¿Qué es un encoder absoluto? ¿Cómo funciona? Ventajas y Desventajas.

¿Qué es un encoder absoluto?

Como hemos explicado en nuestro articulo de ¿Qué es un encoder? , los encoders son dispositivos que identifican y especifican la posición exacta del eje al que están conectados. Como sabes, los encoders producen un código el cual es interpretado por el controlador.

Se le llama encoder absoluto debido a que las posiciones son especificadas por el usuario u operador y las posiciones siempre permanecen igual, es decir las posiciones que codifica son “absolutas” y no varían.

Este diseño de encoder ofrece muchas ventajas sobre los encoders incrementales de las cuales hablaremos más adelante en este post.

¿Cuantos tipos de encoder absoluto hay?

Encoder Absoluto Mecánico 

El encoder absoluto mecánico esta hecho de un disco de metal con anillos grabados con un patrón. Una fila de contactos de deslizamiento es introducida en donde cada contacto corresponde a un anillo. De esta forma a medida que el disco rota, los contactos pueden o no tocar los anillos dependiendo de si hay alguna abertura en una dada posición.

Una corriente eléctrica es aplicada a la instalación de forma que cuando uno de los contactos toca alguno de los anillos, se completa una vuelta entera de corriente eléctrica. Cada contacto se encuentra conectado a un sensor eléctrico el cual da 1 cuando el ciclo ha sido completado o da 0 cuando el ciclo esta abierto. Esta combinación de 0 y 1 es lo que produce el código que es usado para interpretar la ubicación.

Encoder Absoluto Óptico

Los encoders absolutos ópticos sacan provecho de una tecnología mas avanzada que la usada por los encoders mecánicos. El encoder absoluto óptico consta de un disco transparente, ya sea de vidrio o plástico, la cual tiene un patrón. único formado por áreas transparentes y otras opacas.

Un luz, típicamente infrarrojo, es emitida desde un lado del disco y leída por un receptor foto-sensible que se encuentra del otro lado del disco. El patrón. que se forma cada vez que la luz es bloqueada por los patrones en el disco es procesador por un microprocesador como una serie de 1’s y 0’s. El código es entonces usado para interpretar la posición exacta del eje.

El código producido por el encoder absoluto óptico puede ser codificado de dos maneras: en código binario o código gris. El encoder binario tiene demasiadas posibilidades de error, lo que lo hace una opción menos preferida. El encoder gris solo tiene una sola linea posible de imprecisión.

Los dos tipos de encoder que acabamos de ver también pueden ser categorizados en dos tipos más de encoders sin importar el fabricante: encoders de vuelta simple y encoders de vuelta múltiple. 

Encoder Absoluto de Vuelta Simple 

Los encoders de vuelta simple son dispositivos que especifican la posición absoluta de una vuelta del eje. Después de una vuelta, el rango de medición se completa y comienza desde el comienzo otra vez.

Encoder Absoluto de Vuelta Múltiple

Los sistemas lineales típicamente necesitan mas de una vuelta del eje. Un encoder de vuelta simple no es viable para este tipo de aplicaciones debido a que requieren un numero adicional de vueltas. El principio es muy sencillo: varios encoders de vuelta simple son conectados usando un engrane de reducción. La primera etapa provee la resolución por vuelta, las etapas que vienen detrás proveen el numero de vueltas.

¿Donde se usan los encoders absolutos?

Los encoders absolutos se usan en aplicaciones donde conocer la posición exacta del eje en un dado momento es importante. En otras palabras, un encoder absoluto se usa en sistemas que emplean ejes donde la posición del eje cambio con respecto al tiempo y donde conocer dichas posiciones es fundamental para la perdurabilidad del sistema y tomar las decisiones correctas en operaciones subsecuentes.

Ejemplos de aplicaciones donde se usa el codificador absoluto:

En robótica, donde la posición del armo del robot es necesaria para realizar el siguiente movimiento sin destruir el robot.

En sistemas de seguridad y vigilancia para indicar la orientación de las cámaras CCTV.

En grúas, grúas marítimas, palas mecánicas y motores eléctricos de maquinaria pesada.

En elevadores para indicarle al elevador si debe subir o bajar.

En los dispositivos de entrada de la computadora o controles de vídeo juego como el PlayStation. 

Controles industriales para la transportación de materiales.

Un radar giratorio para conocer el ángulo preciso de rotación.

¿Qué ventajas e inconvenientes tiene el encoder absoluto respecto al encoder incremental?

Para explicar que ventajas y desventajas ofrecen los encoders absolutos en comparación con los encoders incrementales, es preciso dejar bien en claro la principal diferencia entre ambos.

La salida del encoder absoluto indica la posición actual del eje, lo que convierte a los encoders absolutos en transductores de ángulos. La salida en un encoder incremental, por otra parte, brinda información acerca del movimiento del eje. Dicha información es después procesada y organizada en velocidad, distancia y posición.

Ventajas del Encoder Absoluto

  • El encoder incremental lleva registro del movimiento relativo a un punto de inicio definido al momento de arrancar. Un encoder absoluto lleva registro del movimiento dentro de su propio marco de referencia absoluto.
  • Cuando se enciende un encoder incremental, este debe ser recalibrado antes de comenzar a operar. Un encoder absoluto siempre conoce su posición y su punto de inicio puede ser definido electrónicamente a gusto del operador.
  • Los encoders incrementales son análogos mientras los encoders absolutos son digitales. El hecho que sean digitales le brinda mayor funcionalidad y los hace mas robustos. 

Desventajas (Inconvenientes) del Encoder Absoluto

  • El encoder absoluto típico especifica un solo código de ángulo.
  • El encoder absoluto es mas costoso.

 

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