UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

TECNOLOGIA EM AUTOMATIZAO INDUSTRIAL

DISCIPLINA DE INSTRUMENTAO

Encoder

PROFESSOR: Valner Brusamello

COMPONENTES: Diogo Molon Marchett Jean Paulo Antonello Leonardo Damassini Valmor Valentin Tibolla

Caxias do Sul, 23 Junho de 2004.

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NDICE

Encoder ................................................................................................................... 4

Como Funciona ....................................................................................................... 4

Tipo de encoder ...................................................................................................... 6

Aplicaes ............................................................................................................... 9

Concluso.............................................................................................................. 10

Trabalho prtico .................................................................................................... 11

Bibliografia ............................................................................................................ 16

Anexos .................................................................................................................. 17

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INTRODUO

comum encontrar sistemas compostos de elementos mecnicos que

desenvolvem movimentos com posies iniciais e finais bem definidas, como, por

exemplo, os cilindros hidrulicos e pneumticos. Quando se tratam de posies

intermedirias no podemos mais utilizar sistemas convencionais de posicionamento,

precisamos procurar sistemas que nos informem o tempo todo os pontos onde se encontra

um determinado componente de mquinas.

Os encoders so muito utilizados, pois nos permitem monitorar um dispositivo e

nos enviam informaes bastante precisas sobre o seu posicionamento.

Com esses sensores possvel converter movimentos lineares ou angulares em

informaes para um sistema, permitindo-nos assim saber qual a posio atual do nosso

rob, motor, ou qualquer que seja o dispositivo monitorado.

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Encoders

Os encoders so transdutores de movimento capazes de converter movimentos

lineares ou angulares em informaes eltricas que podem ser transformadas em

informaes binrias e trabalhadas por um programa que converta as informaes passadas

em algo que possa ser entendido como distncia, velocidade, etc.

Em outras palavras, o encoder uma unidade de realimentao que informa sobre

posies atuais de forma que possam ser comparadas com posies desejadas e seus

movimentos sejam planejados.

Como Funcionam

Os encoders possuem internamente um ou mais discos (mscaras) perfurado, que

permite, ou no, a passagem de um feixe de luz infravermelha, gerado por um emissor que

se encontra de um dos lados do disco e captado por um receptor que se encontra do outro

lado do disco, este, com o apoio de um circuito eletrnico gera um pulso. Dessa forma a

velocidade ou posicionamento registrada contando-se o nmero de pulsos gerados.

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A quantidade de pulsos em uma volta, nos encoders rotativos, demonstra a relao

impulso/volta do mesmo. Quanto maior for esta relao maior a preciso obtida. Por

exemplo, um encoder que gera 50 pulsos por volta teria a seguinte relao angular: 360o/50

pulsos = 1 pulso a cada 7,2o.

Pode-se determinar o sentido da rotao utilizando duas fileiras de furos uma

defasada em 90o em relao outra, sendo assim em um sentido a fileira mais prxima do

centro estar adiantada em relao outra e no sentido inverso ocorre tambm o inverso.

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Tipos de encoders

Realimentao de posio: h diferentes tipos de realimentao de posio, como

o encoder regular defasado, encoder absoluto e potencimetro, os quais sero explicados

abaixo:

Encoders Regular: um disco perfurado, um led, e um foto transistor. A cada

instante em que a luz interrompida pela rotao do disco, um pulso enviado ao controle.

A freqncia dos pulsos determina a velocidade do eixo, e a quantidade de pulsos, a partir

de um referencial, determina a posio.

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Encoders Regular Defasado: um disco especial, aonde os furos esto

deslocados em duas filas. Esta montagem provoca uma defasagem nos sinais gerados pelos

componentes ticos (90 graus), o que permite ao computador alm de determinar a

velocidade de posio, tambm o sentido do eixo.

Encoders Absoluto: este encoder se diferencia dos outros pois possui vrios

sensores ticos que combinados entre si geram um cdigo binrio, para cada posio do

disco. No caso da preciso temos com determinar, tal que a preciso dada por 360 / (2

elevadoao n de sensores).

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Existem tambm encoders lineares (barras ou fitas), tem o mesmo principio de

funcionamento (tanto regulares quanto absolutos), porem que desloca-se sobre as fendas do

encoder so os sensores.

Resistor Varivel (Potencimetro): bastante utilizado, como os CLPs podem

ser munidos de interfaces analgicas/digitais. Precisa-se alimentar um de seus terminais

fixos com uma fonte de tenso, e o outro terminal ao terra, e retirar de seu terminal varivel

o sinal de realimentao.

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Exemplos de aplicao

Podem-se utilizar os encoders para diversos fins. Um exemplo de aplicao em

maquinrio CNC, onde podem ser encontrados nas mesas XY, nos magazines de

ferramentas, mouse, impressoras e etc. Outro exemplo de aplicao em robs

manipuladores que requerem movimentos precisos de posicionamento, ou tambm em

antenas radares, telescpios, etc

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Concluso

O presente trabalho trouxe o conhecimento tericos bsicos sobre os encoders.

A pequena experincia feita a baixo nos mostra que possvel analisar a velocidade de um

motor com o sistema de encoder.

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TRABALHO PRTICO

Objetivos: O principal objetivo deste experimento realizar medies de tenso

utilizando aparelhos digitais a fim de conhecer o funcionamento do encoder.

Fundamentos Tericos:

Os encoders possuem internamente um ou mais discos (mscaras) perfurado, que permite, ou no, a passagem de um feixe de luz infravermelha, gerado por um emissor que se encontra de um dos lados do disco e captado por um receptor que se encontra do outro lado do disco, este, com o apoio de um circuito eletrnico gera um pulso.

Descrio do Material Usado no Experimento:

1 varivolt; 1 motor; 1 disco codificado; 1 voltmetro digital com escala de 200V; 1 fonte simtrica de +12V 12V 10 resistores. 3 capacitor. 1 potencimetro. 1 LM331 (datasheet em anexo). 1 LM741 (datasheet em anexo). 1 matriz de montagem (protoboard). 1 tacmetro.

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Descrio da Montagem do Experimento :

1) Utilizando o varivolt ligamos o motor e assim podemos varias sua velocidade.

2) Em seguida montamos o disco codificado no eixo do motor para fixar o

emissor e o receptor e assim possuir os pulsos.

3) Foi fixado o tacmetro para nos fornecer a velocidade do motor (RPM).

4) Logo aps montamos o circuito descrito abaixo.

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5) Com uma fonte simtrica de +12 12 foi alimentado o circuito.

6) E com um multmetro medimos a tenso de sada.

Montagem do experimento

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Resultados Obtidos no Experimento:

(RPM) Resistncia (mV) 161 12,8 166 17,4 170 21,6 173 24,9 177 27,6

mV X RPM

0

5

10

15

20

25

30

161 166 170 173 177

velocidade em RPM

Tens

o e

m m

V

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Concluso do experimento

Foi observado que seu grfico apresenta-se praticamente de forma linear, o

que indica que para cada variao de velocidade h uma variao proporcional de tenso e com isso conclumos que podemos usar um circuito de encoder para nos mostrar uma variao de velocidade.

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Bibliografia

- Revista Mecatrnica - Novembro 2003; - Internet