Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Rotary encoder

5,080 views

Published on

  • Be the first to comment

Rotary encoder

  1. 1. Rotary encoderDari Wikipedia, ensiklopedia bebasSebuah kode Gray rotary encoder mutlak dengan 13 track. Di atas dapat dilihat perumahan, disk interrupter, dansumber cahaya, di bagian bawah dapat dilihat unsur penginderaan dan komponen pendukung.Sebuah rotary encoder , juga disebut encoder poros , adalah elektro-mekanis perangkat yangmengubah sudut posisi atau gerakan poros atau poros ke kode analog atau digital.Ada dua jenis utama: absolut dan inkremental (relatif). Output dari encoders mutlak menunjukkan posisisaat poros, membuat mereka transduser sudut. Output dari encoders tambahan menyediakan informasitentang gerakan dari poros, yang biasanya diproses lebih lanjut di tempat lain menjadi informasi sepertikecepatan, jarak, dan posisi.Encoders rotary digunakan dalam banyak aplikasi yang membutuhkan presisi poros rotasi terbatas-termasuk kontrol industri, robotika , tujuan khususlensa fotografi , [ 1 ] perangkat input komputer (sepertioptomechanical tikus dan trackball ), kontrol tegangan rheometers , dan memutar radar platform. Isi [ sembunyikan ]1 Absolute dan incremental encoders2 rotary encoder Absolute
  2. 2. o 2.1 Konstruksi o 2,2 mutlak encoders Mekanik o 2.3 mutlak encoders Optical o 2.4 Standar pengkodean biner o 2,5 Gray encoding o 2,6 encoding Single-track Gray o 2,7 format encoder Absolute keluaran3 rotary encoder Inkremental4 gelombang sinus encoder5 Penggunaan dalam industri o 5,1 Encoders digunakan pada servomotors6 Encoder teknologi7 Lihat juga8 Referensi9 Pranala luar[ sunting ]encoders Absolute dan incrementalSebuah "mutlak" encoder mempertahankan informasi posisi ketika kekuasaan akan dihapus darisistem. Posisi encoder segera tersedia pada penerapan kekuasaan. Hubungan antara nilai encoder danposisi fisik dari mesin dikendalikan diatur pada perakitan; sistem tidak perlu kembali ke titik kalibrasi untukmenjaga akurasi posisi. Sebuah "tambahan" encoder akurat mencatat perubahan posisi, tetapi tidakmenyala dengan hubungan tetap antara negara encoder dan posisi fisik. Perangkat dikendalikan olehencoders tambahan mungkin harus "pulang" ke titik acuan tetap untuk menginisialisasi pengukuranposisi. Sebuah encoder multi-turn rotary mutlak termasuk roda kode tambahan dan gigi. Sebuah rodaresolusi tinggi mengukur rotasi pecahan, dan lebih rendah-resolusi diarahkan roda kode mencatat jumlahrevolusi seluruh poros. [ 2 ]Sebuah encoder mutlak memiliki cincin kode berganda dengan bobot biner berbagai yangmenyediakan word data yang mewakili posisi mutlak encoder dalam satu revolusi. Jenis encoder seringdisebut sebagai encoder mutlak paralel. [ 3 ]Sebuah encoder inkremental bekerja secara berbeda dengan menyediakan A dan B pulsa output yangtidak memberikan informasi count digunakan di kanan mereka sendiri. Sebaliknya, penghitungan dilakukandi elektronik eksternal. Titik di mana penghitungan dimulai tergantung di meja di elektronik eksternal danbukan pada posisi encoder. Untuk memberikan informasi posisi yang berguna, posisi encoder harus dirujukke perangkat yang terpasang, umumnya menggunakan pulsa indeks. Fitur yang membedakan encoderinkremental adalah bahwa hal itu melaporkan perubahan inkremental dalam posisi encoder ke elektronikmenghitung. [ 3 ]
  3. 3. [ sunting ]rotary encoder AbsoluteAbsolute ROD rotary encoder 425[ sunting ]KonstruksiEncoders mutlak digital menghasilkan kode digital yang unik untuk setiap sudut yang berbeda dariporos. Mereka datang dalam dua tipe dasar: optik dan mekanik.[ sunting ]encoders mutlak MekanikSebuah disc logam yang mengandung satu set cincin konsentris bukaan adalah tetap ke disk isolasi, yangkaku tetap pada poros. Sederet kontak geser adalah tetap ke obyek stasioner sehingga setiap kontakmenyeka terhadap disc logam pada jarak yang berbeda dari poros. Sebagai disk berputar dengan poros,beberapa logam sentuh kontak, sementara yang lain jatuh di celah mana logam telah dipotong. Lembaranlogam terhubung ke sumber arus listrik , dan setiap kontak terhubung ke sensor listrik yang terpisah. Polalogam dirancang sedemikian rupa sehingga setiap posisi kemungkinan as roda menciptakan unik kodebiner di mana beberapa kontak yang terhubung ke sumber arus (yaitu diaktifkan) dan lain-lain tidak (yaitudimatikan).Karena sikat-jenis kontak rentan untuk memakai, encoders menggunakan kontak yang tidak umum,mereka dapat ditemukan di kecepatan rendah aplikasi seperti volume manual atau kontrol tuning penerimaradio.[ sunting ]encoders mutlak OpticalCakram optik encoder yang terbuat dari kaca atau plastik dengan daerah transparan dan buram. Sebuahsumber cahaya dan array foto detektor membaca pola optik yang dihasilkan dari posisi disk pada satuwaktu.Kode ini dapat dibaca oleh perangkat pengendali, seperti mikroprosesor atau mikrokontroler untukmenentukan sudut poros.Jenis analog mutlak menghasilkan kode analog ganda yang unik yang dapat diterjemahkan ke dalam sudutmutlak poros (dengan menggunakan algoritma khusus).
  4. 4. [ sunting ]Standar pengkodean binerRotary encoder untuk sudut-pengukuran perangkat ditandai 3-bit biner. Cincin batin sesuai dengan Kontak 1 dalamtabel. Sektor hitam "on". Nol derajat berada di sisi kanan, dengan sudut meningkatkan berlawanan.Contoh dari kode biner, dalam sebuah encoder yang sangat sederhana dengan hanya tiga kontak,ditunjukkan di bawah ini. Standard Binary EncodingSektor Hubungi 1 Kontak 2 Hubungi 3 Sudut 0 lepas lepas lepas 0 ° sampai 45 ° 1 lepas lepas ON 45 ° sampai 90 ° 2 lepas ON lepas 90 ° sampai 135 ° 3 lepas ON ON 135 ° sampai 180 ° 4 ON lepas lepas 180 ° sampai 225 ° 5 ON lepas ON 225 ° sampai 270 ° 6 ON ON lepas 270 ° sampai 315 °
  5. 5. 7 ON ON ON 315 ° sampai 360 °Secara umum, di mana terdapat n kontak, jumlah posisi yang berbeda dari poros adalah 2 n . Dalamcontoh ini, n adalah 3, jadi ada 2 ³ atau 8 posisi.Dalam contoh di atas, kontak menghasilkan jumlah biner standar sebagai disk berputar. Namun, inimemiliki kelemahan bahwa jika disk berhenti antara dua sektor yang berdekatan, atau kontak tidaksempurna sejalan, bisa mungkin untuk menentukan sudut poros. Untuk menggambarkan masalah ini,perhatikanlah apa yang terjadi ketika perubahan sudut poros dari 179,9 ° sampai 180,1 ° (dari sektor 3 kesektor 4). Pada saat tertentu, sesuai dengan tabel di atas, perubahan pola kontak dari off-on-on untuk on-off-off. Namun, ini bukan apa yang terjadi dalam kenyataan. Dalam perangkat praktis, kontak tidak pernahsempurna selaras, sehingga setiap switch pada saat yang berbeda.Jika kontak 1 switch pertama, diikutioleh kontak 3 dan kemudian menghubungi 2, misalnya, urutan sebenarnya adalah kode: off-on-on (posisi awal) on-on-on (pertama, hubungi 1 switch on) on-on-off (selanjutnya, hubungi 3 switch off) on-off-off (akhirnya, hubungi 2 switch off) Sekarang melihat sektor sesuai dengan kode ini dalam tabel. Agar, mereka adalah 3, 7, 6, dan kemudian 4. Jadi, dari urutan kode yang dihasilkan, poros tampaknya telah melompat dari sektor 3 ke sektor 7, kemudian pergi ke belakang untuk sektor 6, kemudian mundur lagi ke sektor 4, yang di mana kami diharapkan untuk menemukannya. Dalam banyak situasi, perilaku ini tidak diinginkan dan dapat menyebabkan sistem gagal. Misalnya, jika encoder digunakan dalam lengan robot, controller akan berpikir bahwa lengan berada di posisi yang salah, dan mencoba untuk memperbaiki kesalahan dengan memutar melalui 180 °, mungkin menyebabkan kerusakan pada lengan. [ sunting ]Gray encoding
  6. 6. Rotary encoder untuk sudut-pengukuran perangkat ditandai 3-bit-tercermin kode Gray (BRGC). Cincin batin sesuai dengan Kontak 1 dalam tabel. Sektor hitam "on". Nol derajat berada di sisi kanan, dengan sudut meningkatkan berlawanan arah jarum jam.Untuk menghindari masalah di atas, Gray encoding yang digunakan. Ini adalah sistempenghitungan biner di mana kode yang berdekatan berbeda hanya dalam satuposisi. Sebagai contoh tiga-kontak yang diberikan di atas, versi Gray-kode akan menjadisebagai berikut. Gray CodingSektor Hubungi 1 Kontak 2 Hubungi 3 Sudut 0 lepas lepas lepas 0 ° sampai 45 ° 1 lepas lepas ON 45 ° sampai 90 ° 2 lepas ON ON 90 ° sampai 135 ° 3 lepas ON lepas 135 ° sampai 180 ° 4 ON ON lepas 180 ° sampai 225 ° 5 ON ON ON 225 ° sampai 270 ° 6 ON lepas ON 270 ° sampai 315 ° 7 ON lepas lepas 315 ° sampai 360 °Dalam contoh ini, transisi dari sektor 3 ke sektor 4, seperti semua transisi lainnya, hanyamelibatkan salah satu kontak mengubah statusnya dari pada sebaliknya off atausebaliknya. Ini berarti bahwa urutan kode yang salah ditunjukkan pada gambarsebelumnya tidak bisa terjadi.[ sunting ]Single-track encoding GrayJika desainer bergerak kontak ke posisi sudut yang berbeda (tapi pada jarak yang samadari poros pusat), maka "pola dering" yang sesuai perlu diputar sudut yang sama untuk
  7. 7. memberikan output yang sama. Jika bit paling signifikan (cincin batin pada Gambar 1)diputar cukup, sama persis dengan cincin berikutnya keluar. Karena kedua cincin yangkemudian identik, cincin batin dapat dihilangkan, dan sensor untuk cincin yang pindah kering, sisa identik (tapi offset pada bahwa sudut dari sensor lain pada cincin itu). Keduasensor pada sebuah cincin tunggal membuat encoder quadrature.Selama bertahun-tahun, Torsten Sillke dan matematikawan lainnya percaya bahwa tidakmungkin untuk mengkodekan posisi di jalur tunggal sehingga posisi berturut-turutberbeda hanya pada sensor tunggal, kecuali untuk sensor-dua, satu-track encoderquadrature. Namun, pada tahun 1994 NB Spedding mendaftarkan paten (NZ Paten264.738) menunjukkan hal itu mungkin dengan beberapa contoh. Lihat Single-track kodeGray untuk rincian.[ sunting ]format encoder Absolute keluaranDalam encoders mutlak komersial ada beberapa format untuk transmisi data encodermutlak, termasuk biner paralel, analog saat ini , tegangananalog , SSI , "Biss" , ISI , Profibus , PROFINET, Ethernet Powerlink , Ethernet /IP , Modbus , DeviceNet , CANopen , Endat dan Hiperface, tergantung pada produsenperangkat.[ sunting ]rotary encoder InkrementalEncoder ROD 420Sebuah rotary encoder inkremental menyediakan output siklus (hanya) ketika encoderdiputar. Mereka dapat berupa mekanik atau optik. Jenis mekanik membutuhkandebouncing dan biasanya digunakan sebagai potensiometer digital pada peralatantermasuk perangkat konsumen. Rumah yang paling modern dan stereo mobilmenggunakan encoders rotary mekanik untuk kontrol volume. Karena fakta switchmekanik memerlukan debouncing , jenis mekanik terbatas dalam kecepatan rotasimereka dapat menangani. Rotary encoder inkremental adalah yang paling banyakdigunakan dari semua encoders rotary karena biaya rendah dan kemampuan untuk
  8. 8. memberikan sinyal yang dapat dengan mudah ditafsirkan untuk memberikan informasiterkait seperti gerak kecepatan.Fakta bahwa encoders tambahan hanya menggunakan dua sensor tidak kompromiakurasi mereka. Satu dapat menemukan di pasar encoders tambahan sampai dengan10.000 hitungan per revolusi, atau lebih.Ada dapat output opsional ketiga: referensi atau "index", yang terjadi sekali setiapbelokan. Ini digunakan ketika ada kebutuhan referensi mutlak, seperti sistem posisi.Jenis optik digunakan ketika kecepatan yang lebih tinggi ditemui atau tingkat yang lebihtinggi presisi diperlukan.Encoders Incremental digunakan untuk melacak gerakan dan dapat digunakan untukmenentukan posisi dan kecepatan. Hal ini dapat berupa linear atau gerakanberputar. Karena arah dapat ditentukan, pengukuran yang sangat akurat dapat dibuat.Mereka mempekerjakan dua output yang disebut A & B, yang disebut output quadrature,karena mereka adalah 90 derajat keluar dari fase.Diagram state: Coding untuk Coding untuk rotasi berlawanan arah jarum rotasi searah jarum jam jam Tahap A B Tahap A B1 0 0 1 1 02 0 1 2 1 13 1 1 3 0 14 1 0 4 0 0
  9. 9. Dua persegi gelombang di kuadratur (rotasi searah jarum jam).Bentuk dua output gelombang adalah 90 derajat keluar dari fase, yaitu semua yangberarti jangka quadrature. Sinyal-sinyal ini diterjemahkan untuk menghasilkan hitunganup pulsa atau menghitung mundur pulsa. Untuk decoding dalam perangkat lunak, A & Boutput dibaca oleh perangkat lunak, baik melalui interupsi pada setiap tepi ataupemungutan suara, dan tabel di atas digunakan untuk decode arah. Misalnya, jika nilaiterakhir adalah 00 dan nilai saat ini adalah 01, perangkat telah bergerak satu langkahsetengah dalam arah jarum jam. Jenis mekanik akan debounced pertama denganmensyaratkan bahwa nilai (valid) yang sama dibaca sejumlah kali sebelum mengakuiperubahan negara.Pada encoders dengan detents ada berbagai cara untuk beralih negara. Dalambeberapa, baik A dan B selalu membuka rangkaian di detents, dan 00 seluruh → 00siklus beralih terjadi saat transisi dari satu ke yang berikutnya detent. Lainnya memilikidetents bolak 00 dan 11 nilai, dengan waktu switching terhuyung-huyung selama transisiantara detents.Jika encoder berubah terlalu cepat, transisi tidak valid mungkin terjadi, seperti 00 →11. Tidak ada cara untuk mengetahui arah mana encoder berubah, jika itu 00 → 01 →11, atau 00 → 10 → 11.Jika encoder ini berubah lebih cepat, hitungan mundur mungkin terjadi. Contoh:mempertimbangkan 00 → 01 → 11 → 10 transisi (3 langkah maju). Jika encoderberubah terlalu cepat, sistem mungkin hanya membaca 00 dan kemudian 10, yangmenghasilkan 00 → 10 transisi (1 langkah mundur).Prinsip yang sama digunakan pada tikus bola untuk melacak apakah mouse bergerak kekanan / kiri atau maju / mundur.Encoders rotary dengan output tunggal tidak dapat digunakan untuk merasakan arahgerakan. Mereka sangat cocok untuk sistem yang mengukur tingkat-of-gerakanvariabel. Dalam aplikasi tertentu, mereka dapat digunakan untuk mengukur jarak gerak(kaki misalnya gerakan).[ sunting ]gelombang Sinus encoderSebuah variasi pada encoder incremental adalah Encoder Sinewave. Alih-alihmenghasilkan dua gelombang persegi quadrature, output adalah gelombang sinuskuadratur (a Sine dan Cosine).Dengan melakukan fungsi arctangent, tingkat sewenang-wenang resolusi dapat dicapai.[ sunting ]Penggunaan dalam industri
  10. 10. [ sunting ]Encoder digunakan pada servomotorsEncoders rotary sering digunakan untuk melacak posisi poros motor pada magnetpermanen motor brushless , yang umum digunakan pada CNC mesin, robot , danperalatan industri lainnya.Incremental (Quadrature) encoders digunakan padaservomotors jenis Induction Motor, tetapi mutlak encoders digunakan dalam MotorsPermanent Magnet Brushless, mana yang berlaku. Dalam aplikasi ini, perangkat umpanbalik (encoder) memainkan peran penting dalam memastikan bahwa peralatanberoperasi dengan benar. Encoder mensinkronisasikan magnet rotor relatif dan statorberliku posisi untuk saat ini disediakan oleh drive. Maksimum torsi hasil jika arusditerapkan ke gulungan ketika magnet rotor berada dalam kisaran posisi tertentu relatifterhadap gulungan stator.Motor akan berkinerja buruk atau tidak sama sekali jika waktuini tidak diatur dengan benar. Encoder kesesuaian yang tidak tepat pada motor benar-benar dapat menyebabkan untuk berjalan mundur kadang-kadang mengakibatkanberbahaya lari kondisi. Alignment yang benar sangat penting untuk operasi yang tepatdari motor tersebut. [ 4 ][ sunting ]Encoder teknologi Efek Hall encoder quadrature, penginderaan gigi gear pada driveshaft sebuah kendaraan robot.Encoders dapat dilaksanakan dengan menggunakan berbagai teknologi: Konduktif trek. Serangkaian bantalan tembaga terukir ke PCB digunakan untuk mengkodekan informasi. Sikat kontak merasakan daerah konduktif.Bentuk encoder sekarang jarang terlihat kecuali di multimeter digital .
  11. 11. Optical. Ini menggunakan cahaya bersinar ke fotodioda melalui celah dalam disc logam atau kaca. Versi reflektif juga ada. Ini adalah salah satu teknologi yang paling umum. Magnetic. Strip bahan magnetised ditempatkan pada disk berputar dan dirasakan oleh efek Hall sensor atau magnetoresistive sensor. Sensor efek Hall juga digunakan untuk merasakan gigi gigi secara langsung, tanpa perlu untuk disk encoder terpisah.[ sunting ]Lihat pulaPerangkat analog yang melakukan fungsi yang sama termasuk Sinkronisasi ,para resolver , yang variabel rotary diferensial transformator (RVDT) danrotary potensiometer .Sebuah encoder Linear mirip dengan rotary encoder, tapi posisi langkah-langkah dalamgaris lurus, bukan rotasi. Encoders linier sering menggunakan pengkodean tambahandan digunakan pada peralatan mesin banyak.[ sunting ]Referensi 1. ^ [1] Canon lensa kamera video, yang digunakan untuk zoom dan kontrol aperture 2. ^ GK McMillan, DM Considine (ed.) Proses Instrumen dan Kontrol Handbook Fifth Edition , McGraw Hill 1999, ISBN 0-070.012.582 -1, halaman 5.26 ab 3. ^ TI-5000EX Serial / Incremental Encoder Uji Sistem User Manual , Mitchell Electronics, Inc 4. ^ PM Brushless Servo Motor Feedback Peringanan Series - Part 1 , Mitchell Electronics, Inc[ sunting ]Pranala luar Wikimedia Commons memiliki kategori mengenai: encoders Rotary "Memilih roda code: Gambaran rinci bagaimana encoders bekerja" Artikel oleh Steve Trahey 2008-03-25 menggambarkan "encoders rotary". "Encoder memberikan rasa tempat" artikel oleh Jack Ganssle 2005/07/19 menggambarkan "encoders nonlinier". "Robot Encoder" . Pengantar Tutorial on PWM dan Quadrature Encoding
  12. 12. ProtoTalk.net - Memahami Encoding Quadrature - Meliputi rincian encoding putardan kuadratur dengan fokus pada aplikasi robot

×