Pengukuran RPM, Sudut, dan Kecepatan Menggunakan Sensor Digital, Encoder, dan Counter

Dalam artikel ini kita akan membahas bagaimana Pengukuran sinyal digital serta encoder digital, tachometer dan sensor RPM dengan sistem data akuisisi (DAQ) terbaik saat ini


Sebagian besar engineer memahami bahwa sistem data akuisisi  digunakan untuk mengukur time-history signal, seperti tegangan, suhu, dan arus, getaran yang dirasakan oleh akselerometer, regangan yang terdeteksi oleh sensor pengukur regangan, dan banyak lagi. 

 

hal ini biasanya disebut "sinyal digital" karena pada dasarnya terdiri dari status tegangan tinggi-rendah (alias "on/off"). 

 

Apa itu Sinyal Diskrit / Sinyal Digital?

Mari kita ambil kasus sakelar atau sensor jarak, yang menghasilkan tegangan rendah (0 V dalam contoh ini) ketika unit yang diuji (UUT) tidak berada di dekatnya, tetapi kemudian mengeluarkan tegangan yang lebih tinggi (5V) ketika UUT berada dalam jangkauan . Mungkin perlu untuk merekam keadaan diskrit ini secara sinkron dengan sistem pengukuran kami untuk menempatkan data analog ke dalam konteks. Jadi bagaimana kita bisa melakukannya?





Dalam hal ini, akan sangat membuang-buang input analog kami yang luas dan relatif mahal untuk menggunakannya untuk sinyal diskrit sederhana seperti itu. Selain itu, terkadang input diskrit memerlukan bandwidth yang lebih tinggi daripada yang dapat didukung oleh input analog yang relatif lambat, jadi sekali lagi input analog mungkin tidak cocok.


Dan karena counter/encoder biasanya berjalan pada kecepatan yang sangat tinggi, basis waktu input ini cukup tinggi pada 102,4 MHz, yang menyediakan bandwidth 10 MHz - jauh melebihi input analog tipikal untuk pengukuran fisik.


Input digital yang paling sederhana adalah jenis sinyal on/off yang terlihat seperti gelombang persegi jika Anda melihatnya. Ini kadang-kadang disebut sebagai “saluran diskrit” atau “saluran acara”. Karena mereka hanya memiliki dua keadaan, mereka sering digunakan untuk menunjukkan keadaan pintu terbuka atau tertutup, atau sirkuit hidup atau mati, atau bilah lewat, dan seribu kemungkinan ya/tidak lainnya yang mungkin kita perlukan.


Apa Itu Sinyal TTL?

Input diskrit biasanya merupakan output dari relay atau transduser pada level TTL (transistor to transistor logic) , yang didasarkan pada pull-up 5V. Secara teori, sinyal on/off TTL yang sempurna adalah 0V yang mewakili OFF (berarti nilai digital 0), dan 5V mewakili ON (berarti nilai digital 1). Namun dalam praktiknya, hampir tidak mungkin untuk mencapai presisi seperti itu, sehingga rentang yang dapat diterima menjadi 0 hingga 0,8V untuk OFF dan 2V hingga 5V untuk ON.





Apa itu Counter atau Encoder?


Misalnya, roda kemudi di mobil Anda - penting untuk mengetahui dengan tepat ke arah mana mobil dikemudikan secara real-time. Jadi encoder di dalam roda kemudi membagi rotasi 360° menjadi ribuan langkah terpisah. Ini juga dikonfigurasi sehingga posisi mati atas (kemudi lurus ke depan) berada pada nilai posisi rotasi yang diketahui.

 

Tapi tidak jauh dari kemudi kami adalah tombol putar di dasbor tempat Anda dapat mengubah volume radio atau beralih ke saluran lain. Dial ini benar-benar encoder dengan output digital yang dimasukkan ke mikrokontroler yang membaca posisi encoder yang telah Anda pilih dan memungkinkan Anda untuk melangkah melalui pilihan yang mungkin, berputar-putar di kedua arah

Biasanya, encoder volume diatur dengan posisi start dan stop, sedangkan encoder pengubah saluran dibiarkan berputar di sekitar dan di sekitar semua stasiun. Ini hanyalah tiga aplikasi encoder yang digunakan kebanyakan orang setiap hari di mobil mereka.


Aplikasi Counter dan Encoder

Sensor posisi dan sudut dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi: Sensor

  • posisi roda kemudi Sensor posisi

  • pedal Sensor posisi

  • throttle

  • torsi

  • Proses pemantauan dan kontrol mesin (ribuan aplikasi)

  • Mempertahankan referensi posisi absolut di mesin CNC

  • Mengontrol absolut posisi pasien di mesin CNC dan MRI

  • Posisi umpan balik dalam robotika dari semua jenis

  • Sistem elektronik, terutama untuk antarmuka manusia

  • Aplikasi sabuk konveyor

  • Sensor parkir Sensor


Proximity Sensor

Proximity Sensor mampu mendeteksi objek terdekat tanpa melakukan kontak dengannya, dan kemudian mengeluarkan sinyal tegangan. Ada beberapa jenis sensor jarak, yang dipilih berdasarkan komposisi objek yang harus dideteksi. 





Misalnya, inductive Proximity Sensor menciptakan medan elektromagnetik di sekitar ujung pengukurannya. Menurut efek magneto-resistif yang terkenal, resistansi benda tertentu (terutama yang besi) akan berubah ketika terkena medan magnet. Sebagian besar sensor jarak memanfaatkan efek ini dengan menciptakan medan magnet kecil dan kemudian mendeteksi ketika terganggu atau berubah secara signifikan karena adanya bahan tersebut. 


Aplikasi Proximity Sensor

  • Menghitung putaran per menit (RPM) poros berputar (aplikasi tachometer)

  • Menghitung bagian yang melewati jalur produksi

  • Deteksi kendaraan persimpangan (terkubur di jalan)

  • Deteksi level di pabrik pembotolan dan pengalengan

  • Mendeteksi posisi objek di jalur perakitan

 

Keunggulan Proximity Sensor 

  • Sangat handal karena tidak pernah melakukan kontak dengan objek yang terdeteksi. Keausan hampir tidak ada

  • Biaya awal dan pengoperasian yang sangat rendah

  • Jenis kapasitif juga dapat digunakan untuk mengukur ketebalan

  • Jenis induktif tidak terpengaruh oleh air, lumpur, dll.

 

Kekurangan Proximity Sensor

  • deteksi terbatas - sebagian besar sensor induktif terbatas pada 70mm ( 2,76 in.)

  • Mereka membutuhkan daya eksternal


Sekian informasi yang dapat kami sampaikan mengenai "Pengukuran RPM, Sudut, dan Kecepatan Menggunakan Sensor Digital, Encoder, dan Counter" yang berkaitan dengan sistem data akuisisi

Sumber Grant Maloy Smith, pakar data akuisisi

Komentar