Obter na saída de um encoder um sinal de boa qualidade é essencial para ter um processo efetivo em qualquer aplicação. Selecionar o cabo correto para o seu projeto é fundamental porém o fator decisivo fica sem dúvida por conta de um cuidado especial com a fiação do encoder. Afinal, caso boas práticas de fiação não sejam adotadas, possíveis erros indesejados serão extintos.
Práticas recomendadas para a fiação de um encoder:
1º Siga o esquema de fiação ou pinagem do encoder designado na folha de dados do codificador
2º Passe os cabos nos conduítes, longe dos cabos de energia.
3º Blindagem de cabos e / ou fios individuais para proteção contra EMI. (interferências eletromagnéticas)
4º Evite loops de aterramento. Aterre os cabos apenas em um lado.
5º Ajuste a fiação para a fase adequada dos codificadores em quadratura.
Esquema de Fiação de um Encoder
Os esquemas de fiação podem ser exclusivos para cada modelo e deve-se seguir o diagrama ou pinagem designado no datasheet do encoder específico. A fiação de encoder diferencial multicanal com faixas de comutação pode ter até 14 fios e a fiação incorreta pode resultar em problemas de sinal, como pulsos deformados, baixa amplitude de sinal e conexões em curto.
Na imagem abaixo é possível observar 2 canais em curto, o fato é posto em evidencia com a deformação dos formatos de onda no osciloscópio.
Reduzindo o Ruido do Sinal
Um encoder não pode atuar como um dispositivo de feedback sem a fiação. O problema é que os fios agem como antenas, o que lhes permite captar sinais irradiados de fontes próximas; quanto mais longo o fio do sensor, mais evidente será o efeito. Em ambientes com alta interferência eletromagnética (EMI), aplicar técnicas para bloquear o ruído deve ser a primeira consideração. Os cabos do codificador devem ser executados em conduítes, de preferência separados de outros fios. Se isso não for possível, eles devem ser executados apenas com outros cabos CC de baixa potência. Os fios de sinal devem estar a pelo menos 1 pé (aproximadamente 30,5cm) de distância dos cabos de energia.
Blindagem é importante. No mínimo, o cabo deve ser protegido por uma capa de proteção com um fio de drenagem ou por uma blindagem de fio trançado aterrada. Para aplicações muito sensíveis ou ambientes com alto nível de EMI, devem ser utilizados fios revestidos a folha em combinação com uma blindagem geral de fio trançado ao redor do cabo.
Aterramento da Fiação de Encoder
É importante aplicar técnicas apropriadas de aterramento. A caixa do encoder e seu cabo / conector não devem ser aterrados. Os Encoders Dynapar geralmente possuem provisões para uma conexão de aterramento do gabinete através do conector / cabo para casos onde o sistema na qual eles são conectados não apresentarem esse suporte.
Tome cuidado para aterrar seu cabo apenas em uma extremidade. O aterramento em vários pontos pode criar loops de aterramento, o que pode levar ao ruído induzido pela CA (corrente alternada). A melhor abordagem é aterrá-lo através do conector, idealmente no lado da unidade, assumindo que a unidade esteja aterrada:
Em ambientes Industriais com os mais diversos equipamentos e máquinas, é comum a interferência eletromagnética constante, gerada por motores de alta corrente por exemplo, o ideal é que todos os aterramentos sejam feitos juntos em um único ponto do sistema, como representado na imagem abaixo:
Prevenção de correntes de eixo do motor
Os inversores de frequência variável podem induzir correntes no eixo, rotor e carcaça do motor. Isso é resultado da alta frequência de comutação dos VFDs. A corrente nesse caso pode penetrar diretamente no encoder, e em alguns casos, causar danos internos fatais.
É importante isolar o Encoder das correntes do eixo. Isso pode ser feito usando escovas de aterramento que contatam diretamente o eixo do motor. O eixo, por sua vez, conecta-se à carcaça do motor, de modo que quaisquer correntes induzidas vão diretamente para a carcaça do motor. Isso protege os rolamentos, tanto para o encoder quanto para o motor.
As principais técnicas para o aterramento do rolamento de motor são:
1º Rolamentos isolados.
2º Graxa condutora para ajudar a espalhar os rolamentos de descarga.
3º Inserções isoladas para montagem de encoders de eixo vazado, incluindo arruelas de isolamento e arruelas de nylon.
Fases do Encoder e Fases de Reversão
Os codificadores em quadratura ou incrementais possibilitam determinar a direção da rotação mantendo um atraso de fase de 90 ° entre o sinal de um canal A e um canal B correspondente, mas fisicamente desviado no disco de código. Se o pulso do canal A liderar o do canal B, o dispositivo receptor pode interpretar a diferença como rotação no sentido horário, enquanto um atraso de fase indica movimento no sentido anti-horário.
Às vezes, principalmente quando um tipo de codificador está sendo trocado por outro, o relacionamento de fases pode ser o oposto do esperado. Isso pode criar um problema significativo no equipamento. Felizmente, corrigir a situação é bastante simples:
1º Para um codificador de quadratura, basta inverter os fios dos canais A e B.
2º Para um codificador diferencial, troque os fios A e A ‘, mas deixe os fios B e B’ em paz. Isso efetivamente troca a fase entre A e B e, ao mesmo tempo, A ‘e B’.
Quer saber mais sobre saídas de encoders e possíveis interferências, clique aqui e confira nosso artigo técnico especializado.
Para um material mais detalhado, consulte diretamente o site da Dynapar.
Caso tenha alguma dúvida na escolha do encoder de segurança mais apropriado para a sua aplicação. Entre em contato, a equipe da Mokka-Sensors estará a sua disposição!
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