선형 액추에이터를위한 피드백 옵션

로봇에서 TV 리프트까지의 자동화 프로젝트에서 정확한 움직임을 보장하기 위해 피드백을 활용하는 것이 중요합니다. 적절한 피드백을 구현하면 정확한 폐쇄 루프 제어가 가능합니다. 선형 액추에이터; 더 이상 선형 액추에이터가 올바른 위치로 이동하는지 수동으로 확인할 필요가 없습니다. 선형 액추에이터는 일반적으로 객체를 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 데 사용되므로 액추에이터에서받는 가장 중요한 피드백은 위치입니다. 위치 피드백이있는 선형 액추에이터는 일반적으로 3 개의 다른 센서 중 하나를 사용하여 위치를 측정합니다. 전위차계, 홀 효과 센서 및 광학 센서.

전위차계

전위차계 선형 액추에이터에 사용될 때 액추에이터의 위치에 따라 저항이 변하는 가변 저항입니다. 전위차계는 아래 그림과 같이 3 핀으로 구성되며, 핀 1은 입력 전압, 핀 3은 접지이며, 핀 2는 조절 가능한 저항입니다. 핀 2와 접지 사이의 전압을 측정하여 전위차계의 출력을 읽을 수 있으며, 이는 액추에이터가 움직일 때 변경됩니다. 효과적으로 이 피드백을 구현하십시오, 당신은 Arduino액추에이터가 움직일 때이 위치 값을 읽습니다.

전위차계

전위차계의 가장 큰 장점 중 하나는 선형 액추에이터의 절대 위치를 표시한다는 것입니다. 이 때문에이 피드백은 현재 출력 판독 값을 원하는 위치의 출력 판독 값과 비교할 수 있으므로 컨트롤러 소프트웨어에서 처리하기가 매우 쉽습니다. 또한 전위차계의 저항이 전원을 공급하든 아니든 동일하므로 시스템을 끄면 액추에이터의 위치를 ​​잃는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

위치 피드백을 위해 전위차계를 사용하는 단점은 거의 없습니다. 한 가지 단점은 전위차계의 피드백이 전기 노이즈의 영향을받을 수 있으며 안정적인 결과를 달성하기 위해 신호를 필터링해야 할 수도 있다는 것입니다. 전위차계의 출력은 또한 전위차계에 대한 입력 전압에 의존하므로, 입력 전압의 약간의 변화로 인해 출력 신호가 약간 변할 수 있으므로 다중 선형 액추에이터가 동시에 움직이기가 어려울 수 있습니다. 또한 전위차계는 일반적으로 다른 피드백 옵션에 비해 선형 액추에이터의 작은 움직임에 민감하지 않으므로 반복 가능한 결과가 더 어려워집니다.

홀 효과 센서

홀 효과 센서 전압을 생성하기위한 자기장의 효과 인 홀 효과를 기반으로합니다. Hall Effect 센서는 디지털 또는 선형 출력을 제공 할 수 있지만 선형 액추에이터의 경우 일반적으로 디지털 출력 홀 효과 센서를 사용합니다. 이 센서가 자기장을 감지하면 컨트롤러가 읽을 수있는 전압을 생성합니다 [1]. 선형 액추에이터를 사용하면이 센서는 액추에이터의 기어 박스 내부에 자기 디스크와 함께 배치됩니다. 선형 액추에이터가 움직일 때,이 자기 디스크는 전압 펄스를 생성하는 홀 효과 센서를 통과합니다. 이 펄스는 결정하는 데 사용될 수 있습니다 액추에이터가 얼마나 멀리 움직 였는지. 일반적으로 홀 효과 센서를 사용하여 위치 피드백을 제공하는 선형 액추에이터는 액추에이터가 얼마나 멀리 움직이는지를 결정하는 데 사용할 수있는 인치당 펄스를 지정합니다. 예를 들어, 6000 펄스를 감지하고 액추에이터가 12000으로 이동 한 펄스가 있으면 액추에이터가 0.5 인치 이동했음을 의미합니다.

 https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders를 통해 Hall Effect 센서

전위차계와 비교하여 위치 피드백에 홀 효과 센서를 사용하는 주요 단점은 홀 효과 센서가 절대 위치를 측정하지 않는다는 것입니다. 대신 그들은 액추에이터가 얼마나 멀리 이동했는지를 결정하기 위해 계산할 수있는 펄스를 생성하므로 액추에이터가 절대 위치를 결정하기 위해 어디서 시작하는지 알아야합니다. 이것은 Arduino와 같이 액추에이터의 현재 위치를 저장하고 항상 완전히 철회 된 것처럼 알려진 위치에서 액추에이터를 시작함으로써 컨트롤러의 소프트웨어에서 극복 할 수 있습니다. 이를 위해서는 시스템을 켤 때마다 액추에이터를이 알려진 위치로 집으로 집으로 가져 가야 할 수도 있습니다.

위치 피드백에 홀 효과 센서를 사용하는 강점은 전위차계의 피드백에 비해 훨씬 더 큰 해상도를 제공한다는 것입니다. 운동 인치당 1000 개의 펄스가있을 수 있으므로 Hall Effect 센서는 선형 액추에이터를 배치 할 때 정밀도와 신뢰성을 제공합니다. 펄스는 선형 액추에이터의 속도에 따라 주파수가 다르므로 선형 액추에이터의 속도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 홀 효과 센서는 또한 펄스 수가 전위차계의 변화하는 전압보다 더 정확하기 때문에 다수의 선형 액추에이터가 동시에 함께 움직일 수 있도록 더 큰 능력을 제공합니다. 우리를 활용합니다 FA-Sync-X 액추에이터 컨트롤러, 당신은 부하에 관계없이 액추에이터가 일소로 움직일 수 있도록 할 수도 있습니다.

광학 센서

광학 센서 선형 액추에이터 (다른 유형의 광학 센서가 있음)에서 사용되는 것은 홀 효과 센서와 매우 유사한 기능을 제외하고는 광 검출기를 사용하여 빛을 감지합니다 [2]. 광학 센서는 LED 또는 다른 광원의 빛을 가짐으로써 작동합니다. 이 인코더 디스크는 조명이 주기적으로 통과 할 수 있도록 슬롯됩니다. 디스크의 다른쪽에는 광 검출기가 있는데, 이는 디스크의 슬롯을 통과 할 때 빛을 감지하고 출력 신호를 만듭니다 [3]. 액추에이터가 움직일 때, 인코더 디스크가 회전하고 광 검출기에 의해 빛이 감지되어 전압의 펄스를 생성합니다. 이 펄스는 홀 효과 센서의 펄스와 유사하게 사용할 수 있습니다. 액추에이터가 얼마나 멀리 움직 였는지. 위치 피드백을 위해 광학 센서를 사용하는 선형 액추에이터는 액추에이터가 얼마나 멀리 이동하는지 결정하는 데 사용할 수있는 펄스가 이동 한 펄스를 지정합니다.

 광학 센서

광학 센서는 전위차계와 비교할 때 홀 효과 센서와 유사한 강도와 단점을 갖습니다. 그들은 홀 효과 센서보다 훨씬 큰 정확도와 해상도를 가지고 있으며 선형 액추에이터의 속도를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 여러 선형 액추에이터가 동시에 움직일 수 있도록하는 것이 더 좋습니다. FA-Sync-X 액추에이터 컨트롤러. 또한 절대 위치를 측정하지 않고 대신 액추에이터가 얼마나 멀리 이동했는지를 결정하기 위해 펄스를 계산해야합니다. 또한 절대 위치를 추적하기 위해 소프트웨어의 현재 위치를 저장해야하므로 알려진 위치에서 시작해야합니다.

요약

귀하가 원하는 유형의 피드백을 선택하십시오. 선형 액추에이터 응용 프로그램에 더 중요한 느낌에 달려 있습니다. 높은 수준의 정확도가 필요합니까? 광학 또는 홀 효과 센서가있는 선형 액추에이터를 선택하십시오. 켜질 때마다 액추에이터를 홈 위치로 설정하고 싶지 않습니까? 그런 다음 전위차계가있는 선형 액추에이터와 함께 가십시오. 다중 선형 액추에이터를 동시에 제어하고 싶습니까? 광학 또는 홀 효과 센서가있는 선형 액추에이터를 선택하십시오. 귀하의 의견이 절대적인 위치를 제공하기 위해 피드백을 원하십니까? 전위차계가있는 선형 액추에이터와 함께 이동하십시오.

 

[1] Monari, G. (2013 년 6 월) 광학 및 자기 인코더의 해상도 이해. 검색 : : https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta, R. 광학 센서에 대한 기사. 검색 : :https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

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