Diferencia entre encoder incremental y absoluto

¿Qué es un encoder y para qué sirve?

Un encoder es un dispositivo electromecánico que convierte el movimiento físico de un eje, ya sea rotación o desplazamiento lineal, en señales eléctricas que un controlador puede interpretar. Su función principal es proporcionar información de posición, velocidad y sentido de giro a un sistema de control, lo que lo convierte en uno de los elementos más utilizados en automatización industrial, robótica y maquinaria CNC. Puedes encontrarlos como parte de los sensores mecatrónicos más empleados en sistemas de control de movimiento.

Según cómo obtienen y representan la información de posición, los encoders se dividen en dos grandes familias: los incrementales y los absolutos. Cada uno trabaja con un principio diferente, genera un tipo de señal distinto y se adapta mejor a ciertos escenarios. Conocer esa diferencia desde el principio te evita errores costosos al momento de diseñar o mantener un sistema.

Principio de medición de posición y velocidad

Todo encoder trabaja sobre el mismo principio básico: detectar cambios en la posición de un eje y traducirlos en señales que el controlador pueda contar, procesar o almacenar. La posición se deduce a partir de la señal generada, y la velocidad se calcula midiendo la frecuencia con que esa señal cambia en el tiempo. Lo que varía entre los distintos tipos de encoder es la forma en que generan esa señal y, sobre todo, qué tipo de información contiene.

Tecnología óptica y magnética en encoders

Los encoders pueden detectar el movimiento mediante dos tecnologías principales. La óptica utiliza una fuente de luz, un disco con zonas transparentes y opacas, y un receptor que convierte los cambios de luz en pulsos eléctricos. La tecnología magnética, por su parte, es más resistente al polvo, la humedad y las vibraciones, lo que la hace preferida en entornos industriales agresivos como laminadoras, prensas o equipos de construcción. Ambas tecnologías pueden aplicarse tanto a encoders incrementales como absolutos. Puedes ampliar este tema en el artículo sobre tipos de sensores mecatrónicos.

¿Cómo funciona un encoder incremental?

El encoder incremental genera pulsos eléctricos cada vez que el eje gira una fracción determinada. Esos pulsos se acumulan en un contador externo para calcular cuánto se ha desplazado el eje desde un punto de referencia conocido. No almacena la posición por sí mismo: depende del contador para saber dónde está, lo que lo hace más sencillo en diseño, pero también más vulnerable ante ciertos fallos del sistema.

Señales canal A, canal B y canal Z

Un encoder incremental estándar entrega tres señales. El canal A y el canal B son dos ondas cuadradas desfasadas 90° entre sí: esa diferencia de fase permite saber si el eje gira en sentido horario o antihorario. Con un solo canal se puede medir velocidad, pero se necesitan ambos para conocer el sentido. El canal Z, también llamado canal cero, genera un único pulso por revolución completa y sirve como referencia fija para reiniciar el contador si hace falta.

Limitaciones al cortar la alimentación

Una de las características más críticas del encoder incremental es que pierde la referencia de posición cuando se interrumpe la energía. El contador externo que acumula los pulsos se reinicia o se corrompe, y el sistema ya no sabe en qué punto del recorrido se encuentra el eje. Para volver a operar con precisión, el equipo debe ejecutar un proceso llamado homing: desplazarse hasta una posición de referencia conocida antes de retomar cualquier tarea.

¿Cómo funciona un encoder absoluto?

El encoder absoluto trabaja de una forma radicalmente distinta. En lugar de contar pulsos desde un origen, asigna un código digital único a cada posición angular del eje. Ese código está grabado en un disco con pistas codificadas que los sensores leen directamente. Sin importar si el sistema se apaga o pierde energía, cuando vuelve a arrancar, el encoder reporta inmediatamente la posición exacta, sin ningún tipo de inicialización previa.

Encoder de una sola vuelta (single turn)

El encoder absoluto de una sola vuelta, conocido como single turn, genera un código único para cada posición dentro de una revolución completa de 360°. Cuando el eje supera ese rango y comienza una segunda vuelta, el código se repite desde el principio. Este tipo es adecuado para aplicaciones donde el movimiento se limita a un giro completo o donde el sistema siempre opera dentro de ese rango angular, como válvulas de control o ejes de posicionamiento acotado.

Encoder multivuelta (multiturn)

El encoder multiturn extiende la capacidad del single turn al registrar también cuántas vueltas completas ha dado el eje, además de la posición dentro de cada vuelta. El código resultante es único a lo largo de miles de revoluciones, lo que lo hace imprescindible en tornillos de avance, ejes de robots industriales o sistemas de posicionamiento lineal con largo recorrido. Algunos modelos logran resoluciones de hasta 24 bits para el seguimiento multivuelta.

¿Cuál es la diferencia clave entre encoder incremental y absoluto?

La diferencia fundamental entre ambos tipos no está solo en la tecnología interna, sino en qué tipo de información entrega cada uno y qué ocurre cuando el sistema pierde energía. El encoder incremental mide movimiento relativo; el absoluto entrega posición exacta en cualquier circunstancia. Esta distinción cambia por completo cómo se diseña el sistema de control que los rodea y qué nivel de seguridad ofrece la aplicación final.

Característica	Encoder incremental	Encoder absoluto
Tipo de posición	Relativa (desde referencia)	Absoluta (posición real)
Señal de salida	Pulsos (A, B, Z)	Código digital único por posición
Tras corte de energía	Pierde la referencia	Mantiene la posición
Requiere inicialización (homing)	Sí, al arrancar	No
Costo relativo	Más económico	Mayor inversión inicial
Complejidad de integración	Menor	Mayor (protocolos serie)
Aplicaciones típicas	Control de velocidad, motores paso a paso	Robótica, CNC, servomotores

Una manera sencilla de recordar esta diferencia: el encoder incremental se comporta como un cronómetro que mide el tiempo transcurrido desde que pulsaste el botón de inicio, mientras que el absoluto actúa como un reloj que siempre sabe qué hora es, aunque lo hayas desconectado durante horas. Si sabes el punto de partida, ambos te llevan al mismo resultado; si lo pierdes, solo el absoluto puede recuperarlo por sí solo.

Ventajas y limitaciones de cada tipo

Ventajas y limitaciones del encoder incremental

El encoder incremental lleva décadas siendo la opción dominante en control de movimiento porque ofrece una combinación difícil de superar en muchos contextos: alta resolución, bajo costo y sencillez de integración. Su salida digital diferencial lo hace robusto frente al ruido eléctrico, y puede conectarse directamente a la mayoría de los controladores modernos sin hardware adicional.

• Diseño digital inherente: Se conecta fácilmente a microcontroladores, PLCs y drivers modernos sin conversión adicional.
• Buena relación resolución-costo: Es posible obtener resoluciones elevadas (miles de pulsos por revolución) a un precio accesible.
• Inmunidad al ruido eléctrico: La salida diferencial (líneas complementarias) reduce la interferencia en entornos industriales ruidosos.
• Pérdida de posición al apagarse: Sin energía, el contador externo se pierde y el sistema queda sin referencia válida.
• Dependencia del homing: Cada vez que el equipo arranca, debe desplazarse hasta un punto de referencia físico antes de operar con precisión.
• Vulnerabilidad ante interferencias eléctricas: Un pico de tensión o un fallo transitorio puede corromper el conteo y generar errores de posición acumulados.

Ventajas y limitaciones del encoder absoluto

El encoder absoluto nació para resolver el problema más crítico del incremental: la pérdida de posición. Al conocer su posición exacta en todo momento, elimina la necesidad del homing y hace el sistema más seguro y autónomo. Esto resulta especialmente valioso en equipos que no pueden permitirse movimientos impredecibles al arrancar, como brazos robóticos o mesas de posicionamiento de precisión.

• Posición disponible inmediatamente: Al encender, el controlador recibe la posición actual sin ningún movimiento previo requerido.
• Seguridad en sistemas críticos: Elimina el riesgo de colisiones por pérdida de referencia durante un corte de energía inesperado.
• Compatible con protocolos industriales: Transmite datos mediante SSI, BiSS, CANopen, PROFINET u otros buses de campo, lo que simplifica la integración en redes industriales.
• Mayor costo inicial: Su electrónica interna más compleja eleva el precio frente al incremental de prestaciones similares.
• Integración más compleja: Requiere protocolos de comunicación específicos y, en algunos casos, configuración adicional del controlador.
• Sensibilidad a interferencias en variantes sin/cos: Las versiones analógicas son más vulnerables al ruido eléctrico que las digitales.

¿Cuándo usar un encoder incremental y cuándo uno absoluto?

La elección entre uno y otro no depende de cuál sea «mejor», sino de qué necesita realmente tu aplicación. El criterio más determinante es si el sistema puede permitirse perder la referencia de posición. Si la respuesta es no, el encoder absoluto es la única opción razonable. Si la pérdida de referencia es tolerable y el presupuesto es limitado, el incremental cumple perfectamente.

Un ejemplo práctico lo aclara bien: en una cinta transportadora que controla la velocidad de avance, un encoder incremental es suficiente. En cambio, en el eje de un robot quirúrgico o en una fresadora CNC de cinco ejes, perder la posición aunque sea un instante puede derivar en daños graves al material o al equipo. Esa diferencia de consecuencias es lo que justifica el mayor costo del encoder absoluto.

Aplicaciones reales en mecatrónica e industria

Los encoders de ambos tipos están presentes en prácticamente todas las ramas de la ingeniería mecatrónica moderna. Su elección marca la diferencia entre un sistema que simplemente funciona y uno que opera con la máxima fiabilidad posible. A continuación se detallan los contextos más representativos de cada tipo:

El encoder rotativo es la forma más común en que encontrarás ambos tipos en la industria. Tanto el incremental como el absoluto se fabrican en versiones rotativas para eje sólido, eje hueco o sin contacto, según el diseño mecánico del sistema en el que se integran.

Protocolos de comunicación del encoder absoluto

Una de las diferencias prácticas más importantes entre ambos tipos es la forma en que transmiten su información al controlador. El encoder incremental usa líneas digitales simples (A, B, Z) que cualquier entrada de contador puede leer. El encoder absoluto, en cambio, necesita un protocolo de comunicación para enviar el código de posición completo de forma fiable, lo que añade una capa de complejidad, pero también abre posibilidades más avanzadas.

• SSI (Synchronous Serial Interface): Protocolo punto a punto, sencillo y muy extendido. Permite transmitir la posición absoluta a través de dos pares de señales sincronizadas. Es la opción de integración más directa para sistemas que no requieren comunicación bidireccional.
• BiSS (Bidirectional Synchronous Serial): Evolución del SSI que añade comunicación bidireccional y diagnóstico en tiempo real. La versión BiSS-C es la más adoptada actualmente y permite velocidades de hasta 10 Mbit/s con cables de hasta 100 metros.
• CANopen: Protocolo basado en la red CAN, diseñado para entornos de automatización distribuida. Permite conectar múltiples encoders en un mismo bus y ofrece configuración de parámetros, lectura de posición, velocidad y aceleración desde el controlador.
• PROFINET / EtherCAT: Protocolos de red industrial Ethernet que permiten integrar el encoder directamente en la red de control de la planta, con tiempos de ciclo muy bajos y capacidad de diagnóstico avanzado.

La elección del protocolo depende de la red de control existente en el sistema. Si ya trabajas con un PLC Siemens bajo PROFINET, un encoder con esa interfaz se integra de forma natural. Si el sistema usa un controlador de movimiento independiente, SSI o BiSS son opciones más directas y económicas. El protocolo no cambia la función del encoder, pero sí determina qué tan fácil es integrarlo en tu arquitectura de control.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre encoder incremental y absoluto?

El encoder incremental genera pulsos proporcionales al movimiento del eje desde un punto de referencia y necesita un contador externo para conocer la posición. El encoder absoluto, en cambio, asigna un código digital único a cada posición del eje y lo reporta directamente al controlador sin necesidad de contar desde un origen. La diferencia principal es que el absoluto mantiene la posición incluso después de un corte de energía, mientras que el incremental pierde la referencia y debe inicializarse de nuevo al arrancar.

¿Qué ocurre con un encoder incremental cuando se interrumpe la energía?

Cuando se corta la alimentación, el contador externo que acumula los pulsos del encoder incremental se reinicia o se corrompe. Al volver la energía, el sistema no sabe en qué posición está el eje porque esa información no se almacena dentro del propio encoder. Para recuperar la referencia, el equipo debe ejecutar un proceso de homing: desplazarse de forma controlada hasta un punto de referencia físico conocido (un fin de carrera, una marca de índice o una posición de origen) antes de reanudar cualquier operación de posicionamiento.

¿Para qué sirve el canal Z en un encoder incremental?

El canal Z, también llamado canal cero o señal de índice, genera un único pulso por cada revolución completa del eje. Su función es proporcionar una referencia absoluta dentro del rango de una vuelta, lo que permite al controlador verificar que el conteo es correcto o reiniciarlo en un punto conocido. Sin el canal Z, el sistema solo sabe cuánto se ha movido el eje, pero no dónde está dentro del ciclo de una revolución. En aplicaciones con movimientos repetitivos, el canal Z también sirve para detectar errores de conteo acumulados.

¿Qué es un encoder multivuelta y en qué se diferencia del de una sola vuelta?

Un encoder multiturn (multivuelta) registra tanto la posición angular dentro de una revolución como el número de vueltas completas que ha dado el eje. Esto genera un código absolutamente único a lo largo de miles de revoluciones. El encoder single turn, en cambio, solo distingue posiciones dentro de una vuelta de 360° y repite el mismo código en cada nueva revolución. El multiturn es imprescindible en aplicaciones con desplazamientos largos, como tornillos de avance en máquinas CNC, ejes de robots con múltiples giros o actuadores lineales de largo recorrido.

¿El encoder absoluto necesita inicialización al arrancar?

No. Esa es precisamente su ventaja más valorada en aplicaciones críticas. Desde el momento en que recibe alimentación, el encoder absoluto ya conoce su posición y la transmite al controlador sin necesidad de moverse a ningún punto de referencia. Esto elimina el tiempo de homing al arrancar y reduce el riesgo de colisiones o movimientos inesperados que pueden ocurrir durante la inicialización de sistemas con encoders incrementales.

¿Cuál es más preciso, el encoder incremental o el absoluto?

La precisión no depende del tipo (incremental o absoluto), sino de la resolución del encoder y de la calidad del sistema que lo rodea. Un encoder incremental de alta resolución puede tener más pulsos por revolución que un encoder absoluto básico. Sin embargo, el encoder incremental acumula errores si el contador falla o recibe interferencias, mientras que el absoluto siempre reporta la posición real del eje sin errores acumulados. Para aplicaciones de alta exigencia, el absoluto ofrece una exactitud más confiable a lo largo del tiempo.

¿Qué protocolos usa el encoder absoluto para comunicarse?

Los encoders absolutos se comunican mediante protocolos específicos que permiten transmitir el código de posición completo de forma fiable. Los más comunes son SSI (Synchronous Serial Interface), BiSS-C (Bidirectional Serial Synchronous), CANopen y los protocolos de red industrial como PROFINET y EtherCAT. La elección del protocolo depende de la red de control de la instalación: los sistemas con redes industriales ya establecidas suelen aprovechar los protocolos compatibles con su PLC o controlador de movimiento existente.

¿Se puede reemplazar un encoder incremental por uno absoluto?

En la mayoría de los casos es posible desde el punto de vista mecánico, ya que muchos fabricantes ofrecen ambos tipos en el mismo formato de carcasa y eje. Sin embargo, el controlador debe ser compatible con el protocolo de comunicación del encoder absoluto, lo que a veces implica actualizar el hardware o configurar una nueva interfaz de lectura. Si el controlador solo acepta señales A/B/Z, no puede leer directamente la salida serie de un encoder absoluto sin un módulo adaptador. Es recomendable verificar la compatibilidad completa antes de hacer el cambio.

Conclusión

La diferencia entre el encoder incremental y el absoluto no es una cuestión de cuál sea más moderno o más sofisticado, sino de qué problema resuelve cada uno. El incremental es económico, sencillo y suficiente para muchas aplicaciones de control de velocidad o posicionamiento relativo. El absoluto añade la capacidad de conocer la posición exacta en todo momento, incluso tras un corte de energía, lo que lo convierte en la opción más segura para sistemas que no pueden permitirse incertidumbre posicional.

A partir de lo que has visto, los puntos más importantes para aplicar en tu trabajo son tres: el tipo de señal que genera cada encoder, lo que ocurre cuando se interrumpe la energía y el criterio de selección según el nivel de criticidad de tu aplicación. Con esa base puedes analizar cualquier sistema de control de movimiento y tomar una decisión técnica bien fundamentada, tanto en el diseño de nuevos proyectos como en el diagnóstico de equipos existentes.

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