Codificador Absoluto

Os codificadores absolutos são sensores críticos de deslocamento e posição angular utilizados na automação industrial moderna, robótica e sistemas de medição de alta precisão. Ao contrário dos codificadores incrementais, os codificadores absolutos fornecem dados exclusivos e não voláteis de posição em todos os momentos, mesmo durante falhas de energia. Este artigo fornece uma análise detalhada dos codificadores absolutos, cobrindo sua definição, princípios de funcionamento, tipos estruturais, saídas de sinal, especificações de desempenho, vantagens técnicas, áreas de aplicação, normas relevantes, comparações técnicas, problemas comuns e diretrizes de seleção.

O que é um Codificador Absoluto

Um codificador absoluto é um sensor capaz de fornecer um código digital único que representa a posição em qualquer momento. Seu sinal de saída corresponde à posição absoluta de um eixo rotativo ou deslocamento linear, em vez de pulsos de movimento relativo. Portanto, mesmo após uma falha de energia ou reinício do sistema, o codificador absoluto pode relatar com precisão a posição atual sem necessidade de redefinição ou busca de ponto de referência.

Os codificadores absolutos são usados em aplicações que exigem alta confiabilidade e retenção de posição, como robótica, máquinas CNC, linhas de produção automatizadas e sistemas de elevadores.

Princípio de Funcionamento dos Codificadores Absolutos

1. Codificador Absoluto Single-Turn

Cada posição dentro de uma revolução é representada por uma combinação de código única.
Adequado para aplicações com intervalos de rotação dentro de 360°.

2. Codificador Absoluto Multi-Turn

Além da codificação single-turn, rastreia o número de rotações usando engrenagens mecânicas ou técnicas de contagem eletrônica.
Adequado para rotação irrestrita ou aplicações que exigem rastreamento de múltiplas voltas.

Métodos de Codificação:

Codificação binária
Código Gray
BCD (Decimal Codificado em Binário)

Tecnologias de Sensoriamento:

Sensoriamento óptico (disco de código e sensores optoeletrônicos)
Sensoriamento magnético (escalas magnéticas e sensores magnetorresistivos/Hall)
Sensoriamento indutivo

Tipos de Saída de Sinal

Tipo de Sinal	Descrição
Interface Serial	SSI, BiSS-C, EnDat 2.2, Profibus DP, Profinet, EtherCAT
Interface Paralela	Saída digital de múltiplos bits
Saída Analógica	Tensão (0-10V) / Corrente (4-20mA), para aplicações especiais

Especificações Principais

Resolução single-turn: Até 24 bits (16.777.216 posições).
Contagem multi-turn: Até 32 bits (4.294.967.296 voltas).
Velocidade máxima de rotação: Tipicamente 6000 RPM, com opções superiores disponíveis.
Grau de proteção: IP50 a IP68 (modelos industriais robustos).
Temperatura de operação: -40°C a +105°C.
Resistência à vibração/choque: Em conformidade com as normas IEC 60068-2.
Latência de saída: < 1 ms (para requisitos de controle de alta velocidade).

Vantagens Técnicas

Retenção de posição não volátil: Os dados de posição são preservados mesmo durante falhas de energia.
Design de sistema simplificado: Sem necessidade de redefinição ou calibração inicial.
Alta imunidade a ruído: Sinais diferenciais e design de interface resistente a ruído.
Protocolos de comunicação flexíveis: Suporta vários fieldbus e padrões Ethernet industrial.
Alta precisão e repetibilidade: Adequado para tarefas de posicionamento de precisão.

Aplicações Típicas

Robótica industrial: Controle de posição das juntas.
Centros de usinagem CNC: Feedback de posição do fuso e da mesa.
Logística inteligente: Detecção de caminho em AGVs e sistemas de transporte.
Armazenamento automatizado: Controle de posição de guindastes empilhadores e elevadores.
Equipamentos médicos: Plataformas rotativas em scanners MRI e CT.
Energia eólica e solar: Detecção de direção do vento, ângulo das pás e sistemas de rastreamento solar.

Normas e Regulamentos Industriais

IEC 61800-5-2: Segurança funcional de sistemas de acionamento elétrico (incluindo classificação SIL).
ISO 13849-1: Segurança de sistemas de controle de máquinas.
IEC 61131-2: Requisitos de entrada/saída para equipamentos de controle industrial.
IEC 60529: Graus de proteção (código IP).
ISO 9001: Sistema de gestão de qualidade de fabricação.