Содержание

Крышка изделия с инкрементальным поворотным датчиком

Инкрементальный поворотный энкодер: Все знания, которые вы должны знать

На волне цифровизации и автоматизации инкрементальные поворотные энкодеры играют ключевую роль. В этой статье мы рассмотрим принципы, типы и реальные сценарии применения инкрементальных энкодеров, чтобы помочь вам лучше понять эту важную технологию.

Инкрементальный поворотный энкодер

Оглавление

Что такое инкрементный поворотный энкодер?

Инкрементальные поворотные энкодеры это датчики, которые могут преобразовывать скорость вращения, направление движения и перемещение вращающихся или линейно движущихся объектов в импульсные сигналы, которые можно передавать и хранить.

Принцип работы инкрементального поворотного энкодера

Принцип работы инкрементального энкодера заключается в подсчете принятого сигнала оптической или магнитной головки обнаружения в соответствии с полосами или зазорами на диске, таким образом измеряя расстояние и направление вращения или перемещения. При вращении диска энкодера оптическая детекторная головка будет генерировать импульсные сигналы по мере перемещения полос или зазоров. Каждый импульс представляет собой определенный угол поворота диска энкодера. Инкрементные энкодеры обычно имеют два выходных сигнала, а именно сигналы A-фазы и B-фазы. Путем подсчета сигналов A-фазы и B-фазы и измерения разности фаз можно рассчитать угол поворота или расстояние линейного перемещения измеряемого объекта.

Типы инкрементальных поворотных энкодеров

По принципу работы различают 3 типа инкрементальных поворотных энкодеров - магнитные, оптические и механические. Ниже приведены описания каждого типа:

Инкрементальный магнитный поворотный энкодер

Инкрементальный магнитный поворотный энкодер

Магнитный инкрементальный энкодер: Магнитный инкрементальный энкодер использует магнитные силовые линии для генерации импульсных сигналов. На вращающемся колесе энкодера попеременные изменения силовых линий магнитного поля регистрируются и преобразуются в импульсные сигналы.

По сравнению с традиционными инкрементальными оптическими энкодерами, инкрементальные магнитные энкодеры не требуют кодового диска и источника света, имеют меньше компонентов и более простую структуру обнаружения; в то же время сам элемент Холла также имеет множество преимуществ, таких как: прочная структура, малые размеры, небольшой вес, длительный срок службы, устойчивость к вибрациям, не боится загрязнения или коррозии от пыли, масла, водяного пара, соляного тумана и т.д.

Инкрементальный оптический поворотный энкодер

Структура поворотного энкодера

Оптический инкрементальный энкодер: Этот энкодер использует оптические принципы для генерирования импульсных сигналов. Свет проходит через решетку на вращающемся колесе энкодера, создавая чередующиеся светлые и темные участки, тем самым генерируя импульсный сигнал.

Инкрементальный механический поворотный энкодер

Механический инкрементальный энкодер: Механический инкрементальный энкодер использует механические контакты для генерации импульсных сигналов. При вращении корпуса энкодера контактные площадки скользят по металлическому проводящему листу, генерируя тем самым импульсный сигнал.

Инкрементальный поворотный энкодер arduino код

Инкрементальный поворотный энкодер ABZ имеет три канала: A, B и Z (также известный как индексный канал). Каналы A и B используются для определения положения и направления, как и в стандартном энкодере AB. Канал Z обеспечивает один импульс за оборот и часто используется для определения "исходного" или "нулевого" положения.

Вот простой фрагмент кода Arduino для чтения инкрементального поворотного энкодера ABZ:

// Определите подключение контактов энкодера и начальные значения
const int encoderPinA = 2;

// Подключается к контакту канала A на энкодере
const int encoderPinB = 3;

// Подключается к контакту канала B на энкодере
const int encoderPinZ = 4; // Подключен к контакту канала Z на энкодере (индекс)
volatile int encoderPos = 0; // Счетчик положения
int lastReportedPos = 0; // Последнее сообщенное положение
int aState;
int aLastState;

void setup() {
// Настройка последовательного монитора
Serial.begin(9600);

// Настройка выводов энкодера как входов
pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP);
pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);
pinMode(encoderPinZ, INPUT_PULLUP);

// Считывание начального состояния энкодераPinA
aLastState = digitalRead(encoderPinA);

// Прикрепите прерывания
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), readEncoder, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinZ), resetEncoder, RISING);
}

void loop() {
// Проверьте, не изменилась ли позиция с момента последнего сообщения.
если (lastReportedPos != encoderPos) {
Serial.print("Позиция: ");
Serial.println(encoderPos);
lastReportedPos = encoderPos;
}
}

// Функция прерывания для чтения каналов энкодера A и B
void readEncoder() {
aState = digitalRead(encoderPinA); // Считывает "текущее" состояние encoderPinA
// Если предыдущее и текущее состояние энкодераPinA отличаются, это означает, что произошел импульс
если (aState != aLastState) {
// Если состояние канала B отличается от состояния канала A, это означает, что энкодер вращается по часовой стрелке
если (digitalRead(encoderPinB) != aState) {
encoderPos++;
} else {
encoderPos-;
}
Serial.print("Позиция = ");
Serial.println(encoderPos);
}
aLastState = aState; // Обновление предыдущего состояния кодера текущим состоянием
}

// Функция прерывания для чтения канала Z энкодера (индекс)
void resetEncoder() {
encoderPos = 0; // Сброс позиции энкодера на ноль
Serial.println("Индекс обнаружен, позиция обнулена");
}

Как использовать этот код для Arduino

  1. Подключите каналы A, B и Z инкрементального поворотного энкодера ABZ к контактам 2, 3 и 4 на Arduino соответственно.
  2. Загрузите код в ваш Arduino.
  3. Откройте монитор последовательного интерфейса для просмотра положения энкодера и сброса индексов

Инкрементный и абсолютный поворотный энкодер

Существует 14 различий между инкрементальным и абсолютным поворотным энкодером, в приведенных ниже таблицах показаны все различия между ними:

Области применения инкрементальных энкодеров

Применение инкрементальных поворотных датчиков

Автоматизированные производственные линии: В автоматизированных производственных линиях инкрементальные энкодеры используются для измерения и контроля положения машин. Например, на сборочной линии энкодеры позволяют точно контролировать положение компонентов для обеспечения правильной сборки.

Робототехника: Инкрементные энкодеры играют важную роль в робототехнике, обеспечивая точную обратную связь, благодаря которой роботы могут точно управлять своими движениями.

Управление серводвигателем: Серводвигатели требуют точной обратной связи по положению для точного управления. Инкрементные энкодеры являются ключевым компонентом для обеспечения такой обратной связи,

Заключение

Инкрементальные энкодеры являются важной частью современных промышленных систем и систем автоматизации. Глубокое понимание принципов, типов и областей применения инкрементальных энкодеров позволяет лучше понять их важную роль в различных сценариях промышленной автоматизации. Несмотря на наличие некоторых проблем, с постоянным развитием технологий у нас есть основания полагать, что в будущем инкрементальные энкодеры будут играть все большую роль и способствовать прогрессу в области промышленной автоматизации. Надеемся, что эта статья помогла вам глубже понять суть инкрементальных энкодеров и пробудила ваш интерес к этой важной технологии.

Изображение Shon Xu

Шон Сюй

"Здравствуйте, я — автор этой статьи и основатель компании Lorentzzi Electric. У меня почти 10 лет опыта в сфере продаж оборудования для промышленной автоматизации, в частности я специализируюсь на услугах в сегменте B2B. Если у вас возникнут вопросы, пожалуйста, обращайтесь ко мне!"

Свяжитесь с нами прямо сейчас:

Поделитесь им с друзьями:

Продолжайте учиться

Изображение обложки статьи SSR vs SCR
SSR и SCR: 4 огромных различия между ними

SSR и SCR - два распространенных привода, используемых в промышленном оборудовании, особенно в системах контроля температуры. Они имеют 4 существенных отличия, которые подробно описаны ниже: Различия в названиях между SSR и SCR SSR означает твердотельное реле, а SCR - выпрямитель с кремниевым управлением. Различные функции SSR и SCR SSR

Читать далее
NC Solid State Relay Does It Exist and How to Realize blog cover
Твердотельное реле NC: Существует ли оно и как его реализовать?

Вы заметили, что все твердотельные реле на рынке являются нормально разомкнутыми контактными переключателями, если их можно классифицировать по различным контактам, как электромагнитные переключатели (конечно, этот метод классификации не является научным, поскольку твердотельные реле являются полупроводниковыми переключателями). Трехфазное твердотельное реле 60 ампер, переменный ток

Читать далее
SSR против реле обложка статьи
SSR и реле: Что лучше?

Твердотельные реле и механические реле — два широко распространённых устройства в электрических системах, но какое из них лучше подходит для наших целей? В этой статье вы узнаете, что такое твердотельные реле и механические реле, в чём заключаются различия между ними, а также получите наши рекомендации по выбору того или иного устройства. Что такое твердотельное реле?

Читать далее
Корзина
Lorentzzi logo-Китайский производитель контроллеров температуры, SSR, поворотных энкодеров

Расширение возможностей промышленной автоматизации!