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Les câbles de codeur doivent-ils avoir une longueur maximale?

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Juergen Wagenbach connaît les critères à prendre en compte lorsque les câbles de codeurs ou de capteurs à effet Hall sont longs.

La longueur des câbles standard utilisés dans les moteurs et les capteurs peut être comprise entre 30 cm et 3 m. Mais cette longueur peut être insuffisante surtout si des contrôleurs sont installés dans une armoire se trouvant à quelques mètres de la machine, voire dans une autre pièce.

Il n'y a pas de réponse définitive concernant la longueur maximale du câble. Certaines mesures spéciales doivent être prises en compte pour pouvoir utiliser sans problème des câbles d'une longueur pouvant atteindre 10 m. Des câbles de 50 ou 100 m peuvent même été utilisés avec succès si tout est parfaitement installé et si la qualité du signal est contrôlée et confirmée lors de la première mise en service.

Mesures spéciales à prendre en compte avec des longueurs de câble importantes

Bien souvent, la première pensée qui vient à l'esprit est que la chute de tension du signal sur les longs fils pourrait être le point critique. Or, ce n'est pas correct, car les signaux de capteur doivent souvent répondre à la spécification TTL, qui accepte un signal élevé dès un niveau de tension supérieur à 2,1 V. Le niveau de signal requis est mentionné dans la «Référence matériel» des contrôleurs maxon, dans les chapitres concernant les entrées du codeur et du capteur à effet Hall.

1) Tension d'alimentation de capteur

Généralement, les codeurs ont une tolérance limitée en matière de tension d'alimentation. Avec une caractéristique de 5 V +/-5 %, cela signifie qu'au moins 4,75 V doivent être présents à l'entrée de la tension d'alimentation du codeur pour garantir son fonctionnement. La chute de tension survenant sur les câbles longs peut être critique en ce qui concerne la tension d'alimentation. Si la tension d'alimentation est insuffisante, les signaux de capteurs seront non présents, incorrects voire manquants. La cause principale des impulsions manquantes est la tension d'alimentation et non le niveau du signal, contrairement à ce que l'on pourrait croire. Il est donc important de s'assurer que la tension d'alimentation précisée est disponible sur le connecteur du codeur. Cela peut être optimisé en utilisant des fils de section plus importante à l'intérieur du câble. En fait, ces fils plus épais sont requis uniquement pour la tension d'alimentation et le câble de masse. La chute de tension des câbles de capteur est moins importante que celle évoquée ci-dessus.

L'inconvénient des fils globalement plus épais est que les câbles qu'ils forment sont moins souples, plus lourds et plus coûteux. Des câbles à fils de sections différentes sont des produits très particuliers et donc très onéreux. Il existe une solution simple pour surmonter ce désavantage:

Utiliser plus d'un fil pour l'alimentation et la masse

Utilisez un câble à nombre de fils supérieur au nombre requis réellement, par ex. 10 ou 12 fils au lieu des 8 typiquement requis par un codeur. Utiliser 2 ou 3 fils pour l'alimentation et la masse. Ces câbles sont standard, les plus rentables et sont plus souples qu'un câble avec des fils de section supérieure.

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2) Type de signal de capteur

Il est recommandé de manière générale d'utiliser des codeurs à lignes de signaux différentiels pour augmenter l'immunité au bruit et réduire le risque d'une détection d'impulsion erronée, en particulier pour la commande de positionnement. Cette recommandation est importante lorsque les câbles en présence sont longs:

Utiliser uniquement des codeurs à lignes de signaux différentiels!

Souvent, les capteurs à effet Hall ne permettent pas d'utiliser des lignes à signaux différentiels mais ne sont pas très sensibles pour ce qui est des impulsions erronées isolées. En tout état de cause, il est nécessaire d'évaluer le risque de bruit et d'effets négatifs, qui dépend aussi d'autres mesures mentionnées. Si ce risque d'états d'erreur du contrôleur existe au sujet des signaux du capteur à effet Hall, pensez à installer une attaque de ligne à proximité du moteur et un récepteur de ligne à proximité du contrôleur pour les lignes de signaux du capteur à effet Hall.

3) Réduire l'effet CEM

Le risque d'une perturbation CEM augmente nettement avec les lignes de signaux et il est souvent difficile de savoir, par ex., quels autres câbles se trouvent à proximité des câbles de signaux dans une machine. Il est alors primordial d'utiliser des câbles blindés pour toutes les lignes de puissance de charges inductives de type moteurs, relais, contacteurs principaux, pompes, ventilateurs mais aussi amorces de tubes néon, pour n'en citer que quelques uns.

  • Ne pas mélanger des lignes de signaux et des lignes de puissance de moteur dans un câble.
  • Ne pas utiliser de câbles plats. Ces câbles sont plus sujets aux perturbations et il est plus difficile de les blinder.
  • Utiliser des câbles blindés pour les lignes de puissance et les câbles de moteur.
  • Raccorder le blindage à la masse avec des pinces de terre situées aux deux extrémités du câble long.
  • Essayer de séparer les câbles moteur et les câbles de signaux ou de capteurs, et dans la mesure du possible, ne pas les poser les uns sur les autres.

Le respect de toutes ces mesures et un contrôle final de la qualité du signal pendant la première mise en service aident à réduire les inconvénients et les risques inhérents aux câbles longs pendant le fonctionnement.

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Auteur: Juergen Wagenbach

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