เอ็นโค้ดเดอร์แบบเพิ่มค่ารายงานการเคลื่อนที่เป็นพัลส์ คอนโทรลเลอร์ต้องนับพัลส์เหล่านั้น และหลังทุกรอบการจ่ายไฟ ต้องสร้างตำแหน่งขึ้นใหม่ด้วยการโฮม เอ็นโค้ดเดอร์แบบแอบโซลูตขจัดความเปราะบางนี้: มันส่งคำตำแหน่งเฉพาะออกทันทีที่เปิดเครื่อง โดยไม่ต้องเคลื่อนที่อ้างอิง ภายในหนึ่งรอบ แทร็กซิงเกิลเทิร์นจ่ายคำนั้น ข้ามหลายรอบ ตัวมัลติเทิร์นต้องจำว่าเพลาหมุนไปกี่ครั้งแม้ขณะที่เครื่องและเรล 24 V ปิดอยู่ ความต้องการเดียวนี้ — การรักษาตัวนับรอบหมุนเป็นเดือนหรือเป็นปีโดยไม่มีไฟหลัก — คือเหตุผลที่เอ็นโค้ดเดอร์มัลติเทิร์นทั้งคลาสมีแหล่งสำรองในตัว และเหตุที่สถาปัตยกรรมจ่ายไฟแยกเป็นสองโดเมนต่างกันมาก บทความแรกนี้เกี่ยวกับแบตสำรองนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์สำหรับเอ็นโค้ดเดอร์แอบโซลูต อธิบายหลักการทำงานและโปรไฟล์โหลดที่ตามมา: โดเมนแอ็กทีฟที่ ASIC เอ็นโค้ดเดอร์แม่เหล็กหรือออปติคัลและอินเทอร์เฟซเส้น SSI, BiSS-C หรือ EnDat กินกระแสหลายสิบมิลลิแอมป์จากแหล่งจ่าย 5 V หรือ 10 ถึง 30 V; และโดเมนการคงสภาพที่ตัวนับพลังงานต่ำต้องคงอยู่ด้วยไมโครแอมป์จากเซลล์สำรองผ่านสวิตช์จ่ายไฟอัตโนมัติแบบไม่มีกลิตช์ อุปกรณ์จริงยึดตัวเลขไว้ — ชิปเอ็นโค้ดเดอร์แม่เหล็กครอบคลุม 3.0 ถึง 5.5 V พร้อมสวิตช์ในตัวไปยังแบตสำรองและแฟล็กข้อผิดพลาดสำหรับแบตต่ำ ความเร็วเกินและ CRC; โมดูลแม่เหล็กขนาดกะทัดรัดความละเอียดซิงเกิลเทิร์น 12 บิตและมัลติเทิร์น 16 บิต; และเอ็นโค้ดเดอร์อุตสาหกรรมเรต 12,000 รอบ/นาที และลบ 40 ถึง 100 องศาเซลเซียส — ก่อนที่บทความถัดไปจะไปสู่การเลือกแหล่งที่มาและการรับรอง
แทร็กซิงเกิลเทิร์นแยกมุมภายในหนึ่งรอบของเพลา — 12 บิตให้ 4,096 สเต็ป เอ็นโค้ดเดอร์ออปติคัลหรือแม่เหล็กระดับไฮเอนด์ขยายความละเอียดซิงเกิลเทิร์นไปถึง 17 บิต ตัวมัลติเทิร์นนับจำนวนรอบ โดยทั่วไป 12 ถึง 16 บิต และในเอ็นโค้ดเดอร์ออปติคัลระดับพรีเมียมรวมได้ถึง 29 บิต เมื่อต่อกัน สองค่าสร้างเป็นคำตำแหน่งแอบโซลูตหนึ่งคำที่ใช้ได้ทันทีหลังเปิดเครื่อง เพลาที่ขับเคลื่อน รอกเครนหรือโต๊ะหมุนจึงรู้ตำแหน่งตัวเองอย่างแม่นยำโดยไม่ต้องเคลื่อนไปยังสวิตช์อ้างอิง
ขณะเอ็นโค้ดเดอร์มีไฟ การนับรอบเป็นเรื่องง่าย ความยากคือเพลาอาจยังถูกหมุนได้ — ด้วยมือ จากแรงโน้มถ่วง ระหว่างบำรุงรักษา — ในขณะที่ระบบควบคุมปิดอยู่ สิ่งใดเก็บค่านับมัลติเทิร์นในช่วงนั้นจะกำหนดสถาปัตยกรรมหน่วยความจำของเอ็นโค้ดเดอร์: ตัวนับอิเล็กทรอนิกส์ที่มีแบตบัฟเฟอร์, ตัวเก็บเกี่ยวพลังงานที่สร้างพัลส์นับเองจากการหมุน, หรือชุดเฟืองกลเชิงกล บทความนี้เน้นแบบแรก คือดีไซน์แบตบัฟเฟอร์ที่ยังคงครองแคตตาล็อกเซอร์โวและออโตเมชันกระแสหลัก
ในการทำงานปกติ เอ็นโค้ดเดอร์ดึงกระแสแอ็กทีฟจากคอนโทรลเลอร์: โมดูลแม่เหล็กที่เผยแพร่ระบุแหล่งจ่าย 4.5 ถึง 5.5 V พร้อมกระแสไม่มีโหลดในระดับหลายสิบมิลลิแอมป์ (โมดูล BiSS-C กะทัดรัดระบุประมาณ 70 mA เมื่อไม่มีโหลด) ในขณะที่เอ็นโค้ดเดอร์อินพุตกว้างรับ 10 ถึง 30 V DC และดึงกระแสน้อยลงที่แรงดันสูงกว่าเพราะการเรกกูเลตภายในมีประสิทธิภาพกว่า อินเทอร์เฟซ — นาฬิกาและข้อมูล SSI, BiSS-C, EnDat หรือไลน์ไดรเวอร์ RS-422 — เพิ่มโหลดเฉพาะตอนถูกป้อนนาฬิกา
เมื่อแหล่งจ่ายภายนอกหายไป สวิตช์ภายในจะถ่ายโอนตัวนับมัลติเทิร์นและฟรอนต์เอนด์ตรวจจับพลังงานต่ำไปยังแหล่งสำรอง โดยกระแสจะลดลงสู่ช่วงไมโครแอมป์ ซึ่งจำเป็นเฉพาะเพื่อตรวจจับการหมุนช้าและเพิ่มรีจิสเตอร์นับแบบไม่ลบเลือนหรือคงสภาพ ภาพเคลื่อนไหวแรกเรียงชั้นโดเมนฟังก์ชันเหล่านี้ ภาพที่สองเปรียบเทียบระบอบมิลลิแอมป์แอ็กทีฟกับไมโครแอมป์คงสภาพผ่านวัฏจักรไฟซ้ำ ๆ แสดงให้เห็นว่าเหตุใดการกำหนดขนาดสำรองจึงถูกครอบงำด้วยการคายประจุเองขณะพักและกระแสคงสภาพในช่วงหลายปี ไม่ใช่พลังงานขณะทำงาน
ชิปเอ็นโค้ดเดอร์แม่เหล็กสมัยใหม่รวมสถาปัตยกรรมจ่ายไฟไว้ในตัว แทนที่จะปล่อยให้ไดโอดแยก อุปกรณ์ตัวแทนทำงานที่ 3.0 ถึง 5.5 V มีสวิตช์จ่ายไฟในตัวไปยังแบตสำรอง ส่งข้อมูลมัลติเทิร์นและซิงเกิลเทิร์นแบบซิงโครไนซ์ผ่าน SSI พร้อมบิตข้อผิดพลาด พาริตีและซิงโครไนซ์ และยกเอาต์พุตข้อผิดพลาดเมื่อความเร็วเกิน แบตต่ำและ CRC ล้มเหลว การรวมเส้นทางเพาเวอร์ช่วยขจัดแรงดันตกและความไม่แน่นอนของไดโอด-OR ภายนอก และรับประกันว่าจะไม่พลาดรอบหมุนใดในช่วงมิลลิวินาทีที่เรลหลักทรุดและแบตสำรองรับช่วงต่อ
การสลับนี้มีมิติเรียลไทม์ที่เข้มงวด: ถ้าเพลาที่ปิดไฟถูกหมุนเร็วกว่าที่ฟรอนต์เอนด์คงสภาพจะนับได้ด้วยกระแสสำรองเพียงน้อยนิด ตัวนับจะกำกวม — จึงมีแฟล็กข้อผิดพลาดความเร็วเกินอย่างชัดเจน นักออกแบบจึงต้องจับคู่แรงดันและกระแสที่มีของแหล่งสำรองกับหน้าต่างสำรองที่ชิประบุ (หนึ่งตระกูลยอมให้สำรอง 3 ถึง 5.5 V) และถือคำเตือนแบตต่ำเป็นสัญญาณบำรุงรักษาตามแผน ไม่ใช่สัญญาณเตือนที่เพิกเฉยจนกระทั่งเสียตำแหน่ง
SSI ยังคงเป็นอินเทอร์เฟซนาฬิกา/ข้อมูลจุดต่อจุดที่ทนทานและเรียบง่ายที่สุด BiSS-C เพิ่มการสื่อสารดิจิทัลสองทางที่เร็วขึ้น EnDat และตัวแปรฟิลด์บัสเฉพาะถ่ายตำแหน่งพร้อมการวินิจฉัย รวมถึงสถานะสุขภาพแบตสำรองของเอ็นโค้ดเดอร์เอง ความละเอียดและความเร็วเพิ่มขึ้นด้วยกัน — โมดูลกะทัดรัดไปถึงนาฬิกา SSI 2 MHz และ 12,000 รอบ/นาที — แต่กระแสอินเทอร์เฟซแอ็กทีฟเฉพาะเมื่อคอนโทรลเลอร์ป้อนนาฬิกาให้เอ็นโค้ดเดอร์ ดังนั้นมันจึงอยู่ในโดเมนที่มีไฟทั้งหมดและไม่ทำให้แบตสำรองหมด
ช่องทางการวินิจฉัยคือสิ่งที่ทำให้แหล่งสำรองที่มีการจัดการมีค่า: แทนที่จะเจอแบตสำรองตายหลังสูญเสียตำแหน่งโฮม คอนโทรลเลอร์สามารถอ่านแฟล็กแบตต่ำผ่าน BiSS-C หรือ EnDat ระหว่างทำงานปกติ และจัดตารางเปลี่ยนหรือชาร์จใหม่ก่อนที่ค่านับมัลติเทิร์นจะเสี่ยง ซึ่งเปลี่ยนถ่านกระดุมที่มองไม่เห็นและเสียง่ายให้เป็นองค์ประกอบที่เฝ้าดูและคาดเดาได้ในแผนบำรุงรักษา
การเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมมัลติเทิร์นแบบอิสระพูดตรง ๆ ถึงจุดอ่อนของดีไซน์แบตบัฟเฟอร์: มันรักษาตำแหน่งได้เฉพาะตราบใดที่เซลล์ในตัวยังเก็บประจุ — โดยทั่วไปสามถึงสิบปีต่อชิ้นสำหรับเซลล์ลิเธียมปฐมภูมิ — และเมื่อเซลล์นั้นหมด เอ็นโค้ดเดอร์จะสูญเสียตำแหน่งทั้งหมดและต้องโฮมใหม่ ดีไซน์เก็บเกี่ยวพลังงาน (Wiegand) กำจัดเซลล์ภายนอกโดยสร้างพลังงานนับจากการหมุนเพลา แต่นับเศษรอบแรกหลังดับไฟนานไม่ได้ และตัวเก็บประจุของมันชราภาพในระดับประมาณหนึ่งทศวรรษ ชุดเฟืองกลหลีกเลี่ยงอิเล็กทรอนิกส์ได้แต่เพิ่มเฟืองที่สึกหรอ
การเข้าใจโหมดความล้มเหลวนี้ช่วยตีกรอบปัญหาการออกแบบแบตเตอรี่ให้ถูกต้อง แหล่งสำรองไม่ใช่แบตเตอรี่ลากจูงจิ๋วที่ส่งมอบงาน มันคือแหล่งกักเก็บคงสภาพอายุยาวกระแสต่ำยิ่ง ซึ่งศัตรูตัวฉกาจคือการคายประจุเอง และเอาต์พุตที่ต้องการคือกระแสระดับไมโครแอมป์ที่รับประกันได้ที่อุณหภูมิเรตต่ำสุด พร้อมมาร์จิ้นเตือนเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการโฮมใหม่นอกแผน
การวิเคราะห์ให้สเปกเป็นชั้นสำหรับแหล่งสำรอง: แรงดันที่จับคู่กับพินสำรองของชิปเอ็นโค้ดเดอร์พร้อมการสลับที่สะอาดไม่มีกลิตช์; งบประมาณกระแสคงสภาพในระดับไมโครแอมป์ที่คงไว้ตลอดช่วงที่ไม่มีไฟตามต้องการ; การทำงานตลอดช่วงอุณหภูมิเต็มของเอ็นโค้ดเดอร์ ซึ่งในเอ็นโค้ดเดอร์แม่เหล็กอุตสาหกรรมถูกลบ 40 ถึง 100 องศาเซลเซียส; การวินิจฉัยแบตต่ำที่อ่านได้; และกลยุทธ์การบริการที่กำหนดซึ่งป้องกันการสูญเสียตำแหน่งทั้งหมดแบบเงียบ บทความที่สองเปลี่ยนข้อกำหนดเหล่านี้เป็นการเลือกแหล่งที่มาที่เป็นรูปธรรม โดยเปรียบเทียบแบตสำรองนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์แบบชาร์จได้กับลิเธียมปฐมภูมิ ตัวเก็บประจุและการเก็บเกี่ยวพลังงาน; บทที่สามจัดทำแผนที่หลักฐาน EMC สิ่งแวดล้อมและมาตรฐานแบตเตอรี่ที่ผู้ขายเอ็นโค้ดเดอร์ต้องรวบรวม
การถือหน่วยความจำมัลติเทิร์นเป็นปัญหาการออกแบบจ่ายไฟคู่ — แทนที่จะเป็น 'เพิ่มถ่านกระดุม' — คือสิ่งที่แยกเอ็นโค้ดเดอร์ที่เปิดขึ้นมาที่ตำแหน่งถูกต้องหลังใช้งานเป็นช่วง ๆ มาหลายปี ออกจากตัวที่บังคับให้เคลื่อนที่อ้างอิงนอกแผน และบางครั้งก็อันตราย
Weijiang Power ออกแบบและผลิตเซลล์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์แบบผนึกและชุดแบตเตอรี่อุตสาหกรรมที่จับคู่กันสำหรับอุปกรณ์ในพื้นที่ห่างไกล นอกตาราง และเกี่ยวข้องกับความปลอดภัย และสนับสนุนพันธมิตร OEM ด้วยไฟล์สมรรถนะ IEC 61951-2, หลักฐานความปลอดภัย IEC 62133-2, การหาคุณลักษณะภาระพัลส์, การทดสอบช่วงอุณหภูมิกว้าง และการตรวจสอบความถูกต้องร่วมเครื่องชาร์จ/ชุดแบตเตอรี่ โปรดบอกรอบการทำงาน กระแสสูงสุด ช่วงอุณหภูมิ เป้าหมายระยะเวลาทำงาน และมาตรฐานที่ผลิตภัณฑ์ของคุณต้องเป็นไป แล้ววิศวกรของเราจะกำหนดชุดเซลล์และแบตเตอรี่ที่ปกป้องเวลาทำงาน ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งาน ดูผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์
