{"id":7119,"date":"2025-08-05T07:24:46","date_gmt":"2025-08-05T07:24:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.omch.com\/?p=7119"},"modified":"2025-11-14T09:11:14","modified_gmt":"2025-11-14T09:11:14","slug":"what-is-an-encoder","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.omch.com\/pt\/what-is-an-encoder\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 um codificador? Dos princ\u00edpios b\u00e1sicos \u00e0 aplica\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Os encoders (tamb\u00e9m chamados de sensores de movimento ou transdutores de posi\u00e7\u00e3o) s\u00e3o uma parte muito importante da automa\u00e7\u00e3o, mas o que s\u00e3o encoders? O que s\u00e3o encoders, como eles funcionam e por que s\u00e3o t\u00e3o importantes nas m\u00e1quinas atuais?<\/p>\n\n\n\n

Parece que, no ambiente da automa\u00e7\u00e3o industrial contempor\u00e2nea e da eletr\u00f4nica digital, a precis\u00e3o n\u00e3o \u00e9 mais um luxo, mas uma exig\u00eancia essencial de efici\u00eancia, seguran\u00e7a e qualidade. A chave para essa precis\u00e3o \u00e9 um componente importante: o codificador de eixo. Embora possa ser uma m\u00e1quina pequena, sua import\u00e2ncia \u00e9 maior do que a montanha. Seus usos s\u00e3o t\u00e3o numerosos no controle de movimento que ele se tornou o mecanismo de feedback sensorial nesse campo de aplica\u00e7\u00f5es, permitindo que um movimento f\u00edsico seja colocado em um vern\u00e1culo digital que os sistemas de controle possam ler e reagir. O documento oferecer\u00e1 uma an\u00e1lise profunda de v\u00e1rios tipos de codificadores, incluindo como eles operam, os v\u00e1rios tipos de tecnologias dispon\u00edveis e como s\u00e3o usados, bem como os principais problemas durante a sele\u00e7\u00e3o de um dispositivo espec\u00edfico para atender ao seu uso particular.<\/p>\n\n\n\n

O que \u00e9 um codificador? Defini\u00e7\u00e3o de sua fun\u00e7\u00e3o principal<\/h2>\n\n\n\n

Um codificador \u00e9 um dispositivo em termos mais simples e \u00e9 um dispositivo vital usado para codificar o movimento mec\u00e2nico em um sinal el\u00e9trico, seja ele de posi\u00e7\u00e3o, velocidade, dire\u00e7\u00e3o ou leituras constantes em um determinado conjunto. Um tipo de dispositivo de controle interpreta esse sinal, que pode ser um controlador l\u00f3gico program\u00e1vel (PLC), uma unidade de controle num\u00e9rico computadorizado (CNC) ou um acionamento de motor.<\/p>\n\n\n\n

Ele pode ser considerado um transdutor de movimento. Em qualquer sistema de controle de movimento de malha fechada, um controlador envia um comando a um motor. As altera\u00e7\u00f5es resultantes nas posi\u00e7\u00f5es s\u00e3o medidas pelo codificador, normalmente conectado ao eixo do motor ou a algum outro elemento m\u00f3vel e fornece um relat\u00f3rio ao controlador. Esse \u00e9 o loop de feedback que permite que o controlador se certifique de que o comando emitido foi feito com precis\u00e3o e, quando houver algum desvio, corrija-o em tempo real. Esse feedback n\u00e3o teria sido poss\u00edvel e, portanto, os sistemas operacionais em um modo sem feedback ou de loop aberto seriam altamente imprecisos e poderiam falhar devido a qualquer altera\u00e7\u00e3o na carga, desgaste dos componentes mec\u00e2nicos ou at\u00e9 mesmo do ambiente. Isso torna o codificador, portanto, a conex\u00e3o mais importante que facilita a precis\u00e3o, a repetibilidade e a confiabilidade da m\u00e1quina automatizada.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Como os codificadores funcionam: Um olhar sobre a tecnologia<\/h2>\n\n\n\n

O m\u00e9todo pelo qual um codificador converte o movimento em um sinal \u00e9 determinado por sua tecnologia subjacente. Embora existam v\u00e1rios m\u00e9todos, a grande maioria dos codificadores industriais se baseia em princ\u00edpios \u00f3pticos ou magn\u00e9ticos, cada um oferecendo vantagens distintas para diferentes ambientes operacionais.<\/p>\n\n\n\n

O codificador \u00f3ptico: Usando a luz para obter a m\u00e1xima precis\u00e3o<\/h3>\n\n\n\n

O que h\u00e1 de mais moderno em aplica\u00e7\u00f5es de alta precis\u00e3o e exatid\u00e3o s\u00e3o os codificadores \u00f3pticos. Eles funcionam com base no conceito de interrup\u00e7\u00e3o de um feixe de luz. Em que consiste seu n\u00facleo:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Um diodo emissor de luz (LED) que fornecer\u00e1 uma fonte fixa de luz.<\/li>\n\n\n\n
  2. Um disco de \u00edndice (ou escala linear) em vidro ou em um pl\u00e1stico flex\u00edvel e dur\u00e1vel, cujo padr\u00e3o \u00e9 um conjunto de linhas ou ranhuras opacas e transparentes. Esse disco \u00e9 encaixado no eixo girat\u00f3rio.<\/li>\n\n\n\n
  3. O outro lado do disco tem um conjunto de fotodetectores em um lado e um LED fotogr\u00e1fico (PCL) que detecta a luz gerada pelo LED.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    O disco conectado re\u00fane o LED e o fotodetector no disco de c\u00f3digo \u00e0 medida que o eixo gira. As partes transparentes da estrutura permitem a passagem da luz e as partes opacas bloqueiam a luz. Essa interrup\u00e7\u00e3o cont\u00ednua forma uma onda de pulsos de luz que o fotodetector converte em um sinal el\u00e9trico de onda quadrada. O padr\u00e3o e a frequ\u00eancia desses pulsos s\u00e3o exatamente proporcionais \u00e0 velocidade e \u00e0 rota\u00e7\u00e3o do eixo. Quanto menor for o padr\u00e3o no disco, maior ser\u00e1 o n\u00famero de pulsos produzidos pelo disco por rota\u00e7\u00e3o e maior ser\u00e1 a resolu\u00e7\u00e3o. Os codificadores rotativos absolutos e outros tipos \u00f3pticos podem ter resolu\u00e7\u00f5es muito superiores a dezenas de milhares de pulsos por revolu\u00e7\u00e3o (PPR), o que \u00e9 significativo em aplica\u00e7\u00f5es como usinagem CNC, rob\u00f3tica e dispositivos m\u00e9dicos, pois a precis\u00e3o \u00e9 fundamental.<\/p>\n\n\n\n

    O codificador magn\u00e9tico: Durabilidade para ambientes agressivos<\/h3>\n\n\n\n

    Os codificadores magn\u00e9ticos s\u00e3o robustos e confi\u00e1veis, especialmente onde poeira, umidade, \u00f3leo e vibra\u00e7\u00e3o pesada podem encobrir um sistema \u00f3ptico. Eles usam campos magn\u00e9ticos em vez de feixes de luz. Entre os elementos importantes est\u00e3o:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Uma roda ou anel magn\u00e9tico, com polos magnetizados sucessivos (polos alternados de Norte e Sul), em toda a circunfer\u00eancia. Essa roda \u00e9 presa ao eixo girat\u00f3rio.<\/li>\n\n\n\n
    2. Um conjunto de sensores, geralmente um sensor de efeito Hall ou um sensor magnetorresistivo, que mede quando o campo magn\u00e9tico varia ao girar na roda.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      Os sensores usados detectam os polos norte e sul \u00e0 medida que eles passam e resultam na sa\u00edda de sinal do codificador, que tem a mesma forma que o sinal el\u00e9trico. Como esse processo n\u00e3o depende de uma linha de vis\u00e3o \u00f3bvia, o codificador magn\u00e9tico tende a resistir muito aos contaminantes. Tradicionalmente, sua resolu\u00e7\u00e3o \u00e9 menor do que a dos codificadores \u00f3pticos, mas o desenvolvimento de sistemas de comunica\u00e7\u00e3o, protocolos de comunica\u00e7\u00e3o e processamento de sinais reduz consideravelmente essa diferen\u00e7a. Atualmente, os codificadores magn\u00e9ticos oferecem uma solu\u00e7\u00e3o de alto desempenho para atender \u00e0s aplica\u00e7\u00f5es desafiadoras em usinas sider\u00fargicas, linhas de montagem como as linhas de montagem de autom\u00f3veis, f\u00e1bricas de processamento de alimentos e assim por diante.<\/p>\n\n\n\n

      H\u00e1 outras tecnologias, como codificadores mec\u00e2nicos (baseados em contato), capacitivos e de indu\u00e7\u00e3o, cada uma delas com seu uso espec\u00edfico, mas a \u00f3ptica e a magn\u00e9tica t\u00eam dominado principalmente os diversos setores devido ao seu desempenho e confiabilidade.<\/p>\n\n\n\n

      Os principais tipos de sa\u00edda do codificador: Dos sinais b\u00e1sicos \u00e0 comunica\u00e7\u00e3o inteligente<\/h2>\n\n\n\n

      Embora os codificadores sejam comumente agrupados em termos de sua tecnologia de detec\u00e7\u00e3o (\u00f3ptica, magn\u00e9tica, capacitiva etc.), h\u00e1 tamb\u00e9m uma maneira diferente, mas possivelmente mais pr\u00e1tica, de classific\u00e1-los: pelo tipo de sinal que produzem. A sa\u00edda \u00e9 o que determina a maneira pela qual os dados sobre a posi\u00e7\u00e3o ou o movimento s\u00e3o transmitidos ao controlador e, por fim, determina a compatibilidade de um codificador com uma determinada estrutura de sistema. Conhecer esses tipos de sa\u00edda \u00e9 importante para escolher o codificador adequado a ser usado em sua aplica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      1. Sa\u00edda incremental: A base do feedback de movimento<\/h3>\n\n\n\n

      Os codificadores de sa\u00edda incremental fornecem uma s\u00e9rie de pulsos el\u00e9tricos em rela\u00e7\u00e3o ao movimento. A resposta \u00e9 absoluta no sentido de que o codificador n\u00e3o informa a posi\u00e7\u00e3o definitiva de onde voc\u00ea esteve, mas o movimento do codificador ocorreu. Esses sinais s\u00e3o normalmente gerados em dois canais, que s\u00e3o ondas quadradas em quadratura (A e B), de modo que o sistema pode medir tanto a dire\u00e7\u00e3o quanto a velocidade. Um terceiro canal Z opcional fornece um pulso de refer\u00eancia uma vez por revolu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

      Casos de uso<\/strong>
      Op\u00e7\u00e3o perfeita para medir a velocidade, feedback da velocidade do motor e posicionamento simples em situa\u00e7\u00f5es em que uma perda de energia pode ser evitada. \u00c9 usado em sistemas de transportadores, em m\u00e1quinas t\u00eaxteis e na automa\u00e7\u00e3o de embalagens.<\/p>\n\n\n\n

      2. Sa\u00edda absoluta: Posi\u00e7\u00e3o que nunca esquece<\/h3>\n\n\n\n

      Defini\u00e7\u00e3o<\/strong>
      Os encoders absolutos s\u00e3o usados para oferecer um valor digital exclusivo, em vez de cada posi\u00e7\u00e3o do eixo. Essa sa\u00edda sempre indica a posi\u00e7\u00e3o real, mesmo ap\u00f3s um ciclo de energia, portanto, esses codificadores s\u00e3o essenciais para sistemas em que o re-homing \u00e9 caro ou imposs\u00edvel. O estado geralmente \u00e9 representado em c\u00f3digo bin\u00e1rio, c\u00f3digo cinza ou outra forma, e pode ser enviado em s\u00e9rie (exemplo de looping ou em paralelo (exemplo de barramento paralelo), ou como uma sa\u00edda digital simples.<\/p>\n\n\n\n

      Casos de uso<\/strong>
      As aplica\u00e7\u00f5es incluem o uso em rob\u00f3tica, equipamentos m\u00e9dicos e m\u00e1quinas CNC em que a mem\u00f3ria do sistema e a recupera\u00e7\u00e3o determin\u00edstica s\u00e3o importantes.<\/p>\n\n\n\n

      3. Sa\u00edda de comunica\u00e7\u00e3o serial: Transfer\u00eancia de dados eficiente e de alta resolu\u00e7\u00e3o<\/h3>\n\n\n\n

      Defini\u00e7\u00e3o<\/strong>
      Os codificadores de sa\u00edda de comunica\u00e7\u00e3o serial enviam as informa\u00e7\u00f5es de posi\u00e7\u00e3o em protocolos de comunica\u00e7\u00e3o digital, geralmente em dois ou quatro fios. Esses protocolos (por exemplo, SSI, BiSS-C, EnDat ou Hiperface) s\u00e3o capazes de informar uma posi\u00e7\u00e3o de alta resolu\u00e7\u00e3o e baixa lat\u00eancia e, com frequ\u00eancia, tamb\u00e9m incluem diagn\u00f3sticos ou outras informa\u00e7\u00f5es de estado. As interfaces seriais s\u00e3o sincronizadas com o rel\u00f3gio, imunes a ru\u00eddos, ao contr\u00e1rio das sa\u00eddas de sinal bruto, e, portanto, t\u00eam integridade aprimorada em dist\u00e2ncias maiores.<\/p>\n\n\n\n

      Casos de uso<\/strong>
      Mais comuns em aplica\u00e7\u00f5es servo de alta precis\u00e3o, m\u00e1quinas-ferramentas e na constru\u00e7\u00e3o de semicondutores. Podem ser comumente encontrados em aplica\u00e7\u00f5es que exigem um alto n\u00edvel de precis\u00e3o no feedback na faixa de m\u00edcrons e maior robustez na comunica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

      4. Sa\u00edda de barramento de rede: Codificadores inteligentes para sistemas conectados<\/h3>\n\n\n\n

      Defini\u00e7\u00e3o<\/strong>
      Os encoders de sa\u00edda em rede (fieldbus ou Ethernet industrial) s\u00e3o componentes inteligentes de um sistema de automa\u00e7\u00e3o. Eles funcionam usando padr\u00f5es de comunica\u00e7\u00e3o industrial em tempo real, como CANopen, PROFINET, EtherCAT, Modbus e DeviceNet, acrescentando n\u00e3o apenas posi\u00e7\u00e3o e velocidade, mas tamb\u00e9m diagn\u00f3sticos, configura\u00e7\u00e3o e coordena\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios eixos. Esses codificadores podem ter firmware e processadores incorporados.<\/p>\n\n\n\n

      Casos de uso<\/strong>
      \u00c9 perfeito para redes de automa\u00e7\u00e3o complexas e distribu\u00eddas em que o alto volume \u00e9 um fator importante, como em linhas de montagem automotivas, f\u00e1bricas de embalagens, centros de log\u00edstica e c\u00e9lulas de rob\u00f4s de fabrica\u00e7\u00e3o. Facilita a manuten\u00e7\u00e3o preditiva, o diagn\u00f3stico remoto e o plug and play em PLCs ou controladores modernos.<\/p>\n\n\n\n

      Tabela de resumo: Tipos de sa\u00edda versus tipos de codificador<\/h3>\n\n\n\n
      Tipo de sa\u00edda<\/strong><\/th>Descri\u00e7\u00e3o<\/strong><\/th>Tipos t\u00edpicos de codificadores<\/strong><\/th><\/tr>
      Sa\u00edda incremental<\/strong><\/td>Pulsos de movimento relativo (canais A\/B\/Z) para feedback de velocidade\/dire\u00e7\u00e3o<\/td>Codificadores incrementais rotativos, lineares, \u00f3pticos e magn\u00e9ticos<\/td><\/tr>
      Sa\u00edda absoluta<\/strong><\/td>C\u00f3digo digital que representa a posi\u00e7\u00e3o real, mantido em caso de perda de energia<\/td>Codificadores absolutos de uma volta, multivoltas, \u00f3pticos e magn\u00e9ticos<\/td><\/tr>
      Sa\u00edda de comunica\u00e7\u00e3o serial<\/strong><\/td>Dados digitais sobre protocolos como SSI, BiSS, EnDat, Hiperface<\/td>Codificadores absolutos de alta resolu\u00e7\u00e3o com interfaces digitais<\/td><\/tr>
      Sa\u00edda de barramento de rede<\/strong><\/td>Comunica\u00e7\u00e3o em tempo real com v\u00e1rios n\u00f3s via CANopen, EtherCAT, PROFINET, etc.<\/td>Encoders inteligentes com rede e diagn\u00f3stico integrados<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      Entendendo as principais especifica\u00e7\u00f5es: Especifica\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas<\/h2>\n\n\n\n
      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      A sele\u00e7\u00e3o de um codificador requer a compreens\u00e3o de suas principais m\u00e9tricas de desempenho:<\/p>\n\n\n\n