Si quieres comprender qué son los encoders incrementales, lo primero que tenemos que hacer es ponerlos en contexto y compararlos con el otro gran tipo de encoders, los encoders absolutos.
Los encoders incrementales también son conocidos como encoders relativos. Su nombre nos ofrece pistas de cómo funcionan estos encoders. La gran diferencia entra los encoders incrementales o relativos y los encoders absolutos es que los incrementales necesitan siempre un punto de referencia para conocer su posición y los absolutos no la necesitan. De esta conclusión se puede afirmar que los encoders absolutos tienen una ventaja técnica sobre los incrementales al no precisar un punto de referencia, pero por contra son más más complejos y difíciles de fabricar, lo cual repercute en el precio y por eso los modelos incrementales son más baratos que los absolutos.
Si precisas más detalles aquí puedes descubrir todas las diferencias entre encoders absolutos y los incrementales.
Como su propio nombre indica, los encoders incrementales basan su funcionamiento en la detección de marcas internas o incrementos que son equidistantes unos de otros. Por lo tanto, cuando se produce un movimiento en el encoder, éste cuenta el número de incrementos que han sido detectados en un cierto intervalo de tiempo y de este modo nos entregan información sobre la velocidad, dirección y cambio de posición con respecto a un punto de referencia.
A diferencia de los modelos absolutos, las marcas internas de los encoders incrementales son iguales entre sí. Ese es el motivo por el que un encoder incremental siempre necesita un punto de referencia para conocer su posición ya que la posición tiene que ser calculada a partir del numero de incrementos que se ha desplazado respecto a la posición de referencia. Cabe destacar que el punto de referencia solo es necesario para controlar la posición. Si tan solo queremos conocer la velocidad o la dirección del movimiento no es necesario configurar ningún punto de referencia.
Podemos encontrar encoders incrementales en infinidad de productos y aplicaciones industriales. A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones donde se utilizan encoders incrementales.
Existen cientos por no decir miles de modelos de encoders incrementales en el mercado, por eso es importante saber elegir el modelo apropiado para nuestro proyecto. Nos hemos dado cuenta que habitualmente técnicos e ingenieros tienden a pasar por alto algunas características importantes que podrían sumar funcionalidad a la aplicación y que no lo hacen por desconocimiento. Otras veces ocurre lo contrario, sobredimensionan las prestaciones del encoder encareciendo innecesariamente el proyecto o producto final. Estas son las principales características que debes tener en consideración cuando necesites comprar un encoder incremental.
Hay dos grandes grupos de encoders incrementales, los rotativos y los lineales. Si el movimiento de tu aplicación es rotativo necesitarás un encoder rotativo. Sin embargo, si el movimiento de tu aplicación es lineal, es probable que necesites un encoder lineal pero también podría ser que la mejor opción sea uno rotativo ya que hay muchos movimientos lineales que implican elementos mecánicos rotativos (husillos, piñones-cremallera, reductores…). Nuestra recomendación es usar siempre que sea posible un modelo rotativo ya que te habilita un recorrido infinito, mientras que los lineales tienen una carrera limitada. No obstante, saber si la mejor opción es un encoder lineal o uno rotativo no debería ser muy complicado.
A diferencia de los modelos absolutos, todos los encoders rotativos incrementales son multivuelta, por lo tanto no hay que preocuparse de este aspecto. Como ya hemos explicado, los encoders incrementales no tienen una codificación única para cada posición, sino que es una secuencia que se repite indefinidamente … 0, 1, 0, 1, 0, 1…. Esta simplicidad hace que al finalizar la primera vuelta y comenzar la segunda no haya variación en la secuencia. Por lo tanto los encoders rotativos incrementales pueden utilizarse en aplicaciones que requieran giros prolongados más allá de los 360º.
Un encoder incremental de simple canal es capaz de medir velocidad y desplazamiento (angular o lineal) pero no permite medir la dirección del movimiento. El origen de esta afirmación es que la secuencia de respuesta de un encoder de un solo canal, sería idéntica en ambas direcciones (…0,1,0,1…). Estos encoders de simple canal son más económicos y resultan ideales para aplicaciones como motores de ventilación o de bombeo donde la dirección de giro del motor siempre es la misma y tan solo se necesita medir la velocidad.
Por lo tanto, si necesitamos conocer la dirección de giro es necesario que el encoder incremental disponga de dos canales y sus dos respectivos sensores. Estos dos canales concéntricos, por consenso nombrados A y B, deben tener un desfase entre ellos, lo que permite a la controladora conocer la dirección del movimiento.
En el siguiente GIF se representa un encoder incremental rotativo básico a modo conceptual. Como se pude ver, hay dos canales con un cierto desfase que permite a la controladora conocer el sentido de giro del encoder:
A los encoder incrementales de doble canal también se les conoce con encoders en cuadratura. En la siguiente imagen se puede ver cómo las ondas cuadradas de los canal de salida A y B están desfasadas 90 grados. Si el giro del encoder es en sentido horario (CW) la señal cuadrada del canal A irá con retraso respecto a B. Si el giro es antihorario (CCW), la señal del canal A ira adelantada respecto al canl B.
Para determinar la resolución del encoder incremental necesitamos conocer la precisión que requiere la máquina o producto donde vaya montado dicho encoder. Es decir, el encoder interno de un pie de rey digital necesitará mayor precisión que el encoder utilizado en una rueda de medición de distancias..
Aunque hay algunas excepciones, generalmente cuanta más precisión requiera nuestra aplicación más resolución deberá tener el encoder. La resolución de un encoder absoluto depende del numero de bits, por lo que para un encoder de n bits se logrará una resolución de `2^n` posiciones. Sin embargo la resolución de los encoders incrementales se mide en PPR (pulsos por revolución) para encodes rotativos o en pulsos unidad de longitud (cm, mm, pulgadas) para encoders lineales.
En el mercado podemos encontrar distintos tipos de encoders según el sistema de detección que empleen. Aunque hay más tipos, los dos más utilizados son los ópticos y los incrementales:
Además de los puntos que acabamos de describir, hay otros muchos aspectos que se debe considerar para elegir el encoder que mejor se ajuste a nuestra aplicación.
El equipo de Euroencoder estará encantado de poder ayudarle. Asesoramiento técnico y comercial para ayudarle a encontrar el encoder que necesita.
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