�ݺ�ߣ

Rotary encoder
Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas

Sebuah kode Gray rotary encoder mutlak dengan 13 track. Di atas dapat dilihat perumahan, disk interrupter, dan
sumber cahaya, di bagian bawah dapat dilihat unsur penginderaan dan komponen pendukung.

Sebuah rotary encoder , juga disebut encoder poros , adalah elektro-mekanis perangkat yang
mengubah 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 posisi
saat poros, membuat mereka transduser sudut. Output dari encoders tambahan menyediakan informasi
tentang gerakan dari poros, yang biasanya diproses lebih lanjut di tempat lain menjadi informasi seperti
kecepatan, 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 (seperti
optomechanical tikus dan trackball ), kontrol tegangan rheometers , dan memutar radar platform.

Isi
[ sembunyikan ]

1 Absolute dan incremental encoders

2 rotary encoder Absolute

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 keluaran

3 rotary encoder Inkremental

4 gelombang sinus encoder

5 Penggunaan dalam industri

o 5,1 Encoders digunakan pada servomotors

6 Encoder teknologi

7 Lihat juga

8 Referensi

9 Pranala luar

[ sunting ]encoders Absolute dan incremental

Sebuah "mutlak" encoder mempertahankan informasi posisi ketika kekuasaan akan dihapus dari
sistem. Posisi encoder segera tersedia pada penerapan kekuasaan. Hubungan antara nilai encoder dan
posisi fisik dari mesin dikendalikan diatur pada perakitan; sistem tidak perlu kembali ke titik kalibrasi untuk
menjaga akurasi posisi. Sebuah "tambahan" encoder akurat mencatat perubahan posisi, tetapi tidak
menyala dengan hubungan tetap antara negara encoder dan posisi fisik. Perangkat dikendalikan oleh
encoders tambahan mungkin harus "pulang" ke titik acuan tetap untuk menginisialisasi pengukuran
posisi. Sebuah encoder multi-turn rotary mutlak termasuk roda kode tambahan dan gigi. Sebuah roda
resolusi tinggi mengukur rotasi pecahan, dan lebih rendah-resolusi diarahkan roda kode mencatat jumlah
revolusi seluruh poros. [ 2 ]

Sebuah encoder mutlak memiliki cincin kode berganda dengan bobot biner berbagai yang
menyediakan word data yang mewakili posisi mutlak encoder dalam satu revolusi. Jenis encoder sering
disebut sebagai encoder mutlak paralel. [ 3 ]

Sebuah encoder inkremental bekerja secara berbeda dengan menyediakan A dan B pulsa output yang
tidak memberikan informasi count digunakan di kanan mereka sendiri. Sebaliknya, penghitungan dilakukan
di elektronik eksternal. Titik di mana penghitungan dimulai tergantung di meja di elektronik eksternal dan
bukan pada posisi encoder. Untuk memberikan informasi posisi yang berguna, posisi encoder harus dirujuk
ke perangkat yang terpasang, umumnya menggunakan pulsa indeks. Fitur yang membedakan encoder
inkremental adalah bahwa hal itu melaporkan perubahan inkremental dalam posisi encoder ke elektronik
menghitung. [ 3 ]

[ sunting ]rotary encoder Absolute

Absolute ROD rotary encoder 425

[ sunting ]Konstruksi

Encoders mutlak digital menghasilkan kode digital yang unik untuk setiap sudut yang berbeda dari
poros. Mereka datang dalam dua tipe dasar: optik dan mekanik.

[ sunting ]encoders mutlak Mekanik
Sebuah disc logam yang mengandung satu set cincin konsentris bukaan adalah tetap ke disk isolasi, yang
kaku tetap pada poros. Sederet kontak geser adalah tetap ke obyek stasioner sehingga setiap kontak
menyeka 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. Lembaran
logam terhubung ke sumber arus listrik , dan setiap kontak terhubung ke sensor listrik yang terpisah. Pola
logam dirancang sedemikian rupa sehingga setiap posisi kemungkinan as roda menciptakan unik kode
biner di mana beberapa kontak yang terhubung ke sumber arus (yaitu diaktifkan) dan lain-lain tidak (yaitu
dimatikan).

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 penerima
radio.

[ sunting ]encoders mutlak Optical
Cakram optik encoder yang terbuat dari kaca atau plastik dengan daerah transparan dan buram. Sebuah
sumber cahaya dan array foto detektor membaca pola optik yang dihasilkan dari posisi disk pada satu
waktu.

Kode ini dapat dibaca oleh perangkat pengendali, seperti mikroprosesor atau mikrokontroler untuk
menentukan sudut poros.

Jenis analog mutlak menghasilkan kode analog ganda yang unik yang dapat diterjemahkan ke dalam sudut
mutlak poros (dengan menggunakan algoritma khusus).

[ sunting ]Standar pengkodean biner

Rotary encoder untuk sudut-pengukuran perangkat ditandai 3-bit biner. Cincin batin sesuai dengan Kontak 1 dalam
tabel. 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 Encoding

Sektor 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 °

7 ON ON ON 315 ° sampai 360 °

Secara umum, di mana terdapat n kontak, jumlah posisi yang berbeda dari poros adalah 2 n . Dalam
contoh ini, n adalah 3, jadi ada 2 ³ atau 8 posisi.

Dalam contoh di atas, kontak menghasilkan jumlah biner standar sebagai disk berputar. Namun, ini
memiliki kelemahan bahwa jika disk berhenti antara dua sektor yang berdekatan, atau kontak tidak
sempurna 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 ke
sektor 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 pernah
sempurna selaras, sehingga setiap switch pada saat yang berbeda.Jika kontak 1 switch pertama, diikuti
oleh 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

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 sistem
penghitungan biner di mana kode yang berdekatan berbeda hanya dalam satu
posisi. Sebagai contoh tiga-kontak yang diberikan di atas, versi Gray-kode akan menjadi
sebagai berikut.

Gray Coding

Sektor 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, hanya
melibatkan salah satu kontak mengubah statusnya dari pada sebaliknya off atau
sebaliknya. Ini berarti bahwa urutan kode yang salah ditunjukkan pada gambar
sebelumnya tidak bisa terjadi.

[ sunting ]Single-track encoding Gray
Jika desainer bergerak kontak ke posisi sudut yang berbeda (tapi pada jarak yang sama
dari poros pusat), maka "pola dering" yang sesuai perlu diputar sudut yang sama untuk

memberikan output yang sama. Jika bit paling signifikan (cincin batin pada Gambar 1)
diputar cukup, sama persis dengan cincin berikutnya keluar. Karena kedua cincin yang
kemudian identik, cincin batin dapat dihilangkan, dan sensor untuk cincin yang pindah ke
ring, sisa identik (tapi offset pada bahwa sudut dari sensor lain pada cincin itu). Kedua
sensor pada sebuah cincin tunggal membuat encoder quadrature.

Selama bertahun-tahun, Torsten Sillke dan matematikawan lainnya percaya bahwa tidak
mungkin untuk mengkodekan posisi di jalur tunggal sehingga posisi berturut-turut
berbeda hanya pada sensor tunggal, kecuali untuk sensor-dua, satu-track encoder
quadrature. Namun, pada tahun 1994 NB Spedding mendaftarkan paten (NZ Paten
264.738) menunjukkan hal itu mungkin dengan beberapa contoh. Lihat Single-track kode
Gray untuk rincian.

[ sunting ]format encoder Absolute keluaran
Dalam encoders mutlak komersial ada beberapa format untuk transmisi data encoder
mutlak, termasuk biner paralel, analog saat ini , tegangan
analog , SSI , "Biss" , ISI , Profibus , PROFINET, Ethernet Powerlink , Ethernet /
IP , Modbus , DeviceNet , CANopen , Endat dan Hiperface, tergantung pada produsen
perangkat.

[ sunting ]rotary encoder Inkremental

Encoder ROD 420

Sebuah rotary encoder inkremental menyediakan output siklus (hanya) ketika encoder
diputar. Mereka dapat berupa mekanik atau optik. Jenis mekanik membutuhkan
debouncing dan biasanya digunakan sebagai potensiometer digital pada peralatan
termasuk perangkat konsumen. Rumah yang paling modern dan stereo mobil
menggunakan encoders rotary mekanik untuk kontrol volume. Karena fakta switch
mekanik memerlukan debouncing , jenis mekanik terbatas dalam kecepatan rotasi
mereka dapat menangani. Rotary encoder inkremental adalah yang paling banyak
digunakan dari semua encoders rotary karena biaya rendah dan kemampuan untuk

memberikan sinyal yang dapat dengan mudah ditafsirkan untuk memberikan informasi
terkait seperti gerak kecepatan.

Fakta bahwa encoders tambahan hanya menggunakan dua sensor tidak kompromi
akurasi mereka. Satu dapat menemukan di pasar encoders tambahan sampai dengan
10.000 hitungan per revolusi, atau lebih.

Ada dapat output opsional ketiga: referensi atau "index", yang terjadi sekali setiap
belokan. Ini digunakan ketika ada kebutuhan referensi mutlak, seperti sistem posisi.

Jenis optik digunakan ketika kecepatan yang lebih tinggi ditemui atau tingkat yang lebih
tinggi presisi diperlukan.

Encoders Incremental digunakan untuk melacak gerakan dan dapat digunakan untuk
menentukan posisi dan kecepatan. Hal ini dapat berupa linear atau gerakan
berputar. 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 B

1 0 0
1 1 0

2 0 1
2 1 1

3 1 1
3 0 1

4 1 0
4 0 0

Dua persegi gelombang di kuadratur (rotasi searah jarum jam).

Bentuk dua output gelombang adalah 90 derajat keluar dari fase, yaitu semua yang
berarti jangka quadrature. Sinyal-sinyal ini diterjemahkan untuk menghasilkan hitungan
up pulsa atau menghitung mundur pulsa. Untuk decoding dalam perangkat lunak, A & B
output dibaca oleh perangkat lunak, baik melalui interupsi pada setiap tepi atau
pemungutan suara, dan tabel di atas digunakan untuk decode arah. Misalnya, jika nilai
terakhir adalah 00 dan nilai saat ini adalah 01, perangkat telah bergerak satu langkah
setengah dalam arah jarum jam. Jenis mekanik akan debounced pertama dengan
mensyaratkan bahwa nilai (valid) yang sama dibaca sejumlah kali sebelum mengakui
perubahan negara.

Pada encoders dengan detents ada berbagai cara untuk beralih negara. Dalam
beberapa, baik A dan B selalu membuka rangkaian di detents, dan 00 seluruh → 00
siklus beralih terjadi saat transisi dari satu ke yang berikutnya detent. Lainnya memiliki
detents bolak 00 dan 11 nilai, dengan waktu switching terhuyung-huyung selama transisi
antara 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 encoder
berubah terlalu cepat, sistem mungkin hanya membaca 00 dan kemudian 10, yang
menghasilkan 00 → 10 transisi (1 langkah mundur).

Prinsip yang sama digunakan pada tikus bola untuk melacak apakah mouse bergerak ke
kanan / kiri atau maju / mundur.

Encoders rotary dengan output tunggal tidak dapat digunakan untuk merasakan arah
gerakan. Mereka sangat cocok untuk sistem yang mengukur tingkat-of-gerakan
variabel. Dalam aplikasi tertentu, mereka dapat digunakan untuk mengukur jarak gerak
(kaki misalnya gerakan).

[ sunting ]gelombang Sinus encoder

Sebuah variasi pada encoder incremental adalah Encoder Sinewave. Alih-alih
menghasilkan dua gelombang persegi quadrature, output adalah gelombang sinus
kuadratur (a Sine dan Cosine).Dengan melakukan fungsi arctangent, tingkat sewenang-
wenang resolusi dapat dicapai.

[ sunting ]Penggunaan dalam industri

[ sunting ]Encoder digunakan pada servomotors
Encoders rotary sering digunakan untuk melacak posisi poros motor pada magnet
permanen motor brushless , yang umum digunakan pada CNC mesin, robot , dan
peralatan industri lainnya.Incremental (Quadrature) encoders digunakan pada
servomotors jenis Induction Motor, tetapi mutlak encoders digunakan dalam Motors
Permanent Magnet Brushless, mana yang berlaku. Dalam aplikasi ini, perangkat umpan
balik (encoder) memainkan peran penting dalam memastikan bahwa peralatan
beroperasi dengan benar. Encoder mensinkronisasikan magnet rotor relatif dan stator
berliku posisi untuk saat ini disediakan oleh drive. Maksimum torsi hasil jika arus
diterapkan ke gulungan ketika magnet rotor berada dalam kisaran posisi tertentu relatif
terhadap gulungan stator.Motor akan berkinerja buruk atau tidak sama sekali jika waktu
ini tidak diatur dengan benar. Encoder kesesuaian yang tidak tepat pada motor benar-
benar dapat menyebabkan untuk berjalan mundur kadang-kadang mengakibatkan
berbahaya lari kondisi. Alignment yang benar sangat penting untuk operasi yang tepat
dari 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 .

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 pula

Perangkat analog yang melakukan fungsi yang sama termasuk Sinkronisasi ,
para resolver , yang variabel rotary diferensial transformator (RVDT) dan
rotary potensiometer .

Sebuah encoder Linear mirip dengan rotary encoder, tapi posisi langkah-langkah dalam
garis lurus, bukan rotasi. Encoders linier sering menggunakan pengkodean tambahan
dan 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

ProtoTalk.net - Memahami Encoding Quadrature - Meliputi rincian encoding putar
dan kuadratur dengan fokus pada aplikasi robot

�ݺ�ߣ

Rotary encoder

More Related Content

Rotary encoder