Para compreender as diferenças entre encoders absolutos/incrementais single-turn e multi-turn, bem como saber onde aplicar cada um deles, você está no lugar certo.
Conheça Mais sobre as Tecnologias
Os encoders single-turn (volta-única) medem o deslocamento do eixo em 360° a partir de uma posição inicial definida, com uma saída repetida a cada rotação completa do eixo do encoder. Por outro lado, os encoders multi-turn (multi-voltas) não apenas medem o grau de rotação dentro de 360°, mas também registram o número total de rotações do eixo do encoder, utilizando um valor digital único (ou “word”) para cada posição e número de rotações.
Imagine um encoder single-turn como um relógio de ponteiro único, que mede apenas os minutos (figura à esquerda). Após 60 minutos, o relógio reinicia e não registra o número total de horas. Já um encoder multi-turn é como um relógio tradicional, com um ponteiro para minutos e outro para horas (figura à direita). Em qualquer momento, você pode ler tanto a posição do ponteiro quanto o número total de rotações do ponteiro dos minutos (ou horas).
Aplicações para Encoder Single-Turn
Os encoders single-turn são ideais para aplicações que envolvem medições de menos de 360° de rotação. Isso inclui a medição do ângulo de articulação, medição de rotações parciais de um eixo e muito mais. Por exemplo, um encoder single-turn pode ser usado para medir o ângulo de articulação de uma porta ou o ponto de pivô de uma antena rotativa.
Os encoders absolutos single-turn também são frequentemente empregados em servo motores de ímã permanente, para fornecer a posição do estator do motor em relação ao rotor após a inicialização, melhorando o controle de torque. Em muitas aplicações, registrar o número total de voltas não é necessário, apenas a posição dentro de uma rotação.
Aplicações para Encoder Multi-Turn
Os encoders multi-turn são ideais para aplicações que exigem a medição do grau de rotação e o registro do número total de rotações. Além disso, eles são úteis em medições de longos deslocamentos lineares em que o uso de um encoder linear não é viável ou econômico, ou quando o ponto de rotação é inacessível.
Esses encoders também são eficazes no feedback de servo-motores quando a aplicação envolve eixos coordenados que se movem durante a operação. Diferentemente dos encoders single-turn, os encoders multi-turn retêm a posição mesmo quando há perda de energia, evitando a necessidade de recalibração.
Por exemplo, em aplicações críticas como a fabricação de semicondutores, onde uma perda de energia pode resultar na perda de um wafer inteiro, os encoders multi-turns são essenciais para salvar as posições mecanicamente em caso de falha de energia.
Tecnologias Multi-Turn em Encoders
Os encoders incrementais multi-turn normalmente incluem um canal especial em seu disco de códigos, conhecido como canal de índice, index, marker ou canal Z. Esse canal é separado e possui uma única região opaca. A cada rotação completa do disco de códigos, o canal Z gera um único pulso, permitindo que o dispositivo de leitura conte o número de rotações completas realizadas pela carga.
O número de rotações completas que um encoder incremental multi-turn pode monitorar é limitado apenas pelo poder de processamento e capacidade de armazenamento do dispositivo de leitura, geralmente um microprocessador. No entanto, uma desvantagem é que ele perde todas as informações em caso de falta de energia. Para contornar esse problema, um backup de bateria pode ser usado para salvar os dados, mas ainda assim, movimentos mecânicos após a perda de energia podem exigir recalibração, a menos que haja um contador no lado do encoder.
Encoders Absolutos Multi-Turn com Engrenagens
Uma versão simples de um encoder absoluto multi-turn envolve dois discos: um para monitorar ±360° e outro para monitorar rotações completas do disco de código primário. Ambos são conectados por um sistema de engrenagens complexo que indexa o disco secundário a cada rotação completa do disco primário.
Esse sistema permite que o encoder rastreie uma quantidade significativa de movimento. Por exemplo, combinando um disco primário de 10 bits com um disco secundário de 10 bits, você obtém um sistema capaz de registrar 1024 posições rotativas e 1024 voltas completas.
Em teoria, é possível expandir esses projetos para incluir um grande número de discos secundários, dependendo dos requisitos da aplicação.
Encoders Absolutos Multi-Turn com Sensores (Wiegand)
Um sensor Wiegand pode ser usado para criar um encoder multi-turn sem engrenagens, registrando as rotações induzindo mudanças em um campo magnético. Isso faz com que um fio gere um pulso a cada rotação do encoder.
O pulso ativa um contador dentro do encoder, que então registra a rotação. Com menos componentes mecânicos, os encoders absolutos multi-turn com sensor Wiegand costumam ser mais compactos do que outras opções e geram menos fricção, graças à redução de componentes mecânicos.
Um Encoder Multi-Turn é mais Preciso que um Encoder Single-Turn?
Embora um encoder multi-turn tecnicamente aumente a resolução do dispositivo, a precisão ainda é determinada pela contagem de bits single-turn. Em muitas aplicações, a precisão do encoder não limita a precisão do sistema, já que a precisão do dispositivo single-turn geralmente excede a precisão mecânica do restante do sistema.
Portanto, escolher entre um encoder single-turn e um encoder multi-turn depende das necessidades específicas de sua aplicação e das condições em que ela opera. Certifique-se de considerar cuidadosamente esses fatores ao selecionar o tipo de encoder mais adequado para o seu projeto.
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