O sinal de saída de encoders incrementais se dá por meio de pulsos que ocorrem em um ou mais canais, representado por meio de ondas quadradas nas quais contém o nível lógico alto e nível lógico baixo. Enquanto isso, para os encoders absolutos, o sinal de saída é dado por uma palavra segmentada de vários bits, um protocolo de comunicação por sua vez, interpretam essas palavras de bits e as convertem para inúmeras informações, como posição, velocidade e etc. Os mais comuns protocolos de comunicação para encoders absolutos são os paralelos, serial, fieldbus e opções Ethernet.
Protocolo de Saída Paralela
Considera o mais clássico meio de receber informações de um encoder absoluto, o motivo? A simplicidade. Além dos fios para alimentação (VCC) e o Terra (GND). Cada bit de saída requer 1 par trançado de fios, representando o sinal alto e baixo, 1 e 0, o atraso no sinal de informação é reduzido ao máximo, tendo em vista que todos os bits são transmitidos simultaneamente.
A desvantagem nesse formato de comunicação, fica por conta da quantidade de fios que o encoder pode apresentar (são um par por bit!) o que aumenta os custos, a complexidade e pode eventualmente acarretar pequenos erros.
A informação obtida por sua vez pode ser fornecida como um código binário direto ou pode ser transformado em um código cinza, que nesse caso pode minimizar possíveis falhas de sinal.
Protocolo de Comunicação: Saída Serial
Os protocolos seriais se destacam pela rapidez, simplicidade e robustez, o motivo é bem explícito, é utilizado além dos fios para alimentação e aterramento, apenas um único par trançado que contém a informação de toda sequência de bits.
Esse tipo de interface, conecta um dispositivo escravo à um mestre, sendo assim a informação só será utilizada quando solicitada pelo dispositivo mestre em sua aplicação.
As interfaces seriais mais comuns dentro dos encoders absolutos e de fácil acesso no mercado, são aquelas de código aberto, como a SSI (Serial Synchronous Interface) e BiSS (Interface serial síncrona bidirecional).
Protocolo de codificador SSI: Os codificadores SSI oferecem uma interface de codificador ponto a ponto totalmente digital com velocidades de até 1,5 MHz, dependendo do comprimento do cabo. As opções de saída incluem SSI binário, SSI cinza, SSI estendido e SSI com Sin-Cos 1Vpp para controle em tempo real.
Protocolo do codificador BiS : O BiSS é uma interface de codificador ponto a ponto de código aberto. Os codificadores BiSS podem enviar dados de posição absoluta completos sempre que o controlador pesquisar o codificador, não apenas na inicialização, permitindo o controle em tempo real sem saída adicional de Sin / Cos 1Vpp.
Protocolo de comunicação: Fieldbus
Indo além da comunicação serial, os protocolos de barramento de campo (fieldbus), removem a necessidade de comunicação ponto-a-ponto, permitindo que um único dispositivo mestre de sua aplicação se comunique simultaneamente com todos os outros dispositivos escravos de um processo. Sendo assim uma rede totalmente interligada, sendo muito mais simples o processo de obter a informação e utilizá-la para qualquer outro fim dentro de um projeto.
Interface do codificador Profibus : O Profibus possui taxas de transmissão de até 12Mbps com um comprimento máximo de segmento de 327 pés e possui resolução, predefinição e direção programáveis. Os codificadores Profibus podem comunicar diagnósticos de velocidade, direção e pontualidade.
Interface do codificador DeviceNet : os codificadores com DeviceNet possuem escala, direção e predefinição programáveis com dados de posição. A topologia básica de linha, de base e de tronco da DeviceNet fornece fios de par trançado separados para distribuição de sinal e de energia, permitindo que os codificadores de 24 VCC sejam alimentados diretamente do barramento. O pacote de dados de 0 a 8 bytes é ideal para dispositivos low-end com pequenas quantidades de E / S que devem ser trocadas com freqüência.
Interface do codificador Interbus : Projetado pela Phoenix Contact em meados da década de 1980, o Interbus é a rede industrial aberta mais antiga. O Interbus é dividido em dois patamares. O barramento remoto é um meio de transmissão RS-485 com capacidade de comprimento de até 13 km. O barramento local ou periférico permite a conexão de até oito codificadores Interbus dentro de uma faixa de 10m.
Interface do codificador CANOpen : A rede CAN (Controller Area Network) foi usada pela primeira vez na indústria automotiva nos anos 80. Os atuais protocolos CAN L2 e CANOpen apresentam taxas de transmissão de até 1 Mbps. O CANOpen possui predefinição e resolução programáveis, com L2 tendo valores de direção e limite programáveis. Ambos os protocolos oferecem dados de velocidade, aceleração, posição e limite.
O sistema mestre escravo nesse protocolo tem a função de reduzir com plenitude qualquer tipo de interferência / falha de sinal. Como um mesmo controlador pode se comunicar com todos os outros dispositivos da rede o tráfego de dados é minimizado de forma absoluta, sendo os protocolos Fieldbus a escolha ideal para projetos onde a precisão alinhada com a rapidez é o fator decisivo.
Protocolo de comunicação: Ethernet
Cada vez mais popular em projetos e aplicações de automação industrial, a comunicação Ethernet assim como a fieldbus, possui todos os dispositivos interligados em uma rede simultaneamente facilitando para um usuário obter informações de forma mais rápida e eficaz.
Embora a comunicação fieldbus tenha buscado minimizar ao máximo ruídos, falhas podem ocorrer, por conta de seu caráter determinístico. que se baseia no “melhor esforço” para entrega de informações, nesse caso pode ter um atraso na transmissão de um dado, quando há colisões de informações.
Os protocolos Ethernet, baseando-se em softwares de terceiros e/ou outras ferramentas tornaram a comunicação em rede ainda mais rápida e reduzindo ainda mais as pequenas falhas da comunicação fieldbus.
Protocolo de codificador EtherCAT : O protocolo EtherCAT é otimizado para dados do processo cíclico com a integração de um chip em cada dispositivo escravo, em vez de uma pilha TCP / IP como na Ethernet. Os codificadores EtherCAT têm tempos de ciclo rápidos e são ideais para aplicações de alta velocidade e controle de posição que requerem dados em tempo real com tempos de resposta determinísticos.
Protocolo Profinet Encoder : A próxima evolução do Profibus, o Profinet se tornou um dos principais protocolos baseados em Ethernet do mercado. O Profinet permite que dispositivos ou módulos sejam adicionados e trocados rapidamente sem parar a máquina inteira e é ideal para a construção de máquinas modulares e altamente flexíveis.
Para um material mais detalhado, consulte diretamente o site da Dynapar.
Caso tenha alguma dúvida na escolha para o protocolo de comunicação mais apropriado para a sua aplicação, não deixe de entrar em contato, a equipe da Mokka-Sensors estará a sua disposição!