Feedbackopties voor lineaire actuatoren

Het gebruik van feedback om nauwkeurige bewegingen te garanderen, is de sleutel in elk automatiseringsproject, van robotica tot tv-liften. Een juiste implementatie van feedback zorgt voor een nauwkeurige closed loop-regeling van uw lineaire actuator; u hoeft niet langer handmatig te controleren of uw lineaire actuator naar de juiste positie gaat. Aangezien lineaire actuatoren doorgaans worden gebruikt om een ​​object van de ene positie naar de andere te verplaatsen, is de positie ervan de belangrijkste feedback die u van uw actuator ontvangt. Lineaire actuatoren met positieterugkoppeling meten doorgaans de positie met behulp van een van de 3 verschillende sensoren; potentiometers, hall-effectsensoren en optische sensoren.

Potentiometers

Potentiometers zijn variabele weerstanden die bij gebruik in lineaire actuatoren hun weerstand veranderen op basis van de positie van de actuator. Potentiometers zullen bestaan ​​uit de 3 pinnen zoals hieronder weergegeven, pin 1 is de ingangsspanning, pin 3 is aarde en pin 2 is de instelbare weerstand. U kunt de output van de potentiometers aflezen door de spanning tussen pin 2 en aarde te meten, die verandert naarmate de actuator beweegt. Om effectief voer deze feedback uit, heb je een soort controller nodig, zoals een Arduino, om deze positiewaarde af te lezen terwijl de actuator beweegt.

Potentiometer

Een van de grootste sterke punten van een potentiometer is dat deze een indicatie geeft van de absolute positie van de lineaire actuator. Hierdoor kan deze feedback vrij eenvoudig te verwerken zijn in de software van een controller, omdat u eenvoudig de huidige outputwaarde kunt vergelijken met de outputwaarde van uw gewenste positie. U hoeft zich ook nooit zorgen te maken dat u de positie van uw actuator verliest als u uw systeem uitschakelt, aangezien de weerstand van de potentiometer hetzelfde zal zijn, ongeacht of deze wordt gevoed of niet.

Er zijn enkele nadelen van het gebruik van potentiometers voor positieterugkoppeling. Een nadeel is dat de feedback van de potentiometer kan worden beïnvloed door elektrische ruis en dat u mogelijk het signaal moet filteren om stabiele resultaten te bereiken. De output van de potentiometer is ook afhankelijk van de ingangsspanning naar de potentiometer, waardoor het moeilijk kan zijn om ervoor te zorgen dat meerdere lineaire actuatoren tegelijkertijd bewegen, aangezien het uitgangssignaal enigszins kan variëren als gevolg van kleine veranderingen in de ingangsspanning. Potmeters zijn over het algemeen ook niet zo gevoelig voor kleinere bewegingen van de lineaire actuator in vergelijking met de andere feedbackopties, waardoor herhaalbare resultaten moeilijker worden.

Hall-effect-sensor

Hall-effect sensoren werk gebaseerd op het hall-effect dat het effect is van een magnetisch veld om een ​​spanning te produceren. Hall-effectsensoren kunnen een digitale of lineaire output leveren, maar voor lineaire actuatoren gebruiken ze meestal hall-effectsensoren met digitale output. Wanneer deze sensoren een magnetisch veld detecteren, produceren ze een spanning die kan worden afgelezen door een controller [1]. Bij lineaire actuatoren worden deze sensoren samen met een magnetische schijf in de versnellingsbak van de actuator geplaatst. Terwijl de lineaire actuator beweegt, roteert deze magnetische schijf langs de hall-effectsensor die een spanningspuls produceert. Deze pulsen kunnen worden gebruikt om te bepalen hoe ver de actuator is bewogen. Over het algemeen specificeren lineaire actuatoren die Hall-effectsensoren gebruiken om positieterugkoppeling te geven, de puls per afgelegde inch, die u kunt gebruiken om te bepalen hoe ver de actuator beweegt. Als u bijvoorbeeld 6000 pulsen heeft gedetecteerd en uw actuator heeft een afgelegde puls per inch van 12.000, betekent dit dat uw actuator 0,5 inch is verplaatst.

 Hall-effect-sensor via: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

Het grootste nadeel van het gebruik van een hall-effectsensor voor positieterugkoppeling in vergelijking met een potentiometer is dat hall-effectsensoren geen absolute positie meten. In plaats daarvan produceren ze pulsen die kunnen worden geteld om te bepalen hoe ver de actuator is bewogen, wat vereist dat u weet waar de actuator begint om de absolute positie te bepalen. Dit kan in software van je controller, zoals in een Arduino, worden ondervangen door de huidige positie van de actuator op te slaan en de actuator altijd vanuit een bekende positie te starten, zoals volledig ingetrokken. Dit kan ertoe leiden dat u de actuator elke keer dat u uw systeem inschakelt, in deze bekende positie moet zetten.

De kracht van het gebruik van een Hall-effectsensor voor positieterugkoppeling is dat deze een veel grotere resolutie biedt in vergelijking met de feedback van een potentiometer. Omdat er duizenden pulsen per inch beweging kunnen zijn, bieden Hall-effectsensoren een precisie en betrouwbaarheid bij het positioneren van uw lineaire actuator. De pulsen zullen ook variëren in frequentie op basis van de snelheid van uw lineaire actuator, wat betekent dat u ze kunt gebruiken om de snelheid van uw lineaire actuator te meten. Hall-effectsensoren bieden ook een grotere mogelijkheid om ervoor te zorgen dat meerdere lineaire actuatoren gelijktijdig bewegen, aangezien de pulstellingen nauwkeuriger zijn dan de veranderende spanning van de potentiometer. Gebruikmakend van onze FA-SYNC-X actuatorcontroller, kunt u er zelfs voor zorgen dat de actuatoren gelijk bewegen, ongeacht de belasting.

Optische sensor

Optische sensoren die worden gebruikt in lineaire actuatoren (er zijn andere soorten optische sensoren) werken erg op Hall-effectsensoren, behalve dat ze licht detecteren met behulp van een fotodetector [2]. Optische sensoren werken doordat licht van een LED of een andere lichtbron door een coderingsschijf wordt geleid. Deze encoderschijf is voorzien van sleuven zodat het licht er periodiek doorheen kan. Aan de andere kant van de schijf bevindt zich de fotodetector, die het licht detecteert wanneer het door de sleuven in de schijf gaat en een uitgangssignaal genereert [3]. Terwijl de actuator beweegt, draait de encoderschijf en wordt licht gedetecteerd door de fotodetector die een spanningspuls produceert. Deze pulsen kunnen op dezelfde manier worden gebruikt als de pulsen van een hall-effectsensor om te bepalen hoe ver de actuator is bewogen. Lineaire actuatoren die optische sensoren gebruiken voor positieterugkoppeling, specificeren ook de puls per afgelegde inch, die u kunt gebruiken om te bepalen hoe ver de actuator beweegt.

 Optische sensor

Optische sensoren hebben wederom vergelijkbare sterke en nadelen als hall-effectsensoren in vergelijking met potentiometers. Ze hebben een grotere nauwkeurigheid en resolutie, zelfs groter dan Hall-effectsensoren, en kunnen worden gebruikt om de snelheid van de lineaire actuator te meten. Ze zijn er ook beter in om ervoor te zorgen dat uw meerdere lineaire actuatoren gelijktijdig bewegen en kunnen gebruik maken van de FA-SYNC-X actuatorcontroller. Ze meten ook niet de absolute positie en vereisen in plaats daarvan dat u de puls telt om te bepalen hoe ver uw actuator is bewogen. U moet ook beginnen op een bekende positie, aangezien u de huidige positie in de software moet opslaan om de absolute positie bij te houden.

Samenvatting

Uw keuze voor het type feedback dat u van uw lineaire actuator hangt af van wat u denkt dat belangrijker is voor uw sollicitatie. Heeft u een hoge mate van nauwkeurigheid nodig? Kies een lineaire actuator met optische of hall-effectsensor. Wilt u niet dat uw actuator elke keer dat u hem aanzet in een uitgangspositie moet worden gezet? Ga dan voor een lineaire actuator met een potentiometer. Wilt u meerdere lineaire actuatoren tegelijk aansturen? Kies een lineaire actuator met optische of hall-effectsensor. Wil je dat je feedback een absolute positie geeft? Ga voor een lineaire actuator met een potentiometer.

 

[1] Monari, G. (juni 2013) Inzicht in resolutie in optische en magnetische encoders. Opgehaald van: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta, R. Artikel over optische sensoren. Opgehaald van:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

product-sidebar
Tags:

Share this article

Uitgelichte producten

Klassieke staaf lineaire actuatoren
Klassieke staaf lineaire actuatoren In Stock
From $109.99USD
water resistant IP66 Premium Linear Actuator
Premium lineaire actuatoren In Stock
$129.99USD
TVL-170 Pop-up tv-lift aan achterzijde
TVL-170 Pop-up tv-lift aan achterzijde In Stock
On Sale From $590.00USD

Hulp nodig bij het vinden van de juiste actuator?

Wij precisie engineer en vervaardiging van onze producten, zodat u directe fabrikanten prijzen. Wij bieden dezelfde dag verzending en deskundige klantenondersteuning. Probeer onze Actuator Calculator te gebruiken om hulp te krijgen bij het kiezen van de juiste actuator voor uw toepassing.