Como a placa de circuito impresso (PCB) funciona em um atuador elétrico industrial

O controle do atuador se baseia em um controlador integrado ou Ponte H, que muda a polaridade da tensão do motor DC. Aqui você pode se beneficiar com a comutação de baixa corrente, já que um sinal digital alto de apenas alguns mA faz com que o atuador entre em operação.

A Ponte H integrada abre uma série de opções de controle da PCB, como velocidade e aceleração.

Esta é a Ponte H, e no meio fica a conexão de energia com os terminais positivos e negativos do motor. Quatro interruptores, nesse caso transistores, ficam conectados à fonte de alimentação na parte superior e na parte inferior da Ponte H. Esses transistores substituem a funcionalidade dos relés mecânicos. A Ponte H controla os movimentos de entrada e de saída do atuador de maneira bem simples. Quando a energia está ligada, dois dos transistores devem ser ativados para fazer com que a corrente flua na diagonal, passando da conexão com o motor, fazendo com que o motor rode em um sentido. Para mudar os sentidos, o fluxo da corrente deve ser mudado desativando-se os dois transistores previamente ativados, e ativando os outros dois.

Uma das coisas mais importantes a saber sobre um atuador é a sua posição. A posição física de um atuador linear controlado por PCB (placa de circuito impresso) é baseada em sensores de efeito Hall, contando o número de pulsos por rotação do fuso.

Tradicionalmente, interruptores elétricos eram montados em cada extremidade do fuso, o que calibrava o sistema de posicionamento sempre que um fim de curso físico era atingido. Para garantir uma devolutiva de posição confiável do atuador, era preciso ativar pelo menos um desses interruptores de fim de curso regularmente. Caso contrário, a devolutiva de posição podia oscilar com o tempo devido à perda de pulsos Hall no codificador, principalmente quando ficava desligado.

Por conta dessa limitação, uma aplicação na qual o atuador não fazia uso do comprimento total de curso poderia resultar em devolutiva de posição inexata com o tempo.

Um novo princípio de inicialização, desenvolvido pela LINAK^®, mudou a maneira como o movimento linear pode ser inicializado. Ele aproveita um pequeno ímã montado na porca do fuso, que passa por dois sensores Hall na PCB do atuador localizados no início do comprimento de curso no que chamamos de ponto "zero". Os sensores reagem durante a passagem do ímã na porca do fuso, criando assim dois sinais Hall. O microprocessador verifica a intersecção dos dois campos magnéticos e usa a intersecção como ponto de referência para a inicialização.

Vários recursos da PCB (placa de circuito impresso) ajudam a proteger o maquinário que roda com o atuador industrial da LINAK^®. O sinal de pulso garante que os componentes eletrônicos estejam funcionando corretamente, e o recurso de partida/parada suaves reduz o stress mecânico sobre o maquinário e o atuador. Essa função é controlada pela aceleração de um sinal de controle de motor PWM e funciona da mesma maneira que liberar gradualmente a embreagem em um carro.

A medição de corrente e temperatura protege os componentes eletrônicos da PCB (placa de circuito impresso) e ajuda a garantir um desempenho confiável do atuador. Um microcontrolador mede a corrente que flui através da ponte H e desliga a energia se a corrente exceder um nível predefinido. Os sensores monitoram a temperatura da ponte H e a temperatura ambiente dentro do invólucro do atuador e param a operação antes que o calor atinja níveis prejudiciais.

Para proteção EMC, a PCB (placa de circuito impresso) do atuador possui uma funcionalidade de descarga de carga e proteção de polaridade. O nível de descarga de carga para atuadores industriais da LINAK é predefinido para 45 volts. Se um pico de tensão ultrapassar esse nível, a PCB (placa de circuito impresso) será desligada. A proteção de polaridade garante que o atuador não seja danificado no caso de a fonte de alimentação ser conectada incorretamente.