Koop geen lineaire feedbackactuator totdat u dit heeft gelezen

Heeft u een Feedback lineaire actuator? Misschien niet, lees dit artikel om u te helpen begrijpen of dit iets is dat u nodig heeft of niet.

Ten eerste heb je alleen een lineaire actuator met feedback nodig als je positieregeling nodig hebt met behulp van een soort controller. Als je de actuator alleen nodig hebt om van het ene punt naar het andere te gaan, heb je waarschijnlijk geen feedbackactuator nodig. Zelfs als u point-to-point-besturing van de actuator nodig hebt die niet de volledige slag van de actuator gebruikt, heeft u nog steeds geen feedback nodig, omdat point-to-point-besturing kan worden bereikt met behulp van externe eindschakelaars om dit te behalen. Normaal gesproken heeft u alleen feedback nodig als u de exacte positie van de actuator wilt regelen met behulp van een extern signaal, of als u controle nodig heeft over de positie halverwege de slag. Deze zelfde regel geldt ook voor Micro-actuators

Positiecontrole uitgelegd

Dus op dit punt gaan we ervan uit dat je al hebt besloten dat je een bepaald niveau van feedback nodig hebt. Laten we nu ingaan op de details van wat dit werkelijk betekent. Ten eerste moet u het verschil begrijpen tussen alle feedbackactuators op de markt. Nou, je bent op de juiste plek terechtgekomen. Er zijn eigenlijk drie belangrijke feedbacktechnologieën beschikbaar. Firgelli verkoopt alle drie de typen samen met controllers. Dit artikel helpt u de voor- en nadelen van elk type te begrijpen, zodat u het type kunt kiezen dat het beste bij uw toepassing past. Dit kan een beetje technisch worden, dus sla gerust verder en lees gewoon de samenvattingen voor elk feedbacktype.

 SOORTEN ACTUATORFEEDBACK

Potentiometer-feedback

A potentiometer is gewoon een heel dunne laag resistief materiaal zoals Carbon of Cermet die op een materiaal is gedrukt. Deze materialen bieden een elektrische weerstand die zeer lineair is qua weerstand en gemakkelijk kan worden gewijzigd door een andere formulering te gebruiken. Sommige Potentiometers Actuators gebruik een temperatuurstabiele weerstandsdraad. Andere potentiometers zijn vervaardigd uit geleidend plastic.

 Bedradingsschema potentiometer

Laten we zeggen dat u een actuator met een slag van 6 inch heeft en dat u een koolstofspoor van 6 inch lang wilt gebruiken. Wat een potentiometer doet, is 12 VDC (of een andere spanning die u wenst) door dit koolstofspoor sturen en als u vervolgens de spanning zou meten op de locatie heel dichtbij waar de spanning wordt toegepast, zou u een output van ongeveer 12 VDC aflezen.

Als je dan de spanning halverwege het spoor meet, zou de spanning ongeveer de helft daarvan zijn. Hoe verder je verwijderd bent van de plaats waar de spanning wordt toegepast, hoe lager de uitgangsspanning die je afleest, totdat deze uiteindelijk bijna nul is. Kortom, het lezen van de spanning van een weerstandsstrip in de vorm van een spanningsmeting houdt verband met een bepaalde positie.

Natuurlijk heb je nog steeds een soort controller nodig om deze positie te kunnen lezen en op een zinvolle manier aan je weer te geven. Of misschien wilt u deze gegevens alleen gebruiken om een ​​positie aan een andere actuator te koppelen. Bijvoorbeeld: als u twee actuatoren samen op dezelfde snelheid wilt laten draaien. In deze situatie moet u beide posities tegelijkertijd uitlezen, ze matchen en vervolgens de snelheid van de snellere positie aanpassen om te synchroniseren met de langzamere eenheid. Firgelli heeft een controller ontwikkeld die dit voor u doet

 Lineaire potentiometer versus roterende potentiometer

Boven: lineaire en roterende potentiometers

Voordelen:

Potentiometers bestaan ​​al tientallen jaren. Het is een relatief stabiel feedbackapparaat dat positionele feedback biedt zonder dat een controller eerst een cyclus van het "homing"-type hoeft uit te voeren. De feedbackgegevens zijn direct gerelateerd aan de positie en verlies van vermogen of geheugen van de controller heeft geen invloed op de besturingscyclus.

Een ander voordeel van potentiometers is dat u ze afzonderlijk aan uw systeem kunt toevoegen, omdat deze technologie niet in de actuator hoeft te worden ingebouwd. Uitchecken Firgelli's lineaire potentiometers hier. Onze lineaire potentiometers gaan tot 50” en u hoeft niet de volledige lengte te gebruiken om in uw toepassing te kunnen werken. Interne potten hebben een beperkte slag van de actuator, omdat ze roterende potten gebruiken die slechts een bepaald aantal omwentelingen kunnen draaien voordat ze hun maximale capaciteit bereiken. Daarom bieden wij lineaire potten afzonderlijk aan, zonder slagbeperking.

Nadelen:

Na verloop van tijd kan het weerstandsmateriaal verslijten en tijdens de slijtagefase kan het feedbacksignaal onregelmatig worden. Bovendien wordt het feedbacksignaal sterk beïnvloed door elektrische ruis, waardoor een controller in de war kan raken. Uw controllersoftware moet geluid kunnen dempen. Een ander nadeel is dat de herhaalbaarheid van potentiometer tot potentiometer doorgaans niet perfect is. Dit betekent dat twee potentiometers niet exact dezelfde resultaten zullen geven.

Een ander groot nadeel is dat de slaglengte doorgaans beperkt is, want hoe langer een koolstofspoor op een potentiometer, als gevolg van de stabiliteit van het weerstandselement, hoe slechter de kwaliteit van het signaal wordt. Potentiometers zijn dus doorgaans beperkt tot actuatoren met een kleinere slag.

 

Samenvatting:

Potentiometerfeedback is goed voor toepassingen waarbij u elke keer dat u een apparaat inschakelt, niet wilt dat het een homing-cyclus voltooit, zoals bij een Hall-sensor of optische sensor. De controller krijgt direct de absolute positie.

 

Feedback van Hall-sensor:

A Hall-effectsensor Actuator is niets meer dan een magnetische sensor. Er is een ronde magnetische schijf geïnstalleerd in de tandwielkast van de lineaire actuator en de Hall-sensor biedt eenvoudigweg een spanningspuls telkens wanneer de magneet 360 graden draait. Het roterende magnetische veld wordt gelezen als een spanningspiek die zeer herhaalbaar is. Het uitgangssignaal van de Hall-sensor is eenvoudigweg een typische 5V-puls. De controller meet hoeveel van deze pulsen er per tijdseenheid worden geteld, meestal in milliseconden.

 Hall-sensorfeedback - sensa-feedback met hall-effect

Omdat de magnetische schijf ergens in de versnellingsbak is geïnstalleerd, kan de magneet honderden keren per seconde roteren, en hoe vaker hij draait, hoe hoger de resolutie. Dit hangt samen met de nauwkeurigheid van de meting.

Stel dat u een actuator met een slag van 24 inch heeft. En de controller telt over de gehele slaglengte 1.000 pulsen. 1000/24” = 41,66 pulsen per inch. Of 1 puls per 0,024” (0,60 mm). In deze situatie heeft u controle en precisie tot op 0,60 mm (0,024 inch), exclusief eventuele tandspeling.

Er zijn twee soorten Hall-sensoren waarover u moet weten: directioneel en niet-directioneel. Dit is erg belangrijk omdat de meeste fabrikanten van lineaire actuatoren niet-directionele actuatoren verkopen om geld te besparen. Dit betekent dat uw controller niet weet of uw lineaire actuator uitschuift of intrekt. Firgelli verkoopt alleen directionele Hall-sensoren, zodat u weet in welke richting u gaat, en dit is erg belangrijk.

 

Voordelen:

Hall-effectsensoren zijn uiterst betrouwbaar en bieden een zeer goede herhaalbaarheid en positiecontrole. Het uitgangssignaal is een stabiele digitale puls waardoor de controller een nauwkeurige positiecontrole kan garanderen.

Nadelen:

Het feedbacksignaal van een Hall-sensor is slechts een digitale puls en heeft helemaal geen betrekking op de positie. Er moet worden verteld waar de nul- of thuispositie is. Dit betekent dat de controller eerst door een soort thuiscyclus moet worden geleid. Dit wordt doorgaans gedaan door de lineaire actuator terug te trekken naar het startpunt, waarna de controller vanaf dit punt de pulsen begint te tellen. Maar dan moet de actuator volledig worden uitgeschoven, zodat de controller het totale aantal pulsen over de gehele slaglengte kan tellen. Op dit punt heb je dan een soort resultaat dat kan worden gebruikt om met precisie te bewegen.

 Samenvatting:

Hall-sensoren zijn zeer nauwkeurig en geven een zeer goede resolutie en precisie. De apparaten zijn meer dan in staat om de positie tot in zeer kleine stappen te regelen en de duurzaamheid is ook uitstekend. Als uw toepassing elke keer dat deze wordt opgestart een ‘homing-cyclus’ kan accepteren, dan is dit de juiste keuze.

 

Feedback optische sensor:

Optische sensoractuators werken vrijwel op dezelfde manier als Hall-sensoren: ze geven een 5V-pulssignaal af. In plaats van een magnetische schijf gebruikt het systeem echter een kleine platte schijf met gaten of spleten erin. De optische sensor leest eenvoudigweg het aantal sleuven of gaten terwijl de schijf draait. Dit betekent dat een enkele schijf veel sleuven/gaten kan hebben om de nauwkeurigheid aanzienlijk meer te vergroten dan een Hall-sensor.

 feedback van optische sensoren

Laten we zeggen dat een schijf tien sleuven of gaten bevat en dat de schijf zich op dezelfde locatie in de actuator bevindt als de magnetische schijf in een Hall-sensoropstelling. De resolutie is nu tien keer groter omdat er nu tien pulsen per omwenteling zijn in plaats van één. Dus de 1000 pulsen die de Hall-sensor zou hebben gelezen, zijn nu 10.000. De nauwkeurigheid wordt berekend als 10.000 / 24” = 416,66 pulsen per inch of 1 puls per 0,0024” (0,06 mm).

 

Voordelen:

Optische sensoren zijn uiterst betrouwbaar en bieden een extreem goede herhaalbaarheid en positiecontrole. Het uitgangssignaal is zeer goed afleesbaar, met een zeer stabiele feedback.

Nadelen:

Net als bij de Hall-sensor is het feedbacksignaal van een optische sensor helemaal niet gerelateerd aan de positie totdat is verteld waar de nul- of thuispositie zich bevindt. Dit betekent dat de controller eerst door een soort thuiscyclus moet worden geleid. Dit wordt doorgaans gedaan door de lineaire actuator terug te trekken naar het startpunt, waarna de controller vanaf dit punt de pulsen begint te tellen. Maar dan moet de actuator volledig worden uitgeschoven, zodat de controller het totale aantal pulsen over de gehele slaglengte kan tellen. Op dit punt heb je dan een soort resultaat dat kan worden gebruikt om met precisie te bewegen.

Een ander mogelijk nadeel is dat omdat er zoveel pulsen per slagbeweging zijn, het belangrijk is dat uw controleapparaat de pulsen snel genoeg kan lezen, anders krijgt u problemen.

Een derde nadeel is dat optische sensoren geen richting kennen. U moet de polariteitsrichting programmeren als onderdeel van uw systeem. Een gelijkstroom lineaire aandrijving gaat in elke richting op basis van de polariteit van de +ve en -ve draden van de stroom, dus het is niet moeilijk om op basis hiervan de richting te bepalen, maar het is niettemin een extra stap.

Samenvatting:

Optische sensoren zijn uiterst nauwkeurig en geven een extreem hoge resolutie en nauwkeurigheid. De apparaten zijn meer dan in staat om de positie tot in zeer kleine stappen te regelen en de duurzaamheid is ook uitstekend. Als uw applicatie elke keer dat deze wordt opgestart een “Homing-cyclus” kan accepteren, is dit de juiste keuze.

 

TIPS VOOR HET KOPEN VAN EEN FEEDBACK-ACTUATOR

Pas op voor Copy Cats, directioneel of niet

We hebben dit al een beetje besproken in het gedeelte over de Hall-sensor, maar het is waarschijnlijk onze grootste klacht. Iemand koopt een Hall-sensoractuator van iemand anders, maar de actuator is nutteloos omdat hun controller een extra sensor nodig heeft om de richting te bepalen. Onze Hall-sensoractuators zijn bidirectioneel en hebben dus een extra draad. Als vuistregel geldt dat als de actuator geen zes draden heeft (twee voor stroom en vier voor Hall-sensor), er geen sprake is van richtingsdetectie en pas op.

 

Weet welk type potentiometer wordt gebruikt – bepaalt de levensduur

Zoals hierboven vermeld, is een van de nadelen van potentiometers dat het koolstofspoor na verloop van tijd kan verslijten. Wij gebruiken uitsluitend Bourne’s Pots. Deze staan ​​in de elektronica-industrie bekend als de Rolls-Royce onder de potentiometers en gaan net zo lang mee als al het andere, dus maak je geen zorgen.

 

Bepaal waarom u een feedbackactuator nodig heeft

In dit stadium moeten we ervan uitgaan dat u al weet wat een lineaire actuator is en hoe ze werken. Zo niet, dan raden wij u aan onze “Wat is een lineaire actuator en hoe werkt deze??” papier. Vervolgens moet u beslissen welk type feedback u nodig heeft. Om dit te bepalen moet je jezelf afvragen waarvoor je feedback nodig hebt?

Er zijn slechts twee belangrijke redenen waarom u een feedbackactuator nodig heeft:

U wilt twee of meer actuatoren zo besturen dat ze op dezelfde snelheid draaien

U moet de positie van de actuator kennen, omdat u deze naar een specifieke locatie(s) moet verplaatsen

Het precisieniveau en de controller die u gaat gebruiken, bepalen in feite welk type u moet gebruiken. Voor controllers gebruiken mensen meestal een Arduino-controller.  

Voor het automatisch aansturen van twee of meer actuatoren op dezelfde snelheid kunt u gebruik maken van onze Feedback-actuatorcontroller. Er is geen programmering vereist, sluit de actuatoren eenvoudigweg aan op de controller en u bent klaar om te gaan. Deze plug-and-play-controllers zijn eenvoudig en gemakkelijk te installeren.

 

 

 

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.