Funcionamiento encoder
Páginas: 5 (1069 palabras)
Publicado: 12 de diciembre de 2010
MCBtec
INDICE: 1. 2. 3. 4.
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EL ENCODER
Descripción. Encoders incrementales ópticos. Como leer un encoder. Ejemplo conexión a un PIC16F819.
1. Descripción.
El encoder es un transductor rotativo, que mediante una señal eléctrica ( normalmente un pulso o una señal senoidal ) nos indica el ángulo girado. Si este sensor rotatorio lo conectáramosmecánicamente con una rueda o un husillo, también nos permitiría medir distancias lineales. Una clasificación de los encoder según el tipo de información sobre la posición que generan sería: • Encoder incremental: La señal de salida se transmite por un hilo en el que se transmite un pulso por cada ángulo girado, de tal forma que si tenemos un encoder de 1000 ppr, tendremos un pulso por cada 360º/1000=0,360º. El inconveniente es que no disponemos de una referencia absoluta de la posición en la que se encuentra el eje. Encoder absoluto: La posición se da en valor absoluto mediante un bus paralelo. Es decir, que si tenemos un encoder de 256 posiciones, tendremos un bus de 8 líneas que nos indicaran en binario cual es su posición ( normalmente estos transductores codifican la posición en código graypara evitar errores ). El inconveniente de estos encoders es la cantidad de líneas que necesitamos leer y conectar y que debido a la complejidad del disco óptico que codifica las posiciones la resolución no suele ser muy elevada.
•
Nos vamos a centrar en los encoder incrementales ópticos, que suelen ser los más utilizados.
2. Encoders incrementales ópticos.
Las características básicas deun encoder incremental óptico son: • • • Tensión de alimentación: Nos indica a que tensión puede trabajar el encoder. A veces es fija ( 5v, 12v, etc...), pero lo habitual es que sea un rango de tensiones. Resolución: Es el número de pulsos que da por revolución (ppr). Tipo de salida: Las salidas de los canales pueden ser de varios tipos; TTL, colector abierto, tótem-pole, etc..., por lo que habráque utilizar el circuito adecuado para adaptar estas salidas. Número de canales: Suelen ser 1 o 2, más un canal adicional de index (I) que de un pulso por vuelta. Con los encoders de un solo canal podemos saber el ángulo girado pero no la dirección de giro, por lo que la mayoría de los encoders llevan dos canales que generan señales cuadradas desplazadas 90º. Este desfase, como veremos másadelante, es el que nos permite determinar la dirección de giro.
•
En el siguiente dibujo vemos un encoder real ( HEDS-5540 de Hewlett Packard) de dos canales más index con su conexión habitual para circuitos TTL.
3. Como leer un encoder.
Supongamos un encoder de 500 ppr. Las señales a lo largo del tiempo que vamos a obtener por los canales A y B serán las siguientes: IZQUIERDA DERECHA
A
B En cada revolución completa del encoder podremos contar 500 pulsos, con un flanco de subida ( transición de 0 a 1 ) y un flanco de bajada ( transición de 1 a 0 ) cada uno. Para determinar el ángulo girado por el encoder se cuenta el número de flancos de subida ( o de bajada ) generados en un canal ( por ejemplo el A ) y la dirección vendrá determinada, en cada pulso, por el estado del otrocanal, de tal forma que si esta a 0 determinamos que va en una dirección ( la que nosotros queramos ) y si es 1 ira en la dirección contraria. Podemos leer los flancos de subida del canal A y B para duplicar la resolución por 2, o leer los 2 flancos de subida y los 2 de bajada para multiplicamos la resolución por 4, con lo que un encoder de 500 ppr se convierte en uno de 2000 ppr. Por ejemplo, vamosa realizar la lectura de un encoder con dos canales desplazados 90º, con resolución máxima, es decir, leyendo los cuatro flancos. Para entender bien el funcionamiento hemos de pensar que cuando cambiamos de dirección, lo que antes era el flanco de subida, pasa a ser flanco de bajada y viceversa. Pasemos al ejemplo: IZQUIERDA DERECHA
A
B
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Si tenemos flanco subida en...
INDICE: 1. 2. 3. 4.
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EL ENCODER
Descripción. Encoders incrementales ópticos. Como leer un encoder. Ejemplo conexión a un PIC16F819.
1. Descripción.
El encoder es un transductor rotativo, que mediante una señal eléctrica ( normalmente un pulso o una señal senoidal ) nos indica el ángulo girado. Si este sensor rotatorio lo conectáramosmecánicamente con una rueda o un husillo, también nos permitiría medir distancias lineales. Una clasificación de los encoder según el tipo de información sobre la posición que generan sería: • Encoder incremental: La señal de salida se transmite por un hilo en el que se transmite un pulso por cada ángulo girado, de tal forma que si tenemos un encoder de 1000 ppr, tendremos un pulso por cada 360º/1000=0,360º. El inconveniente es que no disponemos de una referencia absoluta de la posición en la que se encuentra el eje. Encoder absoluto: La posición se da en valor absoluto mediante un bus paralelo. Es decir, que si tenemos un encoder de 256 posiciones, tendremos un bus de 8 líneas que nos indicaran en binario cual es su posición ( normalmente estos transductores codifican la posición en código graypara evitar errores ). El inconveniente de estos encoders es la cantidad de líneas que necesitamos leer y conectar y que debido a la complejidad del disco óptico que codifica las posiciones la resolución no suele ser muy elevada.
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Nos vamos a centrar en los encoder incrementales ópticos, que suelen ser los más utilizados.
2. Encoders incrementales ópticos.
Las características básicas deun encoder incremental óptico son: • • • Tensión de alimentación: Nos indica a que tensión puede trabajar el encoder. A veces es fija ( 5v, 12v, etc...), pero lo habitual es que sea un rango de tensiones. Resolución: Es el número de pulsos que da por revolución (ppr). Tipo de salida: Las salidas de los canales pueden ser de varios tipos; TTL, colector abierto, tótem-pole, etc..., por lo que habráque utilizar el circuito adecuado para adaptar estas salidas. Número de canales: Suelen ser 1 o 2, más un canal adicional de index (I) que de un pulso por vuelta. Con los encoders de un solo canal podemos saber el ángulo girado pero no la dirección de giro, por lo que la mayoría de los encoders llevan dos canales que generan señales cuadradas desplazadas 90º. Este desfase, como veremos másadelante, es el que nos permite determinar la dirección de giro.
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En el siguiente dibujo vemos un encoder real ( HEDS-5540 de Hewlett Packard) de dos canales más index con su conexión habitual para circuitos TTL.
3. Como leer un encoder.
Supongamos un encoder de 500 ppr. Las señales a lo largo del tiempo que vamos a obtener por los canales A y B serán las siguientes: IZQUIERDA DERECHA
A
B En cada revolución completa del encoder podremos contar 500 pulsos, con un flanco de subida ( transición de 0 a 1 ) y un flanco de bajada ( transición de 1 a 0 ) cada uno. Para determinar el ángulo girado por el encoder se cuenta el número de flancos de subida ( o de bajada ) generados en un canal ( por ejemplo el A ) y la dirección vendrá determinada, en cada pulso, por el estado del otrocanal, de tal forma que si esta a 0 determinamos que va en una dirección ( la que nosotros queramos ) y si es 1 ira en la dirección contraria. Podemos leer los flancos de subida del canal A y B para duplicar la resolución por 2, o leer los 2 flancos de subida y los 2 de bajada para multiplicamos la resolución por 4, con lo que un encoder de 500 ppr se convierte en uno de 2000 ppr. Por ejemplo, vamosa realizar la lectura de un encoder con dos canales desplazados 90º, con resolución máxima, es decir, leyendo los cuatro flancos. Para entender bien el funcionamiento hemos de pensar que cuando cambiamos de dirección, lo que antes era el flanco de subida, pasa a ser flanco de bajada y viceversa. Pasemos al ejemplo: IZQUIERDA DERECHA
A
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Si tenemos flanco subida en...
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