータのフィードバック
あ ポテンショメータ カーボンやサーメットなどの抵抗材料を材料上に印刷した非常に薄い層です。これらの材料は、抵抗率が非常に線形である電気抵抗を提供し、異なる配合を使用することで簡単に変更できます。いくつかの ポテンショメータ アクチュエータ 温度安定性の高い抵抗線を使用してください。他のポテンショメータは導電性プラスチックで製造されています。
したがって、6 インチのストロークのアクチュエータがあり、長さ 6 インチのカーボン トレースを実行したいとします。ポテンショメータの機能は、このカーボン トレースに 12VDC (またはその他の任意の電圧) を加え、電圧が印加される場所に非常に近い位置で電圧を測定すると、約 12VDC 出力が読み取られることになります。
トレースの途中で電圧を測定すると、電圧はその約半分になります。電圧が印加される場所から離れるほど、読み取られる電圧出力は低くなり、最終的にはほぼゼロになります。したがって、一言で言えば、電圧読み取り値の形で抵抗ストリップの電圧を読み取ることは、ある種の位置に関連しています。
もちろん、この位置を読み取り、意味のある方法で表示するには、何らかのコントローラーが必要です。あるいは、位置を別のアクチュエータと一致させるためにのみこのデータを使用したい場合もあります。例: 2 つのアクチュエータを同じ速度で一緒に動作させたい場合。この状況では、両方の位置を同時に読み取り、それらを一致させ、より速い方の速度を調整して、より遅いユニットと同期する必要があります。 Firgelli これを行うコントローラーを開発しました
上: リニアおよびロータリ ポテンショメータ
利点:
ポテンショメータは何十年も前から存在しています。これらは、コントローラが最初に「ホーミング」タイプのサイクルを実行する必要がなく、位置フィードバックを提供する比較的安定したフィードバック デバイスです。フィードバック データは位置に直接関係しており、コントローラの電源やメモリが失われても制御サイクルには影響しません。
ポテンショメータのもう 1 つの利点は、このテクノロジをアクチュエータ内に組み込む必要がないため、システムに個別に追加できることです。チェックアウト Firgelliのリニア ポテンショメータはこちら。当社のリニア ポテンショメータは最大 50 インチまで対応しており、アプリケーションで動作させるために全長を使用する必要はありません。内部ポットは最大回転数までしか回転できないロータリーポットを使用しているため、アクチュエータのストロークが制限されます。このため、ストローク制限のないリニアポットを別途提供しています。
短所:
時間の経過とともに抵抗材料が摩耗する可能性があり、摩耗段階ではフィードバック信号が不安定になる可能性があります。さらに、フィードバック信号は電気ノイズの影響を大きく受け、コントローラーが混乱する可能性があります。コントローラー ソフトウェアはノイズを軽減できる必要があります。もう 1 つの欠点は、通常、ポテンショメータ間の再現性が完璧ではないことです。これは、2 つのポテンショメータではまったく同じ結果が得られないことを意味します。
もう 1 つの大きな欠点は、抵抗素子の安定性によりポテンショメータのカーボン トレースが長くなるにつれて、信号の品質が低下するため、一般にストローク長が制限されることです。したがって、通常、ポテンショメータはストロークの小さいアクチュエータに限定されます。
まとめ：
ポテンショメータのフィードバックは、ホール センサや光学センサのように、デバイスの電源を入れるたびにホーミング サイクルを完了させたくないアプリケーションに適しています。コントローラは瞬時に絶対位置を取得します。
ホールセンサーフィードバック:
あ ホール効果センサー アクチュエーター 単なる磁気センサーにすぎません。丸い磁気ディスクがリニア アクチュエーター ギア ボックスの内側に取り付けられており、ホール センサーは磁石が 360 度回転するたびに電圧パルスを提供するだけです。回転磁場は、非常に再現性の高い電圧スパイクとして読み取られます。ホール センサーからの出力信号は、単なる典型的な 5V パルスです。コントローラーは、時間当たりにこれらのパルスが何回カウントされるかを測定します (通常はミリ秒単位)。
磁気ディスクはギアボックスのどこかに取り付けられているため、磁石は 1 秒間に数百回回転する可能性があり、回転数が増えるほど分解能が高くなります。これは測定の精度に相関します。
24 インチのストロークのアクチュエーターがあるとします。また、コントローラーはストローク全体にわたって 1,000 パルスをカウントします。 1000/24 インチ = 1 インチあたり 41.66 パルス。または 0.024 インチ (0.60mm) ごとに 1 パルス。この状況では、ギアのバックラッシュを除いて、0.024 インチ (0.60 mm) 以内の制御と精度が得られます。
知っておく必要があるホール センサーには、指向性と無指向性の 2 種類があります。ほとんどのリニアアクチュエータ会社はコストを節約するために無指向性を販売しているため、これは非常に重要です。これは、コントローラーがリニア アクチュエーターが伸びているのか縮んでいるのかを認識していないことを意味します。 Firgelli は指向性ホール センサーのみを販売しているので、自分がどの方向に向かっているのかを知ることができます。これは非常に重要です。
利点:
ホール効果センサーは非常に信頼性が高く、非常に優れた再現性と位置制御を実現します。出力信号は安定したデジタルパルスであり、コントローラーが正確な位置制御を保証できるようにします。
短所:
ホール センサーからのフィードバック信号は単なるデジタル パルスであり、位置にはまったく関係ありません。ゼロまたはホーム位置がどこにあるのかを伝える必要があります。これは、コントローラーが最初に何らかのホーミング サイクルを通じて指示される必要があることを意味します。これは通常、リニアアクチュエータを開始点まで後退させることによって行われ、コントローラはこの点からパルスのカウントを開始します。ただし、コントローラがストローク全体にわたるパルスの総数をカウントできるようにするには、アクチュエータを完全に伸ばす必要があります。この時点で、正確に移動するために使用できるある種の結果が得られます。
まとめ：
ホール センサーは非常に正確で、非常に優れた分解能と精度を実現します。この装置は非常に細かい単位で位置を制御する能力を十分に備えており、耐久性も優れています。アプリケーションが電源を入れるたびに「ホーミング サイクル」を受け入れることができる場合は、これが最適な方法です。
光学センサーフィードバック:
光学センサーアクチュエーター 5V パルス信号を出力するという点で、ホール センサーとほぼ同じように機能します。ただし、磁気ディスクを使用する代わりに、システムは穴またはスリットのある小さな平らなディスクを使用します。光学センサーは、ディスクの回転に応じてスロットまたは穴の数を読み取るだけです。これは、1 つのディスクに多くのスロット/穴を設けて、ホール センサーよりも精度を大幅に向上できることを意味します。
ディスクに 10 個のスロットまたは穴があり、そのディスクがホール センサー設定の磁気ディスクとアクチュエーター内の同じ位置にあるとします。 1 回転あたりのパルスが 1 つではなく 10 個になったため、分解能は 10 倍になりました。したがって、ホール センサーが読み取るはずの 1000 パルスは、10,000 パルスになります。精度は、10,000 / 24 インチ = 416.66 パルス/インチ、または 1 パルス/0.0024 インチ (0.06mm) として計算されます。
利点:
光学センサーは非常に信頼性が高く、非常に優れた再現性と位置制御を実現します。出力信号は非常に読みやすく、非常に安定したフィードバックが得られます。
短所:
ホール センサーと同様に、光学センサーからのフィードバック信号は、そのゼロ位置またはホーム位置がどこにあるかが通知されるまで、位置とはまったく関係ありません。これは、コントローラーが最初に何らかのホーミング サイクルを通じて指示される必要があることを意味します。これは通常、リニアアクチュエータを開始点まで後退させることによって行われ、コントローラはこの点からパルスのカウントを開始します。ただし、コントローラがストローク全体にわたるパルスの総数をカウントできるようにするには、アクチュエータを完全に伸ばす必要があります。この時点で、正確に移動するために使用できるある種の結果が得られます。
もう 1 つの考えられる欠点は、ストロークの動きごとに非常に多くのパルスがあるため、制御デバイスがパルスを十分に速く読み取ることができることが重要であり、そうしないと問題が発生することです。
3 番目の欠点は、光学センサーが方向を認識できないことです。システムの一部として極性方向をプログラムする必要があります。 DC リニアアクチュエータ は電源からの +ve ワイヤと -ve ワイヤの極性に基づいて各方向に進むため、これに基づいて方向を決定するのは難しくありませんが、それでも余分な手順が必要です。
まとめ：
光学センサーは非常に正確で、非常に高い解像度と精度を実現します。この装置は非常に細かい単位で位置を制御する能力を十分に備えており、耐久性も優れています。アプリケーションが電源を入れるたびに「ホーミング サイクル」を受け入れることができる場合は、これが最適な方法です。
フィードバック アクチュエータを購入するためのヒント
コピー猫に注意 - 方向性があるかどうか
これについてはホールセンサーのセクションで少し触れましたが、おそらくこれが私たちの最大の不満です。誰かが他の人からホール センサー アクチュエーターを購入しましたが、そのコントローラーには方向を決定するために追加のセンサーが必要なため、そのアクチュエーターは役に立ちません。当社のホール センサー アクチュエーターは双方向であるため、追加のワイヤーが必要です。経験則として、アクチュエータに 6 本のワイヤ (電源用に 2 本、ホール センサー用に 4 本) がない場合は、方向検知ではないので注意してください。
使用されているポテンショメータのタイプを知る - 寿命を決定する
上で述べたように、ポテンショメータの欠点の 1 つは、カーボン トレースが時間の経過とともに摩耗する可能性があることです。私たちはボーンズポットのみを使用しています。これらはエレクトロニクス業界ではポテンショメータのロールスロイスとして知られており、他の製品よりも寿命が長いため、心配する必要はありません。
フィードバック アクチュエータが必要な理由を判断する
この段階では、リニア アクチュエータとは何か、またその動作方法はすでに理解していると想定する必要があります。そうでない場合は、「」を読むことをお勧めします。リニアアクチュエータとは何ですか、またどのように動作しますか？」紙。次に、必要なフィードバックの種類を決定する必要があります。これを判断するには、何に対してフィードバックが必要なのかを自問する必要があります。
フィードバック アクチュエータが必要な主な理由は 2 つだけです。
2 つ以上のアクチュエータを同じ速度で動作するように制御したい
アクチュエータを特定の場所に移動する必要があるため、アクチュエータの位置を知る必要があります。
実際に使用する精度とコントローラーのレベルによって、どのタイプを使用するかが決まります。ほとんどのコントローラーでは、 Arduinoコントローラー.
2 つ以上のアクチュエータを同じ速度で自動制御するには、当社の フィードバック アクチュエーター コントローラー。プログラミングは必要なく、アクチュエーターをコントローラーに配線するだけで準備完了です。これらのプラグアンドプレイ コントローラーはシンプルでセットアップが簡単です。
