COMPONENTS
ENCODER
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
Encoder innovativi
per durata e precisione
senza compromessi
G
li encoder rotativi forniscono informazioni cri-
tiche sulla posizione degli alberi motore e
quindi sulla loro direzione di rotazione, veloci-
tà e accelerazione. Si tratta di componenti critici dell’a-
nello di retroazione per il controllo del movimento in
numerose applicazioni nei settori industriale, aerospa-
ziale, energetico, della robotica e dell’automazione.
In contesti di questo tipo gli encoder devono essere
in grado di garantire affidabilità sul lungo termine,
durata ed elevate prestazioni, pur operando spesso in
condizioni ambientali severe per la presenza di polve-
re, sporcizia, variazioni di temperatura e vibrazioni di
notevole intensità. La richiesta di encoder è aumentata
notevolmente a causa del notevole incremento di
applicazioni che richiedono un’elevata precisione nel controllo
del movimento.
Il problema che un progettista deve affrontare è la scelta tra i
due più diffusi tipi di tecnologia utilizzata per la realizzazione
degli encoder: ottica e magnetica. Il primo approccio garantisce
la miglior accuratezza a fronte di una minore affidabilità mentre
il secondo assicura una maggior durata a scapito dell’accura-
tezza. Mentre in alcuni progetti è possibile evitare l’uso degli
encoder, questi dispositivi rappresentano una connessione di
vitale importanza per la maggior parte degli anelli di controllo/
retroazione (si faccia riferimento al riquadro: “Alcune conside-
razioni sui progetti sensorless”).
Compromessi necessari
Gli encoder tradizionali sono caratterizzati da un numero di im-
pulsi per giro (ppr - pulse per revolution) compreso tra 48 e
2.048, mentre la maggior parte delle applicazioni richiede un
numero di impulsi compreso tra 800 e 1.024 ppr. Sebbene un
elevato numero di giri sembrerebbe garantire una precisione
maggiore, non va dimenticato che ciò si traduce in un aumento
dei costi e della complessità, con un conseguente incremento
della mole di calcoli e di elaborazione richiesta al controllore di
sistema o al processore presente nell’anello. Oltre a non essere
strettamente necessaria, un’eccessiva precisione può essere
dannosa per la presenza di rumore, vibrazioni e distorsione
della posizione dell’albero.
Molti encoder sono basati su principi di natura magnetica op-
pure ottica. La tecnica di tipo ottico prevede l’uso di un disco in
plastica o in vetro con due insiemi di finestre poste attorno alla
circonferenza, come schematizzato in figura 1. Una sorgente di
luce a LED e una serie di fotorivelatori sono posizionati ai lati
opposti del disco: nel momento in cui i disco gira, il passaggio
o meno della luce attraverso le finestre genera le tipiche onde
quadre degli impulsi delle uscite in quadratura A e B.
Jeff Smoot
Vp of Motion Control
CUI
Gli encoder basati sulla tecnologia capacitiva
assicurano livelli di prestazioni, affidabilità e
accuratezza non conseguibili con gli encoder
ottici e magnetici tradizionali
Fig 1 – Schema semplificato di un encoder ottico
