Critères importants lors du choix d'un encodeur. Encodeur. Bande d'encodeur Qu'est-ce qu'un encodeur

Assez souvent lors de l'impression, on peut observer un décalage horizontal d'une partie de l'image apparaissant à intervalles réguliers sur la feuille. De nombreuses personnes observant ce problème commencent à aligner la tête d'impression, mais cela n'aide souvent pas. Alors quelle est la cause du défaut ? Le fait est que presque tous les appareils d'impression (à l'exception de certains appareils il y a dix ans) ont ruban de positionnement, soi-disant, "encodeur"(ou bande d'encodage). Il est conçu pour garantir que l'appareil « sait » toujours où se trouve actuellement le chariot de l'imprimante.

Le principe de fonctionnement est que des bandes sont appliquées sur la bande de positionnement à une courte distance les unes des autres. Et sur le chariot de l'imprimante se trouve un optocoupleur (un capteur qui « voit » les données de la bande). Ainsi, si le ruban de positionnement est taché d'encre ou de graisse à un endroit quelconque, le chariot « dépassera » cette zone et un décalage horizontal se produira lors de l'impression. Il est clair que dans ce cas la bande de positionnement doit être nettoyée. Pour ce faire, vous devez ouvrir le capot de l'imprimante et débrancher le cordon d'alimentation (afin de pouvoir déplacer le chariot de l'imprimante à la main). Trouvez un ruban de positionnement - un ruban translucide avec des marques transversales, généralement situé au-dessus du guide le long duquel le chariot se déplace.

Le ruban doit être essuyé sans exercer de force ni le tenir avec la main, car il se détache très facilement de ses attaches et pour le mettre en place, vous devrez très probablement démonter l'appareil. Pour essuyer, vous utilisez généralement n'importe quel coton-tige (papier toilette, chiffon non pelucheux, etc.) et de l'alcool (Mr. Muscle, liquide de nettoyage pour cartouche, etc.).

Il convient de noter que ce dysfonctionnement peut se manifester non seulement par des déchirures horizontales ou un déplacement lors de l'impression. Les symptômes de ce problème incluent un message d'imprimante concernant une erreur de positionnement du chariot (Canon), un message concernant des corps étrangers à l'intérieur de l'appareil (Epson) et même une saisie spontanée de papier suivie d'un message de bourrage (Canon).

Il convient également de prêter attention disque codeur, qui se trouve à l'extrême gauche de l'appareil (Canon), est un disque communiquant par l'intermédiaire d'engrenages (engrenages) avec le moteur. Ce disque comporte également des repères (repères) le long desquels le capteur s'oriente et détermine la position longitudinale de la tôle. Si ce disque est sale, alors le problème suivant peut apparaître : la feuille de papier sera déchirée, c'est-à-dire Des rayures transversales peuvent apparaître sur la feuille - le mécanisme d'alimentation en papier, guidé par ce disque, tire la feuille, et si le disque est sale, la feuille passera comme par à-coups.

Le nettoyage de la bande codeuse avec de l'alcool ne fonctionnera que si la bande est simplement sale et ne présente pas de dommages mécaniques graves auxquels réagit l'optocoupleur. Sinon, vous pouvez essayer de retourner la cassette à l’envers. Dans le pire des cas, la bande devra être remplacée.

Pour être honnête, il convient de noter que les bandes encodeuses sont généralement installées sur les imprimantes où le chariot se déplace grâce à un moteur à courant continu (deux fils) ; les moteurs pas à pas n'ont généralement pas ce problème. Les pas à pas sont plus énergivores et sont plus susceptibles d'être mal positionnés lorsque le poids de la tête d'impression change, notamment CISS léger ou très lourd, ou lorsque le coefficient de frottement du chariot change lors du glissement le long du guide. D'autres problèmes y sont possibles, comme une défaillance des transistors de sortie, un court-circuit des enroulements du moteur.

Fonctionnalité, caractéristiques de conception, matériaux utilisés et technologies de fabrication des codeurs rotatifs optiques et magnétiques absolus. Codeur rotatif - optique ou magnétique ? Traduction de la publication d'une interview dans la revue « Constructor » avec le co-fondateur du groupe d'entreprises Fraba sur le thème de la technologie magnétique.

Que faut-il rechercher lors du choix d'un encodeur ?

La fiabilité du codeur est très importante !

La fiabilité et la qualité de fonctionnement de vos équipements complexes et de votre production dans son ensemble dépendent de la fiabilité du codeur. Ainsi, les pertes dues à des arrêts imprévus de la chaîne de production peuvent s'avérer disproportionnées par rapport aux fonds économisés sur l'achat de codeurs. Cela comprend la perte de temps du personnel, les dommages au matériel et à l'équipement de production, les coûts de diagnostic/dépannage, la réparation/remplacement d'un encodeur défaillant et les réglages et tests/démarrage ultérieurs de l'équipement.

Lors du choix d’un encodeur, il est également important de prêter attention à ses caractéristiques techniques. Certains fabricants revendiquent une haute résolution, mais très souvent, cela signifie non pas une résolution physique, mais une résolution interpolée. Bien entendu, on ne peut pas s'attendre à une précision et à une non-linéarité acceptable de la part de tels codeurs et, dans certains cas, les valeurs de ces caractéristiques sont insuffisantes pour que le codeur puisse fonctionner dans le cadre d'un équipement de précision. Lors de la sélection d'un encodeur, il est très important de choisir une qualité éprouvée.
Compte tenu de ce qui précède, nous vous recommandons fortement de prendre au sérieux le choix d’un encodeur. Le fonctionnement ininterrompu des équipements pendant longtemps et l'image de votre entreprise sont uniquement entre vos mains !

Les codeurs rotatifs optiques et magnétiques absolus présentés dans notre gamme de produits sont développés et fabriqués par Posital Fraba, un leader mondial des capteurs de position et pionnier du positionnement à angle de rotation absolu. Les produits du fabricant allemand Posital Fraba sont de la plus haute qualité, garantis par de nombreuses années (plus de 80 ans !) d'expérience dans la production de codeurs absolus. Les applications de positionnement allant de l'automatisation industrielle à la technologie mobile nécessitent des informations précises et à jour sur la position d'un composant mécanique.
Les codeurs absolus enregistrent les moindres mouvements et les convertissent en signal numérique. La capacité des codeurs absolus à enregistrer avec précision et rapidité les mouvements angulaires et linéaires en fait un lien essentiel entre la mécanique et les systèmes de contrôle. L'assortiment de Posital comprend une large gamme de versions mécaniques de codeurs avec tous les types d'interfaces courants.

Matériaux, technologies et expérience des fabricants

Des exigences élevées pour les matériaux utilisés, en tenant compte de différents coefficients de dilatation thermique, l'utilisation de roulements provenant de fournisseurs de confiance, des technologies spéciales pour l'échantillonnage des jeux - tout cela affecte des paramètres aussi importants du codeur que la douceur et la facilité de rotation de l'arbre, la durabilité et la stabilité de la mécanique. paramètres. En 1970, FRABA a développé le premier capteur de position angulaire optoélectronique au monde et a commencé sa production. Une vaste expérience et des technologies de production modernes rendent les produits de cette entreprise inégalés dans des paramètres aussi importants que : une fiabilité élevée, des prix bas et des délais de livraison les plus courts. Au fil des années, un fabricant, en particulier un fabricant qui se concentre sur la production d'une gamme étroite de produits, en l'occurrence la production de codeurs absolus, possède une énorme expérience, ses propres développements et ses secrets.
Vous trouverez ci-dessous les technologies qui sous-tendent les codeurs absolus produits par Posital Fraba, leurs différences et caractéristiques.

Codeurs optiques

Un codeur optique absolu moderne est un appareil extrêmement complexe. Lors du développement d'un codeur optique haute résolution, les développeurs sont confrontés à un grand nombre de facteurs contradictoires qui affectent grandement la précision et la fiabilité du codeur à long terme.

Principe de mesure optique

L'élément clé des codeurs optiques est le disque codé monté sur l'arbre. Ce disque est constitué d'un matériau transparent présentant un motif concentrique de zones transparentes et opaques. La lumière infrarouge de la LED traverse un disque codé jusqu'à une série de photorécepteurs. Lorsque l'arbre tourne, la combinaison unique de photorécepteurs est éclairée par la lumière traversant le motif du disque. Pour les modèles multitours, un jeu supplémentaire de disques codés est installé dans le mécanisme d'engrenage. Lorsque l'arbre principal du capteur tourne, ces disques, engrenés les uns avec les autres, tournent comme un mécanisme d'odomètre. La position de rotation de chaque disque est surveillée optiquement et le résultat est une information sur le nombre de tours de l'arbre du codeur.

Fonctionnalité

Les codeurs absolus optiques IXARC POSITAL utilisent la technologie Opto-ASIC hautement intégrée, offrant une résolution jusqu'à 16 bits (65 536 pas) par tour. Pour les modèles multitours, la plage de mesure est augmentée par des disques codés engagés mécaniquement jusqu'à 16384 (214) tours.

Avantages des codeurs optiques

Les codeurs optiques offrent une résolution et une précision très élevées, ainsi que d'excellentes performances dynamiques, et conviennent à une utilisation dans des zones soumises à des champs magnétiques intenses. La rotation des disques codés étant un processus entièrement mécanique, ces appareils ne peuvent pas perdre les informations de position absolue en cas de perte temporaire de puissance de l'instrument. Aucune pile de secours requise !

Conception du codeur

Le principal problème est la présence dans une même conception d'un grand nombre de composants mécaniques, optiques et électroniques en interaction, mais de nature complètement différente. Ainsi, la mécanique est sujette à l’usure mécanique. Et la qualité des éléments optiques est principalement affectée par des facteurs tels que la contamination, la gradation et les changements d'intensité du rayonnement. La haute résolution de l'encodeur nécessite l'utilisation d'un disque optique sur lequel est appliqué un pochoir haute densité. Pour une résolution optique/physique (non interpolée !) de 12 bits, il faut un disque avec des secteurs divisant le cercle en 4096 parties/marques. Plus le codeur est compact et plus le diamètre du disque est petit, plus les exigences en matière d'optique du codeur sont élevées. Pour reconnaître un motif aussi dense sur un disque, il est nécessaire de placer la matrice de lecture à proximité immédiate du disque. L'écart minimum entre le disque rotatif et la matrice de lecture impose des exigences très élevées à la mécanique. Un faux-rond/jeu minimal de l'arbre entraînera un contact du disque avec la matrice de lecture pendant la rotation et, par conséquent, un endommagement du pochoir appliqué sur le disque. L'usure des pièces mécaniques du codeur ou une fuite du boîtier entraîne également une contamination de l'optique par des produits d'usure et de la poussière entrant de l'extérieur et, par conséquent, une distorsion des résultats de mesure. Le disque optique est un composant important de l'encodeur. Sous l'influence du temps, des changements de température, etc. En raison d'autres facteurs, les propriétés du matériau du disque peuvent changer avec le temps, par exemple, elles peuvent devenir ternes et déformées. Le premier facteur, combiné à la perte d’intensité du rétroéclairage LED, peut réduire considérablement la fiabilité du fonctionnement et/ou provoquer un dysfonctionnement total. Le deuxième facteur peut créer un risque de contact du disque avec la matrice lors de la rotation de l'arbre du codeur, avec les mêmes conséquences.

Encodeurs magnétiques

Principe des mesures magnétiques

Les codeurs magnétiques déterminent la position angulaire à l'aide de la technologie du champ magnétique. Un aimant permanent monté sur l'arbre du codeur crée un champ magnétique qui est mesuré par un capteur qui génère une valeur de position absolue unique.

Technologie multitours innovante

Les codeurs magnétiques multitours IXARC POSITAL utilisent une technologie innovante pour suivre le nombre de tours, même si le tour se produit alors que le système n'est pas alimenté. Pour effectuer cette tâche, les codeurs convertissent la rotation de l’arbre en énergie électrique. La technologie est basée sur l'effet Wiegand : lorsqu'un aimant permanent sur l'arbre du codeur tourne selon un certain angle, la polarité magnétique dans le « fil Wiegand » change brusquement, créant une surtension à court terme dans l'enroulement entourant le fil. Cette impulsion marque la rotation de l'arbre et alimente également le circuit électronique qui enregistre cet événement. L'effet Wiegand se produit dans toutes les conditions, même lors de rotations très lentes, et élimine le besoin de piles de secours.

Avantages des encodeurs magnétiques

Les codeurs magnétiques sont fiables, durables et compacts. La conception sans batterie ni engrenage offre une simplicité mécanique et un coût inférieur à celui des encodeurs optiques. Leurs dimensions compactes leur permettent d'être utilisés dans des espaces très limités.

Codeur rotatif - optique ou magnétique ?

Cette question a été posée un jour au co-fondateur du groupe Fraba (qui est également directeur de la société Posital) dans une interview avec le magazine Konstruktor alors qu'il abordait le thème de l'introduction d'une nouvelle technologie magnétique dans la production de codeurs rotatifs.
Vous trouverez ci-dessous une traduction de la publication de cette interview.

Que disent les experts de la nouvelle technologie magnétique ?

Traduction de la publication d'un entretien avec le co-fondateur du groupe d'entreprises Fraba sur le thème de l'introduction d'une nouvelle technologie magnétique dans la production de codeurs de rotation

Les codeurs de rotation convertissent l'angle de rotation de l'arbre en un signal électrique et fonctionnent selon un principe de fonctionnement optique ou magnétique. Les codeurs optiques mesurent avec plus de précision et les codeurs magnétiques sont plus stables et plus durables de par leur conception - c'est une croyance commune. Est-ce réellement vrai ? La rédaction du magazine Konstruktor a interviewé le cofondateur du groupe Fraba et de l'entreprise de fabrication Posital, avec 50 ans d'expérience dans le développement et la production de codeurs absolus de Cologne.

g M. Leser, les codeurs optiques sont-ils réellement plus précis que les codeurs magnétiques ?

Définitivement pas. De nos jours, les codeurs optiques ne surpassent plus les codeurs magnétiques en termes de précision. Ces dernières années, la technologie des codeurs magnétiques a complètement comblé le fossé avec la technologie des codeurs optiques pour tous les paramètres électriques importants. Les codeurs magnétiques produits aujourd'hui atteignent déjà une résolution de 16 bits avec une précision de 0,09° et atteignent ainsi des paramètres qui n'étaient auparavant réalisables qu'avec des codeurs optiques. Concernant les codeurs optiques, nous parlons du point de vue d’un fabricant de codeurs optiques absolus avec 50 ans d’expérience. Nous produisons des codeurs optiques depuis 1963 et cela a toujours été notre principale spécialisation. En 2013, une véritable révolution s'est produite dans les relations entre les technologies, avec l'introduction d'un codeur magnétique qui permettait d'atteindre les systèmes optiques traditionnels dans tous les paramètres clés.

Qu'est-ce qui a permis d'augmenter de manière si significative les capacités des codeurs magnétiques ?

La clé du succès a été un saut qualitatif technologique, dans lequel une combinaison réussie des parties matérielles et logicielles du système magnétique a joué un rôle important.
Les codeurs magnétiques de nouvelle génération sont basés sur des capteurs Hall dont les signaux analogiques sont traités en temps réel par un microcontrôleur 32 bits rapide. Des algorithmes logiciels complexes, développés spécifiquement pour les nouvelles puces de haute technologie par nos spécialistes informatiques, assurent un calibrage précis et garantissent la plus haute précision de la nouvelle série d'encodeurs magnétiques.

Y a-t-il également des progrès dans la technologie des codeurs optiques dans le cadre de développements ultérieurs, par exemple en ce qui concerne la sensibilité à l'humidité, à la pollution, aux chocs et aux vibrations ?

Ici aussi, il y a de nouveaux développements, mais sans progrès significatifs dans les résultats obtenus. Fondamentalement, cette technologie est utilisée sous la même forme qu’elle existait il y a 50 ans. Les codeurs optiques actuels sont plus petits, ont une résolution plus élevée et sont en partie mécaniquement plus solides et plus stables que la génération précédente de codeurs. Cependant, les problèmes sous-jacents concernant la sensibilité à l’humidité, à la contamination et aux contraintes mécaniques demeurent aujourd’hui. Les systèmes optiques sont intrinsèquement sensibles à tout ce qui pourrait interférer avec la transmission fiable du signal de la source lumineuse aux photorécepteurs sensibles. À cet égard, les codeurs magnétiques ont toujours été en avance. Qu'il s'agisse de poussière, de brouillard ou de fortes secousses, rien ne peut perturber rapidement les performances d'un encodeur magnétique.

Existe-t-il néanmoins des applications dans lesquelles les codeurs optiques sont préférables aux codeurs magnétiques, par exemple en termes de résistance aux champs magnétiques ?

Nous disposons d'un contrôle fiable sur l'immunité au bruit des codeurs magnétiques grâce à des mécanismes de protection spéciaux contre les champs magnétiques. Même à proximité de sources de bruit fortes telles que les freins moteurs électroniques, nos codeurs magnétiques fonctionnent sans problème. Ainsi, également en matière de stabilité magnétique, les codeurs optiques n'ont plus aucun avantage. Nous considérons uniquement les codeurs optiques comme une solution coûteuse pour les problèmes nécessitant une résolution extrêmement élevée, par exemple 20 bits par tour. Dans la plupart des cas, la précision des codeurs magnétiques est suffisante.

Quelle technologie de codeur offre aux constructeurs de machines une plus grande liberté de conception ?

Les codeurs magnétiques offrent beaucoup plus d'options et de liberté de conception. Ils sont beaucoup plus compacts et plus légers que les optiques, qui dans les modèles multitours sont beaucoup plus massifs que les magnétiques en raison de la présence dans la conception d'une boîte de vitesses assez grande, composée de plusieurs disques optiques. Les codeurs magnétiques, en raison de leur compacité, permettent de les intégrer dans des espaces très limités d'une machine ou d'un autre équipement. Eh bien, un autre facteur positif non négligeable est un prix plus abordable. En un mot, il n'est pas du tout surprenant que les codeurs magnétiques soient désormais la grande tendance et cela est reconnu par la plupart de nos concurrents.

Produits et articles connexes


Encodeur / transducteur de déplacement angulaire - un dispositif conçu pour convertir l'angle de rotation d'un objet en rotation (arbre) en signaux électriques permettant de déterminer l'angle de sa rotation.

Largement utilisé dans l'industrie.

Les encodeurs sont divisés en incrémentaux et absolus, qui peuvent atteindre une très haute résolution.

Un codeur incrémental produit un certain nombre d'impulsions par tour. Et les codeurs absolus permettent de connaître à tout moment l'angle de rotation actuel de l'axe, y compris après une panne de courant et un rétablissement. De plus, les codeurs absolus multitours comptent et mémorisent également le nombre de tours complets de l'axe.

Les codeurs peuvent être optiques, à résistance ou magnétiques et peuvent fonctionner via des interfaces de bus ou un réseau industriel.

Les convertisseurs angle-code ont presque complètement remplacé l'utilisation des selsyns.

Codeurs incrémentaux

Les codeurs incrémentaux sont conçus pour déterminer l'angle de rotation des objets en rotation. Ils génèrent un code numérique à impulsions série contenant des informations concernant l'angle de rotation de l'objet. Si l'arbre s'arrête, la transmission des impulsions s'arrête également. Le principal paramètre de fonctionnement du capteur est le nombre d'impulsions par tour. La valeur instantanée de l'angle de rotation de l'objet est déterminée en comptant les impulsions depuis le départ. Pour calculer la vitesse angulaire d'un objet, le processeur du tachymètre différencie le nombre d'impulsions dans le temps, affichant ainsi immédiatement la valeur de la vitesse, c'est-à-dire le nombre de tours par minute. Le signal de sortie comporte deux canaux dans lesquels des séquences d'impulsions identiques sont décalées de 90° l'une par rapport à l'autre (impulsions paraphases), ce qui permet de déterminer le sens de rotation. Il existe également une sortie numérique de repère zéro, qui vous permet de toujours calculer la position absolue de l'arbre.

Principe de fonctionnement des codeurs

Les capteurs de déplacement angulaire permettent de mesurer les principaux paramètres cinématiques de l'entraînement électrique : vitesse et position de l'arbre. Dans un passé récent, la plupart de ces tâches de mesure utilisaient des générateurs tachymétriques ou des synchroniseurs DC et AC.

C'est ce que déclarent les chercheurs ukrainiens A. S. Kursky, R. Yu. Kaidash et D. A. Denisenko dans leurs travaux : « Des générateurs tachymétriques de précision à courant continu et alternatif ont été utilisés comme capteurs de haute précision, mais ils avaient également des difficultés à répondre aux exigences spécifiées et, de plus, avaient beaucoup de défauts. L'introduction de capteurs d'impulsions discrets a contribué à éliminer bon nombre des inconvénients inhérents à la technologie analogique. Les capteurs photo-impulsionnels présentent de grands avantages dans presque tous les paramètres (précision, dimensions, fiabilité, efficacité)... L'utilisation de capteurs photo-impulsions étend les capacités de fonctionnement de l'entraînement électrique... « *.

La grande majorité des systèmes modernes d'entraînement variable, de positionnement et de contrôle de position angulaire utilisent des codeurs incrémentaux et absolus. Un certain marché, du fait de certaines caractéristiques techniques, demeure avec les résolveurs (notamment du fait de leur tolérance aux hautes et basses températures : de -50°C à +150°C).

Le principe de fonctionnement des codeurs photo-impulsionnels est numérique. La lumière passe d'un groupe de LED à un groupe de photodiodes à travers un disque transparent avec des marquages. Un codeur absolu a une combinaison unique de repères pour chaque position angulaire, un codeur incrémental est plus simple : des repères identiques sont répartis uniformément sur tout le rayon du disque.

Habituellement, le codeur possède également ce que l'on appelle « zéro », un - pour un tour complet du disque. Cette balise a une fonction d'étalonnage et n'est pas toujours nécessaire pour des tâches simples de mesure de vitesse. Lorsqu'un disque relié mécaniquement à l'arbre d'entraînement tourne, chaque passage d'un tag à travers une paire de LED génère une impulsion. Ces impulsions sont ensuite traitées à l'aide de dispositifs électroniques (automates programmables, convertisseurs DC et AC pour moteurs électriques, compteurs).

Les codeurs absolus ont parfois une boîte de vitesses intégrée, qui permet au capteur non seulement de déterminer la valeur exacte du mouvement angulaire dans un tour d'arbre, mais également de compter le nombre de tours d'arbre (généralement avec une résolution de 12 bits, soit 4096 tours d'arbre révolutions). Ces codeurs absolus, appelés codeurs « absolus multitours », sont souvent utilisés dans les entraînements de précision à vis sans fin.

Encodeur

Programme "Encodeur" est conçu pour mesurer la position relative (déplacement), la vitesse et la direction du mouvement à l'aide capteurs de mouvement optiques(encodeurs) connectés aux canaux d'entrée Modules CAN Et analyseurs de spectre.

Les capteurs de déplacement linéaire et angulaire sont créés sur la base de capteurs optiques. La précision de tels capteurs peut aller de 1 micron à 1 mm avec une longueur de base de mesure de 8 mm à 3 M. Les capteurs de déplacement angulaire peuvent avoir de 100 à 10 000 marqueurs par tour, soit la résolution peut aller jusqu’à 5 minutes.

La technologie optique a proposé un certain nombre de méthodes classiques pour construire un codeur - un capteur qui représente des informations sur le mouvement, la position ou la direction soit directement sous forme numérique, soit en générant une séquence d'impulsions à partir de laquelle, après numérisation, un code numérique peut être généré.

Le principe de fonctionnement des codeurs est illustré à la figure 1. Un codeur optique se compose d'un disque optique mince et d'une unité fixe - une tête de mesure, qui comprend une source de lumière et un photodétecteur. Le disque optique comprend une surface de zones transparentes et opaques. Les marqueurs peuvent être, par exemple, des trous dans une tôle ou des marques sur un disque de verre. Lorsque le disque tourne, selon son type, les marqueurs transmettent ou bloquent un faisceau de lumière dirigé de la source lumineuse vers le photodétecteur.

Le photodétecteur génère un signal avec une fréquence égale au taux de répétition des éléments de code sous forme numérique ou un signal impulsionnel analogique, qui peut également être amplifié et numérisé. Lors de l'ajout d'une deuxième paire LED-phototransistor, avec un déplacement angulaire par rapport au premier, correspondant à un quart de la période du signal, une deuxième séquence d'impulsions peut être obtenue - canal B avec un déphasage par rapport au canal A de 90°. Un codeur incrémental qui utilise trois capteurs optiques permet de doubler simultanément la résolution de mesure de position et de vitesse et la détection de direction.


Image 1

Les capteurs de déplacement linéaire et angulaire sont directement connectés aux modules ADC. La sortie du générateur peut être utilisée pour alimenter les capteurs. La résolution des codeurs incrémentaux est mesurée en impulsions par tour (ppr). Dans le programme "Encodeur" l'utilisateur a la possibilité de sélectionner la résolution de l'encodeur utilisé (la fenêtre ";Résolution, marques/e.i."). ";E.i."; - unité de mesure, qui peut être sélectionnée dans la gamme « mm, cm, m, gr. (degrés), rév. (tours) » ; ou saisi manuellement dans la fenêtre "Unité de mesure".

Codeurs incrémentaux

Les codeurs incrémentaux sont conçus pour déterminer l'angle de rotation des objets en rotation. Ils génèrent cohérent un code numérique à impulsions contenant des informations concernant l'angle de rotation de l'objet. Si l'arbre s'arrête, la transmission des impulsions s'arrête également. Le principal paramètre de fonctionnement du capteur est le nombre d'impulsions par tour. La valeur instantanée de l'angle de rotation de l'objet est déterminée en comptant les impulsions depuis le départ. Pour calculer la vitesse angulaire d'un objet, le processeur du tachymètre différencie le nombre d'impulsions dans le temps, affichant ainsi immédiatement la valeur de la vitesse, c'est-à-dire le nombre de tours par minute. Le signal de sortie comporte deux canaux dans lesquels des séquences d'impulsions identiques sont décalées de 90° l'une par rapport à l'autre (impulsions paraphases), ce qui permet de déterminer le sens de rotation. Il existe également une sortie numérique de repère zéro, qui vous permet de toujours calculer la position absolue de l'arbre.

Description et principe de fonctionnement des codeurs

C optique numérique encodeur est un convertisseur de mouvement en une séquence d'impulsions numériques. En décodant une séquence de bits, les impulsions numériques peuvent être converties en données de mesure relatives ou absolues. L'encodeur peut être linéaire ou rotation, cette dernière configuration étant la plus courante.

Émis deux types d'encodeurs rotatifsabsolu, dans lequel un mot numérique unique correspond à chaque position de rotation de l'arbre, et incrémentale des codeurs qui génèrent des impulsions numériques lorsque l'arbre tourne et permettent de mesurer la position relative de l'arbre. C'est pourquoi les codeurs incrémentaux sont aussi parfois appelés codeurs relatifs. La plupart des codeurs rotatifs sont constitués d'un disque de codage en verre ou en plastique sur lequel des pistes radiales sont photo-imprimées. Des impulsions numériques sont générées lorsque des lignes radiales interrompent un faisceau de lumière dirigé vers le disque.

Pour déterminer correctement le sens de rotation de l'arbre autour de l'axe, il est nécessaire d'installer deux capteurs - le sens peut alors être déterminé par l'ordre dans lequel les capteurs perçoivent chaque ligne radiale. Les codeurs à deux capteurs sont appelés quadrature, puisque les deux impulsions sont décalées l'une par rapport à l'autre de 90º.

En plus des codeurs optiques, ils sont utilisés codeurs magnétiques, utilisant un capteur Hall et fonctionnant sur le principe de l'enregistrement de la séquence des pôles magnétiques avec ce capteur à deux voies, et codeurs magnétiques résistifs, qui utilisent l'effet magnéto-résistif - un changement de résistance en fonction de la direction du champ magnétique.

Codeur absolu résistif magnétique

Lenord+Bauer a développé une nouvelle conception de codeur absolu magnétique qui offre une fiabilité et une précision accrues.

La conception utilise un nouveau disque de contour ferromagnétique dans lequel l'arbre du codeur est pressé. Le disque est lu par des capteurs magnétorésistifs GMR. Il n'y a que trois pistes incrémentielles sur le disque de contour métallique, sur lesquelles se trouvent respectivement 64, 63 et 56 saillies. Les capteurs GMR scannent ces trois pistes et génèrent des signaux sinusoïdaux correspondant à la position des saillies. Chaque révolution de l'arbre produit une relation de phase unique pour les pattes, qui est analysée à l'aide du principe de Vernier pour déterminer la position absolue. Ainsi, le GEL 235 est capable de fournir une résolution de 16 bits par tour avec une précision d'au moins 0,1º, ce qui constitue un record pour les codeurs magnétiques absolus.

Pour plus de détails, consultez le site Web du fabricant : Lénor

De nombreuses années d'expérience le montrent : si la production à grande échelle est à l'arrêt, les mesures nécessaires pour localiser et éliminer le défaut doivent être prises à la vitesse de l'éclair. Très souvent, la cause d'un accident est la panne d'un entraînement électrique, surtout s'il n'est pas équipé de systèmes de commande automatique et de contrôle de vitesse économes en énergie.
Entreprise de production et technique "Consis" est un intégrateur de solutions dans le domaine des entraînements électriques réglables, et l'un de ses éléments les plus importants, responsables de la précision de l'automatisation de l'entraînement, sont les capteurs de déplacement angulaire, également appelés codeurs angulaires ou encodeurs (de l'anglais encoder - « dispositif d'encodage » ;). Les encodeurs sont largement utilisés dans toutes les industries. Des codeurs absolus et incrémentaux sont installés sur les entraînements des machines à papier et carton, des presses, des unités de conditionnement, des machines forestières et des machines à bois, des machines à couper longitudinalement et transversalement (broyeurs), des laminoirs, sur les entraînements des ascenseurs et des grues, des supports de tours et tables de coordonnées - celles disponibles pour tout entraînement électrique puissant. Ce matériel est consacré aux codeurs produits par la société suédoise Leine&Linde, qui est l'un des cinq principaux fabricants mondiaux de capteurs de déplacement angulaire.

Principe de fonctionnement des codeurs
Les codeurs numériques à photoimpulsions sont utilisés pour mesurer les principaux paramètres cinématiques d'un entraînement électrique : vitesse et position de l'arbre. Dans un passé récent, des selsyns ou des générateurs tachymétriques à courant continu et alternatif ont été utilisés à cet effet. Les capteurs numériques présentent de grands avantages par rapport aux capteurs analogiques à presque tous les égards. La plupart des systèmes d'entraînement variable modernes utilisent des codeurs incrémentaux et absolus pour le positionnement et le contrôle de la position angulaire.
Dans les capteurs à photoimpulsions, la lumière passe des LED émettrices aux détecteurs de lumière à photodiode à travers un disque transparent avec des marques. Un codeur absolu possède une combinaison unique de marques pour chaque position angulaire, tandis qu'un codeur incrémental possède des marques identiques réparties uniformément sur le disque. Lorsque les tags traversent une paire de LED, des impulsions sont générées, qui sont ensuite traitées à l'aide de dispositifs électroniques (automates programmables, convertisseurs DC et AC pour moteurs électriques, compteurs).
Le principal avantage d'un codeur absolu par rapport à un codeur incrémental est la fonction de sauvegarde de la valeur actuelle du mouvement angulaire, que le capteur soit alimenté ou non.

Paramètres de base requis pour sélectionner un encodeur :
- nombre d'impulsions par tour (généralement de 1 à 5000) ;
- nombre de bits pour les codeurs absolus (généralement 10, 12, 13, 25) ;
- diamètre de l'arbre ou du trou de l'arbre ;
- type de signal de sortie (HTL, TTL, RS422, code binaire et Gray, SSI, Profibus DP, CAN...) ;
- tension d'alimentation ;
- longueur du câble et type de connecteur ;
- exigences supplémentaires en matière de fixation (nécessité d'un accouplement, d'une bride de montage, d'une tige de montage, etc.).

Un alignement précis lors de l'installation des capteurs est la principale exigence pour garantir un service à long terme. Version codeur avec arbre

(Fig. 1) prévoit l'installation d'un accouplement de précision avec une bride, qui doit amortir la déviation angulaire, le faux-rond axial et le désalignement de l'arbre lors de l'installation. Une connexion d'arbre rigide peut entraîner une usure importante des roulements.
Version codeur à rotor creux

(Fig. 2) élimine l'utilisation d'un accouplement et d'une bride. L'encodeur est monté directement sur l'extrémité non active de l'arbre du moteur et est fixé au boîtier à l'aide d'une tige pour empêcher la rotation derrière l'arbre.
De nos jours, les codeurs à arbre creux sont de plus en plus courants : ils sont plus faciles à installer, plus pratiques à configurer et à entretenir. Il convient de noter que la durée de vie du codeur, s'il est correctement installé et connecté, doit être d'au moins 50 000 heures, c'est-à-dire presque 6 ans.
Le tableau fournit une description comparative des deux systèmes de fixation.

Codeurs d'arbre

Codeurs à rotor creux

Installation

Nécessite plus d’accessoires et un alignement précis ; prend plus de place (accouplement + arbre du capteur + boîtier du capteur)

Un grand nombre d'accessoires n'est pas nécessaire ; Un alignement précis de l'arbre sur lequel le codeur est monté est requis ; prend moins de place

Résistance aux erreurs d’alignement

Très limité selon le couplage choisi

Élevé à basse vitesse, limité à haute vitesse

Conséquences d'un alignement imprécis

Charge sur les roulements et l'accouplement, les erreurs importantes réduisent la durée de vie. Donne une erreur de mesure angulaire en fonction du type d'accouplement

La charge dynamique sur les roulements augmente de façon exponentielle avec l'augmentation de la vitesse de rotation de l'arbre. L'erreur de mesure est proportionnelle à l'erreur d'alignement et y est directement liée

Résistance au faux-rond axial

Limité

Très bien

101% qualité
Pour caractériser clairement les avantages des codeurs Leine&Linde, nous parlerons de la séquence de tests à laquelle les capteurs sont soumis.
La première chose que vous devez vérifier est ses performances, tandis que tous ses paramètres électriques sont mesurés. La plage de fréquences, la précision du signal, la protection contre les courts-circuits et la charge maximale ne sont que quelques-uns d'entre eux. Le codeur est ensuite testé dans une chambre climatique, sur un support vibrant et dans un laboratoire de compatibilité électromagnétique.
La chambre climatique maintient des températures de -60 à +150 °C. Chaque test peut inclure jusqu'à 20 cycles de température. La résistance aux vibrations des codeurs est vérifiée selon trois axes orthogonaux, dont l'un est parallèle à l'arbre du capteur. Trois amplitudes de vibration sont appliquées au codeur : 100, 200 et 300 m/s2. La durée standard du test est de 3 cycles de 20 heures. Le niveau de vibration auquel le capteur est exposé pendant les tests est nettement supérieur à celui rencontré dans des conditions normales de fabrication. La compatibilité électromagnétique (CEM) est, d'une part, une exigence d'immunité aux interférences électromagnétiques, et d'autre part, des restrictions imposées aux équipements en tant que source d'interférences électromagnétiques. Les codeurs sont également soumis à des tests de durabilité à long terme. Le test implique un fonctionnement prolongé à des vitesses maximales autorisées.
Le processus de test des produits dans l'usine de Leine&Linde constitue une partie très importante du travail visant à garantir sa qualité et son haut niveau technique. Il n'est pas surprenant que les codeurs rotatifs Leine&Linde soient réputés pour leur haute qualité, leur durabilité et leur fiabilité opérationnelle.
PTF "Consis", qui est le distributeur officiel de Leine&Linde en Russie, garantit que tout encodeur de la gamme de produits Leine&Linde peut être assemblé en usine et envoyé au client dans les plus brefs délais, jusqu'à un jour ouvrable.
Si vous exigez également une qualité élevée, une fiabilité opérationnelle et des délais de livraison optimaux, nous vous recommandons fortement d'essayer de travailler avec les codeurs Leine&Linde.

Andreï Boskis

AVR. Formation. Codeur incrémental.

Un encodeur n'est qu'un capteur d'angle de rotation numérique, rien de plus.

Les codeurs peuvent être absolus - produisant immédiatement un code binaire pour l'angle - et incrémentiels, donnant uniquement une indication du sens et de la fréquence de rotation, et le contrôleur, après avoir compté les impulsions et connaissant le nombre d'impulsions par tour, déterminera la position. lui-même.

Si tout est simple avec un codeur absolu, alors avec un codeur incrémental, des difficultés peuvent survenir. Comment le traiter ?

Deux signaux A et B sortent du Codeur, décalés de 90 degrés en phase, cela ressemble à ceci :

Dans un optique, il peut y avoir deux lampes de poche et deux photodiodes, qui brillent à travers un disque avec des fentes (une souris à bille, ouais. C'est tout).

Celui mécanique se connecte tout simplement : celui central à la masse, les deux extérieurs (canaux) aux ports resserrés. Par mesure de sécurité, j’ai connecté un pull-up externe. Bon pour moi Tableau d'affichage Pour ce faire, cliquez simplement sur quelques interrupteurs à bascule :

L'optique est connectée en fonction du type de capteur optique, il y en a généralement deux photodiode avec une anode commune.

Habituellement, tout le monde essaie de travailler avec eux via des interruptions INT, mais cette méthode est médiocre. Le problème ici est le broutage - les contacts mécaniques, surtout après une utilisation prolongée, commencent à mal fonctionner et donnent de fausses impulsions au moment de la commutation. Mais interrompre ces fausses impulsions fonctionnera toujours et comptera comme quelque chose de mal.

La méthode est simple :
Remplaçons des zéros par des uns, en fonction du niveau du signal, et notons la séquence de codes :

A:0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
B:1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

Si A et B vont sur le même port du contrôleur (par exemple, vers A=PB0 B=PB1), alors lorsque nous faisons tourner l'encodeur, nous obtenons un code changeant :

11 = 3
10 = 2
00 = 0
01 = 1
11 = 3

Il ne reste plus qu'à interroger cycliquement notre codeur, en comparant l'état actuel avec le nouveau et, sur cette base, à tirer des conclusions sur la rotation. De plus, la fréquence d'interrogation doit être telle qu'elle ne manque aucune impulsion. Par exemple, mon EC12 a 24 impulsions par tour. Il est censé être tourné manuellement et il est peu probable que je puisse le faire tourner à la vitesse cosmique, mais j'ai quand même décidé de le mesurer. Je me suis connecté à l'oscilloscope et j'ai tourné le bouton aussi fort que possible :

Pressé moins d'un kilohertz. Ceux. il doit être interrogé environ 1 000 fois par seconde. Vous pouvez le faire encore moins souvent, ce sera plus fiable en termes d'éventuels cliquetis. À propos, il n'y a presque plus de cliquetis à l'heure actuelle, mais il est loin d'être certain qu'il n'y en aura pas plus tard lorsque l'appareil se détachera.

L’enquête elle-même devrait se présenter sous la forme d’une machine à états finis. Ceux. nous avons l’état actuel et deux prochains possibles.

// Cette tâche doit être exécutée toutes les millisecondes.

// Variable globale EncState u08 -- état précédent de l'encodeur

// Variable globale EncData u16 -- registre de comptage de l'encodeur

annuler EncoderScan (vide)

Nouveau = PINB & 0x03 ; // Prend la valeur actuelle

// Et comparer avec l'ancien

// En fonction de la direction dans laquelle il a changé, on l'augmente

// Ou diminuer le registre de comptage

commutateur (EncState)

if(Nouveau == 3) EncData++;

if(Nouveau == 0) EncData--;

if(Nouveau == 2) EncData++;

if(Nouveau == 1) EncData--;

if(Nouveau == 0) EncData++;

if(Nouveau == 3) EncData--;

if(Nouveau == 1) EncData++;

if(Nouveau == 2) EncData--;

EncState = Nouveau ; // Écrit une nouvelle valeur

// Etat précédent

SetTimerTask(EncoderScan,1); // Redémarrez la tâche via le timer du répartiteur

Pourquoi ai-je ajouté une si grande variable sous le compteur ? Deux octets entiers ? Oui, le fait est que mon encodeur, en plus des impulsions, possède également des clics tactiles. 24 impulsions et 24 clics par tour. Et selon ma logique, il y a quatre changements d'état par impulsion, c'est-à-dire la période complète est 3201_3201_3201 et un clic donne 4 divisions, ce qui est moche. Je compte donc jusqu'à 1024 puis je divise en décalant par quatre. Le résultat est un clic - un tick.

Interrogation à grande vitesse sur les interruptions
Mais ceux-ci sont mécaniques, vous pouvez vous en sortir avec un simple sondage - la fréquence d'impulsion le permet. Et il existe également des encodeurs à grande vitesse. Fournit plusieurs milliers d'impulsions par tour, ou fonctionne sur des entraînements et tourne très rapidement. Que faire avec eux?

Accélérer l’enquête est une tâche sans issue. Mais ce qui nous sauve, c'est que ces encodeurs, en règle générale, disposent déjà de leurs propres circuits pour supprimer le rebond et l'incertitude, de sorte que leur sortie est un signal rectangulaire clair (bien qu'ils coûtent absolument inhumainement. De 5 000 roubles à plusieurs centaines de milliers. Que sont tu parles de ?recherchés - les équipements industriels ne sont jamais bon marché).

Vous pouvez donc utiliser les interruptions sans aucun problème. Et puis tout devient incroyablement plus simple. Nous configurons une seule interruption pour un signal externe. Par exemple, nous configurons INT0 pour que le déclenchement se produise sur un front montant. Et nous alimentons le canal A vers INT0.

La ligne pointillée montre la position attendue à un moment arbitraire. Les flèches rouges sont les fronts le long desquels des interruptions se déclencheront lors d'un déplacement dans un sens ou dans l'autre.

Et dans le gestionnaire d'interruption INT0, on sonde le canal B avec la deuxième broche. Et puis tout est élémentaire !

S'il y a un niveau haut, nous mettons +1, s'il est bas -1 à notre registre de comptage. C'est trois lignes de code, je suis trop paresseux pour même l'écrire.

Bien entendu, vous pouvez également associer cette méthode à un encodeur mécanique. Mais ici, vous devrez désactiver les interruptions INT0 pendant quelques millisecondes. ET EN AUCUN CAS vous ne devez faire cela dans un gestionnaire.

L'algorithme d'interruption anti-rebond ressemblera à ceci :

    Vous avez entré le gestionnaire INT0

    Nous avons senti le deuxième canal

  • Interdit localement INT0

    Nous définissons un événement sur la minuterie qui autorise INT0 en quelques millisecondes

    Le synthétiseur est conçu pour travail V dispositifs avec une fréquence intermédiaire... vous pouvez aussi trouver d'autres noms encodeurs avec identique principetravail. Les condensateurs polaires sont électrolytiques, le reste...

  • Éléments et dispositifs fonctionnels des systèmes d'automatisation

    Abstrait

    ... des principes leur travail. Principetravail Le détecteur d'amplitude est expliqué sur la figure 25. Appareil... mouvements absolus, absolus encodeurs. Capteurs de position, positionnement... – amagnétiques, etc. Encodeurs sont disponibles en différents types : tachymètre (...

  • SARL "Rusuchpribor"

    Document

    Arbre (basé sur l'augmentation encodeur); complexe de jauges de contrainte pour... arbre (basé sur une mesure incrémentielle encodeur); Complexe de jauges de contrainte pour... Support de laboratoire pour étude dispositifs Et des principestravail système de contrôle embarqué à microprocesseur...

  • Utilisez les informations pour trouver un emploi, sélectionner une formation et recycler le personnel ! aide à la recherche d'emploi et au recrutement de personnel sur le site / pour la formation et la reconversion du personnel, vous pouvez contacter

    Document

    ... principetravail soupape de pression proportionnelle ; - Amplificateurs électrohydrauliques ; - Conception et principetravail selfs et distributeurs proportionnels ; - Conception et principetravail... exécutif dispositifs; -Des principes ... encodeur ...

Tôt ou tard dans la vie de chaque bricoleur, le besoin d’acheter quelque chose qui ne lui viendrait généralement pas à l’esprit se fait sentir. J’ai donc vécu en paix et je n’ai même pas pensé aux encodeurs.

Même si je dois admettre que j'ai de l'expérience avec les encodeurs. Une fois, dans l'un de mes projets d'artisanat, j'ai utilisé un encodeur provenant d'une imprimante.

Dans cette histoire, tout s’est passé d’un coup. En parcourant mes forums de loisirs, je suis tombé sur un concours. Le site (je ne le nommerai pas, car nous n’en parlons pas) faisait apparemment la promotion du trafic, et en plus, l’un des membres du forum faisait la promotion de ses produits fabriqués en Russie. Et un lot de 3 kits pour l'auto-assemblage de servocontrôleurs a été tiré au sort. Je me suis inscrit sur ce forum, j'ai déposé une candidature (avec seulement 3 ou 4 participants) et... j'ai gagné.

Je suis donc devenu propriétaire de 3 kits d'assemblage de servocontrôleurs. Ensuite, j'avais besoin d'encodeurs. Permettez-moi d'expliquer aux lecteurs qui ne sont pas si profondément immergés dans les composants électroniques ce que sont un servocontrôleur et un encodeur et ce qu'ils sont tous fournis.

Il existe 2 manières principales de contrôler un mouvement précis dans les produits CNC (Computer Numerical Control). Je vais essayer d'expliquer dans la langue la plus accessible, sans schémas ni termes complexes.
La première méthode concerne les moteurs pas à pas. Le moteur pas à pas possède un dispositif complexe - plusieurs bobines qui attirent le noyau dans des positions spécifiées.

Le nombre de positions dans lesquelles le noyau peut être fixé est appelé pas, les positions intermédiaires (régulées par diverses tensions intermédiaires et, par conséquent, des champs magnétiques) sont appelées micropas. Le pilote contrôle le moteur pas à pas - il s'agit d'une carte de commande, généralement avec des micro-interrupteurs pas à pas et une régulation du courant circulant dans le moteur. Les signaux suivants sont envoyés à l'entrée du pilote : Enable (activer le fonctionnement du moteur pas à pas), DIR (sens de rotation), STEP (nombre de pas dont le moteur doit faire tourner l'arbre). Et le conducteur traduit les commandes en tours de l'arbre moteur. Conception très simple et fiable. Par contre, la vitesse de rotation du moteur est limitée en raison de sa conception, et si le moteur saute des étapes pour une raison ou une autre, le programme de contrôle ne le saura pas. D'où le champ d'application - les moteurs à basse et moyenne vitesse dans une zone de charge donnée. Par exemple, une imprimante 3D ou des machines de loisirs.

La deuxième façon de contrôler les mouvements est un servomoteur. Le moteur lui-même peut être n'importe quoi, DC ou AC, cela ne fait aucune différence. La seule condition est que son arbre soit équipé d'un encodeur. Un codeur est un dispositif permettant de déterminer la position d'un arbre à un instant donné. Nous parlerons davantage des encodeurs un peu plus tard. Le servocontrôleur a un principe de fonctionnement différent, contrairement au pilote de moteur pas à pas. Le servocontrôleur reçoit les mêmes signaux Enable, STEP, DIR à l'entrée et fournit une tension au moteur. Le moteur commence à tourner dans le sens souhaité, l'encodeur renvoie des données sur la position de l'arbre du moteur. Une fois la position souhaitée atteinte, l'arbre moteur y est fixé. Bien sûr, c'est grandement simplifié, car... il y a l'accélération et le freinage du moteur, le contrôle du courant et de la tension, un contrôleur proportionnel-intégral-dérivé (PID) dans la boucle de rétroaction... mais nous avons convenu de ne pas trop nous plonger dans la théorie cette fois.

Quels sont les avantages des servomoteurs : n'importe quelle vitesse de rotation, pas de pas manqués, silencieux (un moteur pas à pas est sensiblement bruyant en fonctionnement en raison de sa conception). Mais le prix des servocontrôleurs est plus élevé et nettement plus élevé pour les pilotes de moteurs pas à pas. Par conséquent, le créneau principal des servocontrôleurs est l’usage professionnel.

Pour mon projet, j'ai choisi les moteurs Dynamo Sliven. Ces moteurs étaient largement utilisés dans les ordinateurs à l’époque soviétique et leur nombre était irréaliste. Il semble que presque tous les amateurs possèdent un tel moteur ou l'ont rencontré. Ils sont toujours revendus sur les marchés aux puces. Ce sont des moteurs à courant continu dotés d’une fantastique ressource indestructible et d’une résistance à tout abus.

J'ai utilisé la carte gagnante comme servocontrôleur. Il s’agit du développement d’un servo-contrôleur open source, connu sous la marque stable « Chen’s servo-controller » – du nom des Chinois qui ont proposé ce système en 2004, si je ne me trompe pas.

Nous passons maintenant presque à l'essence de l'examen - aux encodeurs. L'encodeur a été sélectionné en fonction de ses caractéristiques et de son prix. Quels types d’encodeurs existe-t-il ? Ce sont principalement des optiques et des magnétiques. Magnétique - lorsque des aimants sont fixés sur les bords du disque et qu'un capteur Hall est situé à proximité d'eux.

La solution est coûteuse, industrielle et présente une fiabilité accrue. Le prix n’est pas du tout un prix de loisir.

Codeurs optiques. La solution la plus courante. C'est dans chaque souris. Auparavant, ils étaient responsables de la rotation de la boule et de la roue. Désormais, les balles ont disparu, mais les roues restent. Le principe de fonctionnement est simple : interruption du faisceau lumineux par le passage d'un corps opaque.

Il existe 2 types de codeurs optiques : incrémentaux et absolus. Les incrémentaux sont divisés en 2 sous-types. Les incréments les plus simples, comme ceux illustrés dans la figure ci-dessus. Ils déterminent l'intersection du flux lumineux et, par exemple, un tachymètre peut être construit sur leur base. L'inconvénient de ce codeur est qu'il ne permet pas de déterminer le sens de rotation du disque. L'incrémentation à 2 canaux résout le problème de la détermination du sens de rotation du disque.

Pour cela, non pas une photodiode est utilisée, mais plusieurs, généralement 4. Ils forment 2 canaux de transmission de données indépendants, et en comparant les signaux de ces canaux, on peut tirer sans ambiguïté une conclusion sur le sens de rotation du disque.

Quels sont les inconvénients de ce codeur incrémental ? Il n'y a qu'un seul inconvénient, mais pour un certain nombre d'applications, il est critique. Lors de l’initialisation de l’encodeur, on ne sait pas dans quelle position se trouve le disque. Ceux. on ne peut connaître que le sens et la vitesse de rotation du disque.

Pour obtenir des informations complètes, à savoir la position initiale du disque, le sens et la vitesse de rotation, des codeurs absolus sont utilisés.

Les codeurs absolus utilisent un disque avec un système de codage de position complexe. Le code Gray le plus courant est un codage binaire avec protection contre les erreurs.

J'ai opté pour un codeur incrémental avec contrôle du sens de rotation, c'est à dire avec deux canaux de sortie d'informations en quadrature. Une résolution de 100 lignes par tour de disque était hors de ma portée. Par conséquent, sur Aliexpress, j'ai trouvé des encodeurs à un prix raisonnable et avec les caractéristiques dont j'avais besoin.

Voici une photo des 3 encodeurs qui m'ont été envoyés. Ils sont arrivés dans 3 semaines.

Les encodeurs ont 4 sorties, Rouge – alimentation 5 V, Noir – masse, Coloré – canaux A et B.
J'ai rapidement usiné une douille sur l'arbre du moteur pour monter le disque, et j'y ai vissé une tige filetée.

J'ai utilisé une imprimante 3D pour imprimer un pad pour monter le capteur de l'encodeur

Mets le tout ensemble

J'ai branché le servo-contrôleur, et... il y aurait une fin heureuse à l'examen, mais non. Rien n'a fonctionné. Rien n’était même proche de fonctionner.

J'ai connecté un oscilloscope et j'ai réalisé qu'il n'y avait pas de signaux en quadrature à la sortie, seulement du bruit, des interférences et des éclaboussures étranges. J'ai péché dans tout le monde. Et pour un positionnement exigeant, pour l'éclairage et pour les interférences électromagnétiques. Et pendant des heures, il a soigneusement déplacé le capteur dans différentes positions, éteint la lumière et a essayé de faire la même chose dans l'obscurité. "Le crocodile ne peut pas être attrapé, la noix de coco ne peut pas pousser." Bien sûr, j'ai essayé les 3 encodeurs. C'est pareil partout. Et puis j’ai eu envie de regarder le capteur au microscope.

Ce que j'ai vu m'a laissé stupéfait. Les 4 capteurs ont été placés en rangée le long du rayon du disque, c'est-à-dire étaient éclairés simultanément à travers la fente pour disque. Bien entendu, rien n’a fonctionné. Les capteurs doivent être perpendiculaires au rayon du disque, et éclairés séquentiellement par différentes façades de l'emplacement du disque. Je ne pouvais pas croire que c'était si simple et si stupide. Les Chinois ont installé le capteur avec une rotation de 90 degrés. Sur le forum, j'ai demandé à un acheteur comme moi des mêmes encodeurs comment était installé son capteur. Et tout n’allait pas non plus et ne fonctionnait pas pour lui.

En me grattant la tête, j'ai décidé d'essayer de résoudre ce problème. L'encodeur s'est facilement démonté, à l'aide d'un sèche-cheveux j'ai fait fondre la colle chaude et j'ai retiré l'intérieur.

J'ai amené le capteur sur le disque pour que les capteurs soient en travers des marques. Bien sûr, le capteur ne s'adaptait pas correctement, mais un signal significatif a commencé à apparaître sur l'oscilloscope.

La photo montre que les capteurs sont devenus perpendiculaires au rayon du disque.

Je l'ai assemblé, connecté au servocontrôleur et... Bingo, tout a fonctionné ! Le moteur est entré en mode de maintien de position. Ceux. lorsque vous essayez de faire tourner l'arbre du moteur, le moteur se repose et si vous le tournez encore, il revient à sa position d'origine.

Comme un CV. L'encodeur prêt à l'emploi ne fonctionne pas. Je ne recommande pas de l'acheter. Mais dans sa catégorie de prix, s'il était en bon état de fonctionnement, c'est une bonne solution économique. Ou, si convertir un produit en quelque chose qui fonctionne ne vous fait pas peur, alors vous pouvez le prendre et le refaire.

Le vendeur a beaucoup de critiques positives pour cet encodeur. Soit tout cela n’est qu’une imposture, soit, plus probablement, le mariage a commencé en masse assez récemment.

J'ai écrit au vendeur, il m'envoie toujours une tonne de descriptions techniques et propose de réessayer, et laisse entendre que je n'ai pas compris. Je vais lui mettre la pression. Qu'il restitue au moins une partie de l'argent. J'ai perdu tellement de temps à cause de leur négligence en usine.

Bonne chance et profitez de votre passe-temps !

Je prévois d'acheter +17 Ajouter aux Favoris J'ai aimé la critique +120 +226

Aujourd'hui, les codeurs optiques (capteurs de position d'arbre) sont largement utilisés dans de nombreux domaines de l'électronique et de la robotique. Ils sont utilisés dans les dispositifs de détection de position d'arbre moteur, les systèmes de contrôle de vitesse, les imprimantes, les machines CNC, etc.


La carte Arduino peut également apprendre à travailler avec un encodeur optique, ce qui vous permettra de mettre en œuvre des appareils plus intéressants et pratiques.



L'élément principal d'un codeur optique simple est un optochopper (photointerrupteur), composé d'une LED infrarouge et d'un phototransistor, placés l'un en face de l'autre dans un boîtier en plastique. Lorsque la partie opaque du disque bloque la lumière émise par la LED, la conductivité du phototransistor change. Ce changement peut être détecté par des composants discrets ou un microcontrôleur.




Puisque nous devons créer des impulsions à l’entrée du phototransistor, nous avons besoin d’un disque avec des parties transparentes ou des découpes. Un tel disque peut être réalisé en acrylique transparent en y collant un dessin imprimé, présenté ci-dessous. Vous pouvez également découper la forme correspondante dans de l'acrylique opaque.



Il est à noter que la largeur de la fente et la largeur des parties opaques sont des paramètres importants du disque. Pour chaque modèle d'interrupteur opto, il est conseillé de sélectionner la largeur recommandée conformément à la documentation de cet interrupteur. Dans ce cas, il vaut mieux prendre la largeur avec une marge. Par exemple, si la largeur recommandée est de 1 mm, il est préférable de définir une largeur de rayures et de fissures opaques de 2 mm. Si la vitesse de rotation du disque est de 60 tours par minute, alors en une seconde, le disque fera un tour. Si le disque comporte 36 bandes, la fréquence d'impulsion sera de 36 Hz, ce qui peut être facilement traité par un photointerrupteur.


Matériel


Vous devez d'abord assembler le circuit présenté ci-dessous, qui se compose d'un Arduino et d'un opto-interrupteur avec câblage. La résistance R2 est un pull-up. La valeur de la résistance R1 dépend du disjoncteur que vous utilisez. Une LED est connectée à la broche D13, qui est activée lorsque le faisceau est interrompu. D12 est une sortie auxiliaire qui peut être utilisée pour surveiller le signal du codeur sur un écran d'oscilloscope.



Examen


Après avoir connecté l'électronique et le firmware Arduino, insérez le disque dans l'encoche de l'opto-interrupteur. Connectez un oscilloscope à D12 et tournez la molette. Si vous n'avez pas d'oscilloscope à portée de main, observez la LED connectée au D13. Dans ce cas, faites tourner le disque lentement pour que les impulsions soient visuellement perceptibles.




const int encoderIn = 8; // entrée pour le disjoncteur const int statusLED = 13 ; // sortie pour indication const int pulseOutput = 12; // sortie pour l'oscilloscope int detectState=0; // variable pour lire l'état de l'encodeur void setup() ( pinMode(encoderIn, INPUT); // Configure la broche 8 sur l'entrée pinMode(statusLED, OUTPUT); // Configure la broche 13 sur la sortie pinMode(pulseOutput, OUTPUT); // Configurez la broche 12 pour la sortie ) void loop() ( detectState=digitalRead(encoderIn); if (detectState == HIGH) ( //Si la sortie de l'encodeur est dans un état logique élevé digitalWrite(statusLED, HIGH); //tournez sur la LED digitalWrite(pulseOutput,HIGH ); //définit la sortie 13 sur un état logique élevé) else ( digitalWrite(statusLED, LOW); //éteint la LED digitalWrite(pulseOutput,LOW); //définit la sortie 13 sur un état logique faible ) )

Opportunités d’amélioration du code


Il existe deux manières principales de lire un signal provenant de l'entrée numérique d'un microcontrôleur : l'interrogation et l'interruption. Dans le premier cas, le système lit le signal à chaque fois à l'intérieur de la boucle principale du programme (comme dans cet exemple). Le principal inconvénient de cette méthode est qu’il est difficile de traiter d’autres signaux au cours de l’enquête. Mais avec l'utilisation d'interruptions, la boucle principale est libérée de la partie interrogation du code et le système peut tranquillement faire autre chose jusqu'à ce qu'un signal arrive à l'entrée. Lorsque le signal arrive, l'opération principale sera suspendue, le système entrera dans l'interruption pour lire l'impulsion, puis sortira, rétablissant l'opération précédente. Donc, si vous manquez de performances, utilisez des interruptions.