¿Qué es un Encóder Incremental?
Un encóder es un componente electrónico que emplea un sensor para identificar la cantidad, dirección y ángulo del movimiento mecánico, emitiendo una señal eléctrica correspondiente.
Estos dispositivos se subdividen en encóderes incrementales y encóderes absolutos, dependiendo del método de detección utilizado.
Los encóderes incrementales miden los cambios en la posición/rotación al conectarse la alimentación. Por otro lado, los encóderes absolutos determinan la posición/rotación absoluta desde el punto de origen, incluso tras desconectar la alimentación.
En el caso de encóderes incrementales, la posición absoluta requiere una operación de retorno al origen al desconectar la alimentación. Esta distinción marca la diferencia fundamental entre ambos tipos de encóderes.
Usos de los Escónderes Incrementales
Los encóderes incrementales se utilizan como detectores de posición/velocidad en una amplia gama de máquinas, por ejemplo:
- Máquinas herramienta
- Equipos de fabricación de semiconductores
- Robots móviles y máquinas de transporte no tripuladas
- Ascensores
- Automóviles
Los encóderes Espejo se utilizan a menudo como componentes de motores. El encóder detecta la dirección y el ángulo de rotación de un eje giratorio y utiliza la información para controlar la posición y la velocidad del motor.
Principios de los Escónderes Incrementales
1. Método del Encóder Incremental
Los encóderes incrementales se dividen en encóderes ópticos y encóderes magnéticos, dependiendo del principio de detección eléctrica.
- Encóderes ópticos
Método en el que una fuente luminosa, como un LED, se hace pasar por una rendija y los impulsos de la fuente luminosa que pasan por la rendija son detectados por un elemento receptor de luz. Se caracterizan por su gran precisión y su compatibilidad con campos magnéticos elevados. - Codificador magnético
Sistema en el que un imán permanente se fija al extremo de un eje giratorio y el campo magnético es detectado por un elemento Hall y convertido en un ángulo de rotación. Presenta una gran resistencia a los entornos sometidos a vibraciones, golpes y polvo.
2. Configuración del Encóder Incremental Óptico y Principio de Detección de Posición
El principio de detección de posición de los encóderes incrementales se explica utilizando como ejemplo un encóder óptico.
En la Fig. 1 se muestra la configuración básica de un encóder óptico. Un encóder óptico consta principalmente de un emisor de luz, un receptor de luz y un disco (escala).
El disco (escala) está grabado con rendijas y, a medida que el disco gira, la luz emitida por el elemento emisor de luz pasa repetidamente a través de las rendijas y es bloqueada por éstas, generando así impulsos luminosos en el elemento receptor de luz. El número de impulsos emitidos corresponde a la cantidad de movimiento de la rendija, y la cantidad de movimiento puede detectarse por el número de impulsos contados.
La rendija está grabada con tres tipos de rendijas: fase A, fase B y fase Z. El elemento receptor de luz detecta estos tres tipos de impulsos.
- Fase A, fase B.
El número de estas rendijas determina la resolución del codificador: la fase B está desplazada un cuarto de ciclo (90°) respecto a la fase A. - Fase Z
El número de rotaciones del codificador puede contarse detectando los impulsos de la fase Z.
Existen dos tipos de encóderes: los lineales, que detectan el movimiento lineal, y los rotativos, que detectan el ángulo de rotación. En la figura 1, se utiliza como ejemplo un codificador rotatorio, pero el principio en sí es el mismo para los codificadores lineales.
En un codificador rotatorio, las ranuras están grabadas en un disco en forma de disco, mientras que en un codificador lineal, las ranuras están grabadas en una escala de forma rectangular, similar a una regla.
3. Principio de Detección del Sentido de Giro de los Escónderes Incrementales
El sentido de rotación en avance/retroceso puede detectarse por el orden de los impulsos ascendentes de las fases A y B.
En rotación FWD, como se muestra en la Fig. 2, los flancos ascendentes de los pulsos de las fases A y B son
Fase A → Fase B → Fase A → Fase B → …
En rotación inversa, como se muestra en la figura 3, los flancos ascendentes de los impulsos de las fases A y B son
Fase B → Fase A → Fase B → Fase A → ….
Como las fases A y B están desfasadas 1/4 de ciclo, el sentido de giro puede determinarse por el orden de los flancos ascendentes de los pulsos respectivos.
Más Información sobre los Escónderes Incrementales
Especificaciones Principales de los Escónderes Incrementales
Las principales especificaciones que pueden utilizarse como indicador a la hora de seleccionar un encóder incremental son las siguientes:
- Resolución
Número de impulsos por revolución. - Fuente de alimentación
Fuente de alimentación para el funcionamiento del encóder. - Fase de la señal de salida
Existen dos tipos: una que da salida a las fases A, B y Z, y otra que da salida a las fases A y B. - Forma de salida
Forma de salida de impulsos, por ejemplo, colector abierto, salida de controlador de línea. Algunos codificadores emiten la posición mediante comunicación serie. - Velocidad de rotación permitida
Es el límite superior de velocidad de rotación que puede detectar el encóder.