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Encoders

ENCODERS

Fernando Martínez González

Sensores e Instrumentación

¿Qué son?

Son dispositivos electromecánicos que convierten el movimiento mecánico en señales eléctricas.

Tipos de Encoders

Incrementales

Absolutos

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Tipos de ENCODERS

1.

2.

3.

4.

Encoders Ópticos

Encoders Magnéticos

Encoders Lineales

Encoders Rotativos

¿Cómo seleccionar?

La elección de un encoder depende de varios factores:

Ambiente de Operación

Tamaño y Compatibilidad

Resolución

Tipo de salida

Velocidad de Operación

Motor con encoder JGA25-370

1.

2.

Especificaciones

Características

Es comúnmente utilizado en aplicaciones de robótica y automatización

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gracias

Características

• Este motor generalmente utiliza un encoder de tipo óptico o magnético incremental, que genera pulsos en respuesta a la rotación del eje.
• El número de PPR (Pulsos por Revolución) puede variar, pero es común que este tipo de encoders ofrezca entre 11 a 20 pulsos por revolución.
• El encoder emite dos señales de salida, generalmente etiquetadas como A y B, que están desfasadas entre sí en un 90º. Este desfase permite al sistema detectar la dirección de rotación del motor.

El encoder integrado es crucial para:

• Medición precisa de la velocidad
• Control de posición
• Implementación de controladores PID

Absolutos

Funcionamiento: Proporciona una lectura única para cada posición del eje mediante un código binario o una secuencia específica, lo que permite que el sistema conozca la posición exacta en todo momento, incluso después de un reinicio. Ventajas: Ofrece una posición exacta incluso después de perder energía. No es necesario un seguimiento de los pulsos. Desventajas: Más complejo y costoso en comparación con los encoders incrementales. Aplicaciones: Sistemas donde la posición debe ser conocida de manera precisa en todo momento, como robots industriales, grúas, y maquinaria CNC.

Visualización de un encoder rotativo Incremental.

Tamaño y Compatibilidad

El tamaño del encoder debe ser compatible con el sistema donde se va a integrar. Factores como el diámetro del eje y la compatibilidad con la interfaz eléctrica son cruciales. Selección: Asegúrate de que el encoder se pueda montar correctamente en el sistema sin interferir con otros componentes.

Especificaiones

• Voltaje nominal: 12V DC
• Velocidad: 140 RPM (Revoluciones por Minuto) a 12V
• Corriente sin carga: Aproximadamente 300 mA
• Torque máximo: Depende de la relación de engranajes, pero en general puede ofrecer un par considerable para aplicaciones de baja velocidad.
• Diámetro del motor: 25 mm
• Relación de engranajes: Puede variar, pero este motor tiene una caja de engranajes que reduce la velocidad del eje mientras aumenta el torque.
• Tipo de engranaje: Usualmente de metal, lo que le da durabilidad y una buena relación entre torque y velocidad.

Ambiente

Encoders ópticos son más precisos, pero sensibles al polvo y la suciedad, por lo que se recomienda usarlos en ambientes controlados. En entornos industriales adversos, un encoder magnético es más apropiado por su robustez. Selección: Si el entorno es sucio o tiene exposición a vibraciones o golpes, un encoder magnético o sellado puede ser mejor opción.

Salida

La salida puede ser analógica o digital. La salida digital es más común hoy en día, ya sea en forma de pulsos o de un código binario en encoders absolutos. Selección: Considera el sistema de control que usará el encoder. Si tu sistema requiere una señal simple para medir la velocidad, un encoder con salida de pulsos será suficiente. Si necesitas posición exacta, usa uno con salida digital absoluta.

Velocidad

Algunos encoders tienen límites de velocidad. Es importante verificar que la velocidad del encoder sea adecuada para la aplicación, especialmente en maquinaria de alta velocidad o motores. Selección: Si la aplicación involucra altas velocidades, elige encoders diseñados para estas condiciones para evitar pérdidas de señal o errores en la medición.

Resolución

La resolución se refiere al número de pulsos o posiciones únicas que el encoder puede detectar por vuelta del eje. Se mide en PPR (Pulsos Por Revolución) en encoders incrementales o en bits en encoders absolutos. Selección: Para aplicaciones que requieren alta precisión (como en robots industriales o equipos de medición), se recomienda usar encoders con alta resolución. Para sistemas de control de velocidad, una resolución más baja puede ser suficiente.

Incrementales

Funcionamiento: Genera pulsos a medida que el eje gira, cada pulso representa un incremento o cambio en la posición angular. El sistema debe contar estos pulsos para calcular la posición relativa. No mantiene la posición si se apaga el sistema. Ventajas: Más simple y económico. Adecuado para medir velocidad o posición relativa. Desventajas: Se pierde la información de la posición absoluta si el sistema se reinicia. Aplicaciones: Sistemas de medición de velocidad, sistemas de seguimiento de movimiento en tiempo real, como motores y servos.

Visualización de un Encoder Rotativo Absoluto