Los encoders son componentes que se añaden a un motor de corriente continua para convertir el movimiento mecánico en pulsos digitales que puedan ser interpretados por el sistema de electrónica de control integrado. El principal objetivo de los distintos tipos de encoders es el de transformar información de un formato a otro, con el propósito de estandarización, adecuación de la velocidad o control de la seguridad.
Los motores DC tienen un complejo control de posición y de la velocidad, su comportamiento es no lineal y depende mucho de la carga que soportan; por este motivo necesitan de la aplicación de un encoder (que puede estar integrado o no) que permita conocer y asegurar la correcta posición del eje.
Según su diseño y funcionalidad existen distintos tipos de encoders. En el siguiente post vamos a analizar los principales, su funcionamiento y características fundamentales.
Cómo funciona un encoder
Poniendo énfasis en su composición, un encoder se compone de un disco conectado a un eje giratorio. El disco puede estar fabricado de vidrio o plástico, y se codifica combinando zonas transparentes y opacas que bloquean el paso de la luz.
A continuación, y entrando ya en su funcionamiento, podemos decir que con la rotación del eje, la fuente emisora infrarroja emite una luz que es interpretada por el sensor óptico (o foto-transistor) que a su vez genera los pulsos digitales, según la luz atraviesa el disco o es bloqueada por las zonas opacas. Esto produce una secuencia de información que permite controlar aspectos como la dirección del movimiento, el radio de giro, y en algunas circunstancias, la velocidad.
Algunas de sus aplicaciones más extendidas son la robótica, los pequeños electrodomésticos de uso doméstico o ciertas aplicaciones industriales que requieren de una medición angular.
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Tipos de encoders
Encoder óptico
Se trata del tipo de encoder más usado y está compuesto por una fuente emisora de luz, un disco giratorio y una detector de luz “foto detector”.
El disco está montado sobre un eje giratorio y dispone de secciones opacas y transparentes sobre la cara del disco. La luz que emite la fuente es recibida por el fotodetector o interrumpida por el patrón de secciones opacas produciendo como resultado señales de pulso que son leídas por un dispositivo controlador el cual incluye un microprocesador para determinar el ángulo exacto del eje.
Encoder lineal
Es un dispositivo o sensor que cuenta con una escala graduada para determinar su posición. Los sensores en el encoder leen la escala para después convertir su posición codificada en una señal digital que puede ser interpretada por un controlador de movimiento electrónico.
Los encoders lineales pueden ser absolutos o incrementales y existen diferentes tipos de encoders lineales según la tecnología que se usa en su mecanismo.
Este tipo de encoder se utiliza en aplicaciones de metrología, sistemas de movimiento y para controlar instrumentos de alta precisión en la fabricación de herramientas.
Encoder absoluto
Los encoders absolutos ofrecen un código único para cada posición y se dividen en dos grupos: los encoders de un solo giro y los encoders absolutos de giro múltiple. Su tamaño es pequeño, lo que permite una integración más simple.
Los encoders absolutos se aplican en motores eléctricos de corriente directa y sin escobillas, en sectores específicos como la maquinaria sanitaria.
Encoder incremental
Se trata de un tipo de encoder óptico, que determina el ángulo de posición a raíz de realizar cuentas incrementales, donde cada posición es completamente única.
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Encoder de cuadratura
Es un tipo de encoder rotativo incremental el cual tiene la capacidad para indicar la posición, dirección y velocidad del movimiento.
En relación a sus aplicaciones, podemos encontrarlos en muchos productos eléctricos de consumo y en una infinidad de aplicaciones comerciales. Entre sus principales ventajas destaca su flexibilidad, sencillez y durabilidad.
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