O encoder rotativo é um sensor que transforma o giro de um eixo em sinal elétrico, para que o CLP, o CNC ou o inversor saibam a posição, a velocidade e o sentido de rotação. Ele existe em dois tipos principais: o incremental, que gera pulsos enquanto o eixo gira, e o absoluto, que entrega um código único para cada posição, mesmo depois de desligado.
O encoder rotativo é um tipo de sensor de posição usado para determinar a posição angular de um eixo. Ele gera um sinal elétrico, analógico ou digital, de acordo com o movimento de rotação, e costuma estar ligado a um CNC, a um CLP (controlador lógico programável, o equipamento que comanda a máquina) ou a um inversor de frequência.
No encoder incremental, a posição é calculada pelo número de pulsos contados a partir da marca zero. No encoder absoluto, a posição é determinada pela leitura do código de saída. A comparação prática entre os dois está no artigo encoder incremental ou absoluto: qual é a melhor opção.
A Prodihl também explica o funcionamento em vídeo: Encoder rotativo: incremental ou absoluto, aprenda sobre o funcionamento em 1 minuto, no canal da Prodihl no YouTube.
Como funciona
No encoder óptico, o tipo mais comum, o sistema de leitura é baseado na rotação de um disco indexador radial, que tem janelas alternadas: umas deixam a luz passar, outras são opacas.
Uma fonte de luz infravermelha ilumina o disco, e a imagem é projetada sobre a superfície do receptor, que é coberto por uma máscara (retícula) com o mesmo padrão de janelas do disco.
O trabalho do receptor é detectar as mudanças na luz causadas pela rotação do disco e converter essa variação de luz no sinal elétrico correspondente. Cada janela que passa vira um pulso.
Encoder óptico e encoder magnético
Além do óptico, existe o encoder magnético, que lê um anel ou ímã magnetizado com sensores de efeito Hall ou magnetorresistivos. A escolha entre as duas tecnologias depende do ambiente e da resolução necessária:
| Tecnologia | Como lê o giro | Ponto forte | Atenção |
|---|---|---|---|
| Óptica | Disco com janelas, luz infravermelha e receptor | Alta resolução e sinal preciso | Poeira, umidade ou graxa dentro do encoder causam erro; a vedação (grau IP) é decisiva |
| Magnética | Anel magnetizado e sensor Hall ou magnetorresistivo | Tolera melhor poeira, óleo e condensação | Em geral, resolução menor que a óptica no mesmo tamanho; campos magnéticos fortes por perto atrapalham |
Principais funções
A principal função de um encoder rotativo é converter deslocamentos de rotação em uma série de sinais que o controle usa para medir e corrigir o deslocamento angular. Combinado com um trem de engrenagens, uma roda de medição ou um fuso, ele também mede deslocamento linear, como o comprimento de uma chapa ou de uma bobina de papel.
Na prática, o encoder responde a quatro perguntas do sistema de controle: quanto o eixo girou, em que velocidade, em que sentido e em que posição ele está.
No encoder absoluto, a leitura do código de saída em cada posição da volta é única; por isso, ele informa a posição real mesmo depois de desligado: ao religar, a leitura está disponível na hora. Já o encoder incremental precisa buscar de novo a marca zero, o chamado referenciamento.
Incremental e absoluto, lado a lado
| Característica | Incremental | Absoluto |
|---|---|---|
| O que entrega | Pulsos nos canais A, B e, em muitos modelos, Z | Código digital da posição ou, em alguns modelos, sinal analógico |
| Ao ligar a máquina | Precisa de referenciamento | Já sabe onde está |
| Resolução | Em PPR (pulsos por rotação) | Em bits: 12 bits equivalem a 4.096 posições por volta |
| Ligação típica | Entrada rápida do CLP, contador ou inversor | SSI, BiSS, CANopen, Profibus, EtherNet/IP ou entrada analógica |
| Uso típico | Velocidade, metragem e contagem | Posição que não pode se perder |
O absoluto pode ser monovolta, que identifica a posição dentro de uma volta, ou multivolta, que também conta quantas voltas o eixo deu. Os modelos disponíveis estão na categoria de encoders absolutos.
Onde são utilizados
Esses sensores são usados principalmente em máquinas-ferramenta, processamento de materiais, sistemas de realimentação de motores e equipamentos de medição e controle. Na indústria brasileira, aparecem em máquinas de embalagem, linhas de alimentos, elevadores, implementos agrícolas, bobinadeiras de papel e prensas. Em geral, o encoder rotativo também fornece o sinal de velocidade realimentado ao inversor, que assim ajusta a sua saída.
O objetivo é obter medições precisas. Devem-se considerar vibração, escorregamento e limites de velocidade antes ou depois do redutor, entre outros fatores. O encoder deve ser protegido contra impactos, e é preciso verificar se ele ficará exposto a intempéries ou a altas temperaturas.
O encoder rotativo incremental é o mais usado de todos os encoders rotativos, porque fornece informação de posição e velocidade em tempo real, com sinal simples. Ele detecta mudanças de posição e as transmite em taxas bem mais rápidas do que a maioria dos encoders absolutos de eixo. Por isso, é comum em aplicações que exigem medição precisa de posição e velocidade. O RI58 da Hengstler, por exemplo, chega a 10.000 pulsos por volta.
Sinais A, B e Z: como o incremental informa velocidade e sentido
Um encoder incremental rotativo tem dois sinais de saída, A e B, que formam ondas quadradas defasadas de 90° (em quadratura) quando o eixo gira. A frequência da onda indica a velocidade de rotação, o número de pulsos indica a distância percorrida e a relação de fase entre A e B indica o sentido de rotação.
Alguns encoders incrementais, como o B58N da Dynapar, têm uma saída de índice adicional, normalmente chamada de Z, que emite um pulso uma vez por volta, sempre no mesmo ângulo. Ela serve de referência para o zero da máquina e para aplicações que precisam de um sinal de registro quando o eixo passa por um ângulo específico.
Para saber a rotação, a conta é direta: rpm = frequência do canal A (em Hz) × 60 ÷ PPR. Um encoder de 1.024 PPR que gera 51.200 Hz está girando a 3.000 rpm. Contando as bordas de subida e de descida de A e de B (avaliação 4x), o controle obtém quatro contagens por pulso: 1.024 PPR viram 4.096 contagens por volta.
Ao contrário do absoluto, o encoder incremental não acompanha a posição do sistema mecânico ao qual está ligado. Para saber a posição em um dado momento, a interface do encoder, normalmente um contador eletrônico bidirecional no CLP ou no CNC, precisa acompanhar os pulsos desde a última referência.
Encoder senoidal e resolver
O encoder senoidal emite ondas seno e cosseno em quadratura, em vez de ondas quadradas. O acionamento interpola essas ondas e obtém uma resolução bem maior que a contagem de pulsos, o que é útil em servoacionamentos. O B58S da Dynapar é um encoder senoidal de 1.024 PPR. O resolver também entrega seno e cosseno, mas é um transformador rotativo, sem eletrônica interna: suporta bem temperatura e vibração e precisa de um conversor no acionamento.
Melhores marcas de Encoders Rotativos
Mais do que o nome na etiqueta, o que define uma boa marca de encoder rotativo é a linha por trás dela: variedade de eixos e flanges, opções de sinal, vedação adequada ao ambiente, documentação técnica e reposição pelo mesmo código. A Prodihl é distribuidora autorizada de duas fabricantes especializadas em encoders, a Dynapar e a Hengstler, e indica uma ou outra conforme a aplicação. As duas têm encoders incrementais e absolutos.
Dynapar
Marca de origem norte-americana, com encoders incrementais, absolutos, senoidais e de taxa variável para máquinas agrícolas. Entre as linhas mais pedidas estão o B58N (incremental de 58 mm, até 5.000 PPR), os HS35N e HS35R (eixo vazado, para montagem em motores e ambiente severo), o AI25 (absoluto com saída em rede, inclusive EtherNet/IP) e o B40 (incremental miniatura).
Hengstler
Marca de origem alemã, com encoders incrementais e absolutos para uso industrial. Destacam-se o RI58 (incremental de 58 mm, até 10.000 pulsos por volta), o RI76 (eixo vazado de 15 a 42 mm), o AC58 (absoluto de até 22 bits por volta, com várias interfaces de rede) e os AR62 e AR63 (absolutos de construção robusta, com rolamentos superdimensionados).
Os critérios para comparar as duas marcas, de vedação a rolamentos e diagnóstico, estão no artigo encoders Dynapar e Hengstler são confiáveis?
Onde Comprar Encoders Rotativos
A Prodihl, de Porto Alegre, é distribuidora autorizada Dynapar e Hengstler e fornece encoders rotativos incrementais e absolutos para todo o Brasil. Os itens em estoque saem em até 24 horas; os demais têm prazo informado na proposta. As famílias e os códigos mais pedidos estão na página de encoders da Prodihl.
Muitos fabricantes produzem opções pouco abrangentes, geralmente dedicadas a um tipo de máquina. Dynapar e Hengstler têm séries que se adaptam a diversas aplicações, com várias tecnologias, conexões e materiais de invólucro, o que facilita a reposição e a padronização do encoder na fábrica.
Precisa trocar ou especificar um encoder? Mande o código da peça ou uma foto da etiqueta pelo WhatsApp da Prodihl. A equipe técnica identifica o modelo, indica o equivalente quando o original saiu de linha e envia a proposta. Para um projeto novo, descreva a aplicação no formulário de contato.
Perguntas frequentes
O que é um encoder?
É um sensor que converte movimento em sinal elétrico. O encoder rotativo mede o giro de um eixo; o linear mede o deslocamento ao longo de uma régua. Com esse sinal, o controle da máquina sabe a posição, a velocidade e o sentido do movimento.
Qual a diferença entre encoder incremental e absoluto?
O incremental gera pulsos enquanto o eixo gira e precisa de uma referência (o zero) toda vez que a máquina liga. O absoluto entrega um código único para cada posição e mantém a informação mesmo após uma queda de energia. O incremental é o mais usado para velocidade e metragem; o absoluto, para posição que não pode se perder.
Como calcular a rotação a partir do sinal do encoder?
Divida a frequência do canal A pelo número de pulsos por rotação (PPR) e multiplique por 60. Com 1.000 PPR e 25.000 Hz no canal A, o eixo gira a 1.500 rpm. Confira também se a entrada do CLP lê essa frequência, para não perder pulsos.
Encoder e resolver são a mesma coisa?
Não. Os dois medem o giro do eixo, mas o resolver é um transformador rotativo que entrega sinais analógicos de seno e cosseno, sem eletrônica interna. O encoder tem eletrônica embarcada e entrega pulsos ou um código digital. O resolver suporta bem calor e vibração; o encoder costuma ser mais simples de ligar ao CLP.
