¿Qué es un Codificador Absoluto?
Un codificadores absolutos es un codificador que emite un ángulo absoluto desde el origen.
Un codificador es un dispositivo que convierte los cambios de posición en una señal eléctrica y la emite. Absoluto (absolute) es un adjetivo inglés que significa “absoluto”. Se envía una señal específica en función del ángulo actual, de modo que se puede comprobar el ángulo actual sin ninguna información angular previa.
Se utiliza cuando es necesario detectar el ángulo inmediatamente después del encendido o cuando hay que garantizar la fiabilidad de la detección del ángulo, y la mayoría de los Codificadores absolutos utilizan Codificadores ópticos.
Usos de los Codificadores Absolutos
Debido a la alta fiabilidad de la detección de ángulos, el uso de codificadores absolutos se está extendiendo rápidamente en el campo de la robótica. Algunas aplicaciones específicas son
- Robots de brazo articulado
- Robots quirúrgicos remotos
- Máquinas herramienta para componentes de precisión
- Robots industriales para líneas de producción de automóviles
- Equipos industriales de entrega de productos
- Movimientos de las articulaciones de manos y pies para Robots cooperativos
Dado que se espera que los robots de teleoperación evolucionen rápidamente en consonancia con la creciente sofisticación de los sistemas de control en el futuro, es probable que aumente la necesidad de codificadores absolutos.
Principio de los Codificadores Absolutos
Los codificadores absolutos tienen un disco con una pequeña ranura en el eje giratorio, que es leído por un sensor óptico. La estructura es similar a la de un CD fijado al eje. Esta estructura permite al encóder leer con precisión la posición del disco y emitir el ángulo actual, incluso en el momento en que se conecta la alimentación.
Sin embargo, el mecanismo de lectura del ángulo es más complejo y, por tanto, más caro que un codificador de detección de ángulo relativo. También existen métodos de transmisión de señales digitales y analógicas.
- Método Digital de Eliminación de Ruido
El método digital es más robusto, pero requiere más líneas de señal. Si se utiliza una comunicación de transmisión como la comunicación serie, se puede reducir el número de líneas de señal. Sin embargo, pueden producirse retrasos en la comunicación y se necesitan transmisores/receptores dedicados tanto para el transmisor como para el receptor.
- Método Analógico
Se utilizan dos líneas de señal y no se producen retrasos, pero este método es vulnerable al ruido durante la transmisión.
En función de las características anteriores, es necesario seleccionar un método de transmisión que se adapte al propósito.
Otra Información sobre Codificadores Absolutos
1. Utilización del Código Gris en los Codificadores Absolutos
Existen codificadores absolutos de tipo magnético y óptico, siendo el tipo óptico el más común. El código gris se utiliza a menudo como técnica de codificación para discos giratorios de tipo óptico.
El código gris es un tipo de codificación numérica conocido como código binario alterno. Es un tipo de codificación en el que los bits vecinos cambian sólo un bit. Se utilizan para garantizar la fiabilidad: si dos o más bits cambian simultáneamente, no se puede garantizar la fiabilidad de la señal debido a problemas de precisión; si sólo cambia un bit, es posible evitar la lectura errónea de la señal.
Para convertir un número binario normal en un código gris, el valor binario se desplaza un carácter a la derecha y se toma una disyunción exclusiva con el valor binario original. Por ejemplo, la representación binaria de 6 en decimal es 0110. Si se desplaza un bit a la derecha se obtiene 0011; la OR exclusiva de 0110 y 0011 es 0101. Este es el código gris del 6 en decimal.
2. Codificadores Absolutos sin Batería
Existen codificadores absolutos sin batería para servomotores. Los codificadores absolutos detectan la posición absoluta con una pequeña ranura y almacenan la información de posición en la batería, de modo que no es necesario volver a la posición inicial cuando se desconecta y se vuelve a conectar la alimentación. Sin embargo, como funcionan con pilas, es necesario realizar un mantenimiento debido a la duración de éstas.
Para compensar este inconveniente, varios fabricantes ofrecen codificadores absolutos sin batería. El principio de funcionamiento sin pilas varía de una empresa a otra, pero un ejemplo es el uso de memoria no volátil. Cuando el motor gira, los imanes unidos al eje giran juntos y generan su propia energía. La energía generada se utiliza para escribir la información de posición en la memoria no volátil, con lo que se consigue un sistema sin pilas.