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Arten von Encodern: Der komplette Leitfaden

Arten von Encodern-Über Typen von Drehgebern, Präzisionssteuerung ist in Anwendungen, die Motoren erfordern, von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie Probleme mit der Präzisionssteuerung in Ihren Schaltkreisen haben, ist das erste, was Ihnen in den Sinn kommt, ein Schrittmotor.

Allerdings erfordern nicht alle Situationen solche extremen Maßnahmen. Wenn Sie also eine präzise Steuerung für kleinere Projekte wie eine Drehmotorwelle benötigen, lesen Sie den richtigen Artikel.

Eine einfache Lösung für diese Probleme ist ein Encoder-Motor.

Drehgeber sind kostengünstigere und einfachere Lösungen für Präzisionssteuerungsprobleme. Aber es könnte schwer zu verstehen sein, wie es funktioniert.

Glücklicherweise haben wir diesen Artikel geschrieben, um Ihnen zu zeigen, wie ein Encoder funktioniert, typen und die verschiedenen Anwendungen.

Bist du so weit? Lass uns eintauchen!

Was ist ein Encoder-Motor?

Wenn Sie sich in einer Situation befinden, in der ein Schrittmotor ineffizient und teuer ist, ist der Encoder-Motor genau das, was Sie brauchen.

Im Gegensatz zum Schrittmotor verfügt der Drehgebermotor auf der Rückseite über einen Drehgeber, der Rückmeldesignale an das System sendet. 

Wie? Nun, es verwendet den Drehgeber, um die Position und Geschwindigkeit der Motorwelle zu verfolgen.

Hier ist der beste Teil.

Es gibt eine Vielzahl von Encodermotoren auf dem Markt. Einige dieser Motoren sind absolut oder inkrementell, während andere magnetisch oder optisch sind. 

Mit anderen Worten, die Art des Encoders hängt weitgehend von der Größe, Form und dem Anwendungstyp ab.

Arten von Encodern 1

Encoder-Diagramm

Quelle: 

Wikimedia Commons

Arten von Encodern-Wie funktioniert ein Encoder?

Es gibt zwei Ausgänge in jedem Drehgeber mit den Etiketten A und B. Manchmal führen diese beiden Ausgänge ähnliche Funktionen aus, wodurch Signale erzeugt werden. Diese Signale können magnetisch, optisch und resistiv sein. Am gebräuchlichsten ist der optische Encoder, der Signale basierend auf der Unterbrechung des Lichts gibt.

Hier ist eine Instanz, um die Dinge leichter verständlich zu machen. Je nach Hersteller können wir uns Drehgeber wie Stiche im Inneren des Encoders vorstellen, die mit GND oder Vcc (Voltage Common Collector) hergestellt wurden. Bei einer Drehbewegung im Drehgeber berührt der gemeinsame Anschluss entweder den A-Anschluss oder den B-Anschluss.

Wenn sich der Encoder im Uhrzeigersinn dreht, geht Kontakt A zuerst hoch, gefolgt von Kontakt B. Mit anderen Worten, es wird immer eine 90-Grad-Phasenverschiebung geben, unabhängig von der Drehrichtung (gegen den Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn).

Arten von Encodern 2

Duale binäre Encoder

Quelle: 

Wikimedia Commons

Außerdem können Sie diese Phasenverschiebung mithilfe eines Mikrocontrollers leicht erkennen. Es hilft Ihnen, die Drehrichtung zu bestimmen. Sobald Sie dies getan haben, können Sie einen Zähler erhöhen oder verringern, der Ihnen die Drehzahl oder den Drehgrad anzeigt, wenn Sie einen Getriebegebermotor haben.

Arten von Motor-Encodern

Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Encodertypen mit unterschiedlichen Funktionen, Formen und Größen. Hier sind jedoch die wichtigsten Arten von Encodermotoren, die Sie auf dem Markt finden können.

Arten von Encodern-AC-Motoren Drehgeber

Gleichstrommotoren sind nicht die einzigen Motoren mit Encodern. Ac-Motoren mit Drehgebern sind ebenfalls auf dem Markt erhältlich. Eine AC-Induktion ist eine gängige Wahl für Steuerungssysteme und generische Anwendungen. Warum? Denn solche Anwendungen haben eine lange Lebensdauer und niedrige Kosten. Sie können diese Arten von Motoren in Drehmaschinen finden, die eine Drehzahlregelung erfordern.

Eine weitere Anwendung von AC-Motor-Encodern ist die Robotik. Der Encoder liefert während der Anwendung jederzeit Informationen über die Position und den Weg der Roboterbewegung.

Schrittmotor-Encoder

Wir wissen, was Sie denken. Warum sollte ein Schrittmotor mit einem Encoder arbeiten? Denn präzise Steuerung ist das, was der Schrittmotor am besten kann. 

Aber das ist nicht der Fall. 

Während der Schrittmotor gut in der präzisen Steuerung ist, hat der Encoder immer noch einen großen Einfluss auf die Leistung des Schrittmotors. Somit ist ein Schrittmotor-Encoder ein Schrittmotor, der mit einem Encoder integriert ist.

Wir nennen Schrittmotorsysteme mit Encoder-Integrationen Closed-Loop-Schrittmotoren. Diese Motoren bieten mehr Stabilität, Laufruhe und erreichen höhere Drehmomente als ihre Open-Loop-Pendants.

Ein Schrittmotor-Encoder ermöglicht eine Closed-Loop-Feedback-Steuerung. Außerdem vermeidet es den durch den Schrittmotor verursachten Schrittverlust. Zusätzlich können wir den Schrittmotor-Encoder in optische Encoder und Drehgeber unterteilen.

DC-Motor-Encoder

Dies sind die häufigsten Arten von Encoder-Motoren, die Sie auf dem Markt finden können. Normalerweise handelt es sich um einen generischen Gleichstrommotor mit einem magnetischen Encoder, der auf der Rückseite befestigt ist. An der Vorderseite kann sich eine Getriebebaugruppe befinden, die die Drehzahl verringert und das Drehmoment erhöht.

Außerdem gibt der Encoder dem System ein Closed-Loop-Feedback, mit dem Sie die Drehungen pro Minute einstellen und für eine präzise Geschwindigkeitsregelung fahren können.

Mit anderen Worten, Sie können die Geschwindigkeit der Rückkopplung in Gleichstrommotoren steuern. Dies ist möglich, weil der DC-Motor-Encoder einen Mechanismus bietet, mit dem Sie die Drehzahl des Rotors messen können. 

Servomotor-Encoder

Die Anwendung des Servomotors ist zu einer beliebten Alternative zu hydraulischen, pneumatischen und einigen anderen elektromechanischen Bewegungsformen geworden. 

Darüber hinaus können Sie Servomotoren mit Encodern für verschiedene Anwendungen verwenden, einschließlich Fabrikautomation, Robotik und andere Präzisionssteuerungen.

Servomotor-Drehgeber bieten hohe Drehmomenttechnologie, geringe Größe und hohe Effizienz zu einem vernünftigen Preis. Außerdem ist es die anlaufstelle für Produktionsstätten auf der ganzen Welt.

Arten von Encodern-Technologie

Hier finden Sie verschiedene Arten von Drehgebern, aus denen Sie wählen können – abhängig von Ihrer Anwendung.

Lineare Drehgeber

Lineare Drehgeber sind in industriellen Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen üblich. Dieses Gerät verwendet eine lineare Skala, um seine Position zu bestimmen. 

Arten von Encodern 3

Lineare Drehgeber 

Quelle: 

Flickr

Auf dieser Skala gibt es einen Sensor, der die Skala ableset und die Position bestimmt. Darüber hinaus ist ein digitaler Messschieber ein perfektes Beispiel für einen linearen Encoder. 

Sie können lineare Drehgeber in Instrumenten mit hoher Präzision finden, wie z.B. industrielle Automatisierungswerkzeuge. 

Sie können lineare Encoder auch als absolut oder inkrementell betrachten.

Arten von Encodern-Optische Encoder

Der optische Encoder ist der am weitesten verbreitete Encoder auf dieser Liste. Seine Komponenten sind eine Lichtquelle, eine Lichtdetektorschaltung und Encoderscheiben.

Es ist ein Bewegungssensorgerät, das Licht von einer Codescheibe verwendet, um die Bewegung einer Welle zu überwachen. Mit anderen Worten, dieser Encoder gibt eine Rückmeldung basierend auf der Lichtunterbrechung.

Arten von Encodern 4

Optische Encoder

Quelle: 

Wikimedia Commons

Und so funktioniert’s:

Zuerst schaltet das Einschalten des Geräts die Lichtquelle ein. Die Lichtquelle sendet dann einen Lichtstrahl aus, der durch eine transparente Encoderscheibe mit Mustern und undurchsichtigen Linien geht. 

Als nächstes nimmt der Photodetektor den Lichtstrahl auf und reagiert darauf. Dieser Prozess erzeugt also eine sinusförmige Wellenform, die sich in einen Pulszug oder eine Rechteckwelle umwandelt. Wir nennen den Photodetektor die Lichtdetektorschaltung.

Das Impulssignal ist Licht = ein und kein Licht = aus. Diese Signale werden dann über die Elektronikplatine an den Zähler übertragen. Schließlich sendet der Zähler das Signal und erzeugt die richtigen Funktionen (Drehen, Stoppen usw.).

Arten von Encodern-Inkrementalgeber

Diese Art von Encoder wandelt die Position einer Welle oder die Winkelbewegung in einen digitalen oder analogen Code um. Es verwendet diesen Code, um Bewegung oder Position auszuwählen. Außerdem ist es einer der am häufigsten verwendeten Drehgeber.

Sie können einen Inkrementalgeber auch in Motordrehzahl- und Positionierungs-Feedback-Anwendungen verwenden. Zu diesen Anwendungen gehören Heavy-Duty-, Servo-/Licht- und Industrieanwendungen.

Darüber hinaus bieten Inkrementalgeber ein hervorragendes Geschwindigkeits- und Entfernungsfeedback. Außerdem werden nicht mehrere Sensoren benötigt, sodass die Systeme einfach und kostengünstiger sind. 

Die einzige Einschränkung des inkrementellen Encoders ist die Bereitstellung von Änderungsinformationen. Dazu muss der Encoder die Bewegung mit einem Referenzgerät berechnen.

Arten von Encodern 5

Inkrementalgeber

Arten von Encodern-Absolutwertgeber

Der absolute Encoder ist der interessanteste Encoder auf dieser Liste. Es misst die wahre oder absolute Winkelposition. Es ist das Gegenteil des Inkrementalgebers, der nur die Änderung der Winkelposition berechnet.

Hier wird es interessant.

Das Einschalten bestimmt, ob der Encoder absolut oder inkrementell ist. Wenn also der Encoder einen „Wake and Shakes“ -Prozess durchläuft, um seine Position zu erhalten, dann ist er inkrementell. Wenn es keine Bewegung benötigt, um seine Position auszugeben, dann ist es absolut.

Absolutwertgeber können ein digitales Signal oder ein analoges Signal als Ausgang liefern. Diese Signale umfassen eine serielle synchrone Schnittstelle (SSI) und 0-10V oder 4-20mA. 

Arten von Encodern 6

Winkel-Encoder

Quelle: 

Flickr

Anwendungen von Drehgebern

Hier sind einige der verschiedenen Anwendungen von Drehgebern:

Luft- und Raumfahrt

Drehgeber bieten hochpräzises Bewegungsfeedback in Luft- und Raumfahrtanwendungen, wenn sie unter schrecklichen Umgebungsbedingungen arbeiten.

Luft- und Raumfahrt 

Kugelgewindetrieb

Drehgeber geben Bewegungsfeedback, wenn sie am Ende des Antriebsmotors oder der Antriebsschaltung angebracht sind.

Kugelgewindetrieb

Automatisierte Fahrzeuge & Roboter

Drehgeber liefern präzises Bewegungsfeedback für Anwendungen in der automatisierten Robotik.

Automatisierte Roboter

Schnitt – Auf – Länge

Hier erzeugt der Encoder eine feste Menge an Impulsen. Diese Impulse übertragen sich auf den Regler und bestimmen die Verfahrlänge.

Aufrunden

Die Auswahl des perfekten Encoders für Ihr Produktdesign ist entscheidend. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Unterschiede zwischen den vier Arten von Encoder-Technologie und Encoder-Motoren zu verstehen. 

Encoder-Konfiguration

Quelle: 

Wikimedia Commons

Wenn sich die Technologien ändern, stellen Sie sicher, dass Sie den Encoder auswählen, der Ihren Anforderungen an die Positionsrückmeldung entspricht. 

Nun, damit ist alles abgeschlossen, was Sie über Encoder, Typen und verschiedene Anwendungen wissen müssen. Wenn Sie weitere Informationen über den Encoder benötigen, können Sie uns gerne erreichen, und wir helfen Ihnen gerne weiter.

Hommer
Hallo, ich bin Hommer, der Gründer von WellPCB. Bisher haben wir mehr als 4.000 Kunden weltweit. Bei Fragen können Sie sich gerne an mich wenden. Danke im Voraus.

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