В промышленных приложениях часто бывает необходимо измерять положение или скорость вращения объекта, находящегося во вращении, например, руля или оси. Вращающийся кодер - это электромеханический прибор, который можно использовать для получения этих измерений.
Существует два типа ротационных кодеров: вращающиеся кодеры и Кодеры вращающиеся абсолютные. В этой статье мы рассмотрим вращающиеся кодеры, принцип их функционирования и их применение.
Что это, как не ротационный инкрементный кодер?
Входящие в семью кодеры вращающиеся кодировщики. Они используются для получения информации, такой как :
- Позиция
- Угол
- Скорость вращения
Вращающиеся кодеры применяются главным образом в тех случаях, когда требуется измерение скорости/ углового перемещения. Это достигается с учетом количества импульсов в единицу времени, генерируемых кодером.
В отличие от своего брата, абсолютного вращающегося кодера, врезные кодеры не могут предоставлять информацию, когда дерево не вращается. Они могут только предоставлять информацию о том, что движение с дерева.
Импульсы, генерируемые вращающимся инкрементальным кодером, должны быть рассчитаны и обработаны. Для этого можно использовать микроконтроллер или API (программируемый логический контроллер). Используя количество импульсов, контроллер может преобразовать информацию в следующие данные положение, скорость и расстояние.
Comment fonctionne un encodeur rotatif incrémental ?
Вращающиеся кодеры доступны в двух конфигурациях:
- Моноканал Codeurs incrémentaux
- Двухканальные энкодеры (Квадратура)
Их функциональные возможности практически одинаковы для всех остальных. Однако двухканальные кодеры позволяют определить ощущение вращения, чего не могут сделать простые кодеры.
Принцип работы ротационного инкрементального кодера очень прост. Каптер состоит из одного вращающегося диска, закрепленного на оправе.
При повороте ветви диск также поворачивается, как показано на рисунке ниже. Это также называется "кодовая рулетка".
Фентези руля используются для создания "импульсов" каждый раз, когда фентези совмещается с каптером. Вращающиеся кодеры используют такие технологии, как магнитные, оптические, индуктивные, емкостные и лазерные для получения поезд импульсов.
Схема, приведенная на рисунке, иллюстрирует функционирование одного вращающегося оптического кодера. Источник света (светодиод) размещен на диске, а приемное устройство (фотодиод/фототранзистор) размещено в линии мира.
Когда диск вращается, фланцы на мгновение пропускают свет. В этот момент светящийся фальшфейер достигает приемника и подает логический сигнал HAUT.
При сильном вращении диска светящаяся панель загораживается, и приемник не получает сигнала. Это означает, что сортировка соответствующего канала происходит на уровне логики BAS.
В двухканальных поворотных кодировщиках имеется два канала, которые называются каналами A и B. Размещение фентов для канала B значительно уменьшено по сравнению с размещением фентов для канала A.
В некоторых случаях каптерщик использует один ансамбль фентов, а приемники располагаются в одном месте.
Специальная диспозиция позволяет сортировкам A и B быть "разделенными".
Микроконтроллер или API могут наблюдать за двумя каналами, чтобы определить ощущение вращения.
В зависимости от того, какой канал (A или B) указывает на первый фронт, можно также определить его направление. Моноканальные кодеры не имеют выхода за пределы канала A и не могут передавать только одну последовательность импульсов.
Например, на схеме, приведенной на рисунке, одна фронтальная монтировка на A после одной фронтальной монтировки на B указывает на то, что рулевая дорожка движется в обратном направлении по осям. Тем не менее, монтирование фронтальной части B после монтирования фронтальной части A указывает на то, что руль/арба перемещается в смысле огибающей.
На некоторых капителях существует третий канал, называемый "Z". В отличие от двух других каналов, для этого канала не существует единственного места установки. Он используется для создания импульс на экскурсию для таких задач, как autoguidage и проверка количества импульсов.
Инкрементный или абсолютный кодер
Врезные кофры могут работать только во время турне.
Системы, использующие вращающиеся кодеры, должны иметь сложную программу в процессе работы для учета импульсов, создаваемых каптером, для определения положения дужки. Они оснащены диском с фентами, действующим как кодовая ручка.
У абсолютных кодеров есть специальная ручка для кодирования. Она содержит не унифицированную модель фенте, а уникальный код для каждого положения ствола.
При любом заданном положении ствола абсолютный поворотный кодер генерирует уникальный бинарный код, который с точностью определяет положение. Он сохраняет сортировку даже в том случае, если она удалена, так как ручка кода содержит мотив.
Кодеры должны постоянно находиться под напряжением, чтобы постоянно формировать поезд импульсов для расчетов скорости и расстояния. В зависимости от этого, абсолютные кодеры могут находиться под напряжением, если это необходимо для получения лекции.
С точки зрения сложности, инкрементные кодеры более просты, чем их абсолютные гомологи. Следовательно, инкрементные кодеры менее сложны, чем абсолютные вращательные кодеры.
Как служат кодеры, которые не поддаются критике?
Вращающиеся кодеры находят свое применение в бытовой и автомобильной технике, а также в промышленной автоматизации.
Одним из наиболее популярных применений для определения положения является использование кнопок управления на электронном оборудовании, например, на конфигурациях авторадио. Вращающиеся кнопки регулируются в непрерывном режиме и не работают, если прибор находится под напряжением.
В прошлом суровые электромеханические ординаторы использовали эти каптеры для определения положения по двум осям.
В промышленных приложениях кодеры используются для измерения скорости движения механических систем. Это особенно полезно для систем контроля движения, таких как конвоиры материалов, роботы-браслеты и станки с ЧПУ.
Указания по кодовому замку
При выборе кодера для конкретного приложения необходимо учитывать множество факторов.
- наружный диаметр
- Внешний диаметр корпуса каптера (полезно при монтаже)
- Тип и диаметр ствола
- Существует выбор типа беседки: крестовая, полукрестовая, бордюрная и поперечная.
- Диаметр должен находиться в пределах допустимых значений для правильного соединения с объектом. В наличии имеются оправки диаметром 20 мм, 25 мм и 30 мм.
- Путь отсоединения и длина кабеля
- Положение подключения кабеля сортировки. Существует две конфигурации: с внешней и внутренней стороны.Поздняя конфигурация позволяет подключать отсоединяемый кабель. Тип с отсоединением кабеля имеет один фиксированный кабель, расположенный спереди от корпуса каптера.
- Для фиксированных кабелей каптеры, как правило, оснащены одним кабелем черного цвета 2M.
- Напряжение питания
- Указывает максимальное напряжение функционирования каптера. Существует несколько вариантов питания CC %v (фиксированное), 5-12 В, 12-24 В и 24 В (фиксированное).
- Тип сигнала сортировки
- A для кодеров с уникальным каналом, A и B для кодеров с двойным каналом (квадратура) и один Z в качестве опции для сортировки импульсов индексации
- Количество импульсов
- Этот параметр определяет значения импульсов в туре (PPR) и импульсов в вычислительном туре (CPR), которые берет на себя каптер.
- Способ сортировки сигнала
- Тип сигнала сортировки: сортировка напряжения (V)/курения (C), сортировка дополнения (F) или сортировка линии (L, T)
Электрические характеристики инкрементального кодера
- Напряжение питания
- Возможность варьирования от 5 В до 24 В
- Потребление электроэнергии
- Для типов сортировки по напряжению и курсу потребление тока составляет не более 60 мА. Пилоты могут потреблять до 100 мА.
- Напряжение сортировки (для типа сортировки по напряжению)
- Напряжение на уровне ÉLEVÉ : > = 3.5 V
- Напряжение на уровне BAS : <=0.5 V
- Времена, в которые можно установить и отбить
- Обозначает время, которое необходимо затратить на смену сортировки с верхней на нижнюю (chute) или с нижней на верхнюю (montée).
- Типичное время для типа сортировки напряжения : <= 500ns
- Temps de chute typique pour le type de sortie de tension : <= 100 нс
- Частота ответов
- Максимальная частота, при которой каптер может совершать свои вылеты
- Томб, как правило, ниже 300 кГц
Вращающаяся кодирующая цепь инкрементального типа
Как уже упоминалось, кодеры вращения могут быть подключены к API или микроконтроллеру для измерения скорости, положения, расстояния и ощущения вращения дерева. Эти устройства должны быть специальным образом запрограммированы для расчета этих величин и принятия решений.
Существуют также специализированные устройства, такие как вычислители и тахиметры, которые могут выполнять эти вычисления и напрямую указывать их значения. Мы сделаем переворот в некоторых схемах, которые мы можем построить с помощью вращающихся кодирующих устройств incrémentaux:
тахиметр с автоматическим питанием
Le H7ER Тахиметр с автоматическим питанием серии Omron, кодер с уникальным каналом может быть использован для конфигурирования тахиметра, способного определять режим работы одной арбы.
Le E6A2 представляет собой инкрементный квадратурный кодер типа AB с сортировками NPN с открытым коллектором. При подключении к H7ER система работает как тахиметр, который учитывает частоту импульсов для определения режима работы подключенной дуги.
Вычислитель/дефектоскоп с большой скоростью
Le K3NC это вычислитель/декодер большой скорости с различными режимами сортировки. Это устройство может быть подключено к вращающемуся кодеру типа AB для создания вычислителя/компьютера в соответствии с чувством вращения.
При такой конфигурации вычислитель может быть настроен на подачу сигнала для вычисления/вычисления количества импульсов. Кроме того, он обеспечивает связь с API для приложений контроля процессов.
Использование этих компонентов, готовых к работе, позволяет устранить необходимость в сложных устройствах, таких как API, где это не является абсолютной необходимостью. Это особенно полезно для систем более мелкого уровня.
Для использования в системе, основанной на ПЛК, рекомендуется использовать карту HSC (Compteur à grande vitesse) для приложений с большими скоростями. На рисунке ci-dessous показано подключение одного вращающегося инкрементального кодера типа collecteur ouvert PNP к одной карте входа HSC, соединенной с одним автоматом.
Каптер имеет несколько вылетов A, B и Z, и они подключаются к карте HSC, как показано на рисунке. Карта вычислителя может быть сконфигурирована для передачи вычислителя с учетом скорости ветви кодера в автомат. Такая конфигурация уменьшает наценку на обработку в программе автомата.
Вращающийся инкрустированный кодер Arduino
В схемах, основанных на Arduino, вращающиеся кодеры используются как входы в наши программы.
Мы можем использовать их для увеличения/уменьшения значения переменной для решения таких задач, как контроль скорости движения двигателя или яркости светодиода. В самых современных приложениях поворотные кодировщики используются также для навигации по меню.
KY-040 - это стандартный модуль кодирования для Arduinos. Имеет следующую брошюру:
- GND - подключение к земле
- VCC - питание 5 В или 3,3 В
- SW - подключение коммутатора к бутону-пуссору (0 В при включенном состоянии, 5 В при отбое)
- DT - Sortie de données
- CLK - Sortie d'horloge
В качестве примера схемы рассмотрим тестовую схему, в которой кодер подключен к Arduino UNO. Шлейф SW кодера подключен к шлейфу 4, CLK - к шлейфу 2, а DT - к шлейфу 3 Arduino.
VCC подключается к +5 В, а GND - к брошу GND карты разработки Arduino, как показано на рисунке ниже.
Код Arduino для ротационного кодера
Этот пример кода был адаптирован из lastminuteengineers.com. Он включает в себя две основные функции:
- Подайте сигнал CLK (брошь 2) для изменения
- Убедитесь, что кнопка переключена (брошь 4 находится в нижнем положении).
Когда кнопка кодера повернута, программа фиксирует изменение сигнала CLK. Затем проверяется состояние броши DT.
Если они идентичны, то кодировщик перемещается в направлении, обратном направлению перемещения. При этом для каждой детектирования переменная contrerВеличина de увеличивается/уменьшается в зависимости от направления.
Программа проверяет также состояние кнопки кодирования. Если он отключен, программа выводит надпись "bouton enfoncé" на экране монитора. Кроме того, на экране отображается действующее значение количества вычисленных импульсов.
| // Входы ротационного кодера #Вы можете определить CLK 2 #Вы можете определить DT 3 #Вы можете определить SW 4int compteur = 0; int CurrentStateCLK; int lastStateCLK ; String currentDir ="" ; без подписи Длинный lastButtonPress = 0 ;annuler установка() { // Определить броши кодировщика как входы // Конфигурация серии мониторов // Выяснение начального состояния CLK annuler букле() { // Зажигается активное состояние CLK // Если предыдущее состояние и текущее состояние CLK различны, то импульс вырабатывается // Если состояние DT отличается от состояния CLK, то Serial.print("Направление: " ); // Запомнить последнее состояние CLK // Прочитать состояние кнопки //Если мы обнаруживаем сигнал НЕИСПРАВНОСТЬ, кнопка отключается. // Сувенир о предыдущем событии приложения с помощью кнопки // Установите более длительный срок для того, чтобы помочь вам закончить лекцию |
Comment vérifier l'encodeur incrémental with un multimètre
Чтобы отключить кодер с помощью мультиметра, он должен быть под напряжением. После снятия напряжения переведите мультиметр в режим измерения вольт CC и подключите светло-черный светильник к GND каптера.
Протяните ось каптюра, опираясь на выступы A или B каптюра.
Измерение напряжения должно колебаться между напряжением 0 В и VCC каптера. Обратите внимание, что ось должна вращаться очень низко, чтобы мультиметр мог стабилизировать лекцию.
Если величина напряжения не изменилась, переведите мультиметр в режим AC и повторите те же действия. В этот раз прокрутите дужку быстрее. Если показания мультиметра указывают на отсутствие напряжения, можно сделать вывод, что кодер исправен.
Тем не менее, это не является точным методом депаннажа для 100 %. Если мультиметр показывает напряжение, каптерка может работать неправильно. В этом случае необходимо проанализировать синхронизацию каптера. Для решения подобных задач необходим осциллограф.
Заключение
В этой статье мы рассмотрим функционирование, принцип функционирования и области применения ротационных кодеров incrémentaux.
Несмотря на то, что кодеры incrémentaux являются наиболее популярными, кодеры rotatifs absolus могут быть выгодными в некоторых случаях. Выберите каптерку, наиболее подходящую для вашего приложения, с учетом характеристик, которые мы рассмотрели в этой статье.
Это улучшает не только производительность и надежность вашей системы, но и снижает затраты на ее использование.
English 
Spanish 
German 
Russian