Encoders proyecto
Páginas: 5 (1148 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2010
2009
Proyecto 1: Encoder absoluto e incremental.
Instrumentación M.I. Axel Cisneros
Acevedo Valle Juan Manuel Lara Huerta Manuel Alejandro Minami Shiguematsu Yukitoshi Sánchez Monroy Tania Rebeca Taque Vázquez Julio
Facultad de ingeniería 10/09/2009
Introducción
Como ya vimos en clase podemos desarrollar dos tipos de encoders, básicamente el tipo de funcionamiento a primero orden esel mismo, ambos operan con Código Gray y se pueden implementar con electrónica para obtener, decodificar e interpretar las señales las señales que nos da el encoder. De modo que nuestro primer proyecto se basó en el diseño e implementación de un encoder absoluto y de otro incremental. A continuación se explicará de modo detallado el modo de operación y consideraciones tomadas para el proyectoentregado en clase.
Encoder absoluto
El objetivo de éste encoder era obtener las señales que nos daba y procesarlas de modo que fuera contando 4 bits en una vuelta y que de acuerdo a esto pudiéramos saber en que sentido estaba girando nuestro encoder y en qué posición estabas el mismo, ya que a finalizar la vuelta el registro era de 16, es decir hacía un recorrido por 16 posiciones
distintasque en términos de ángulos sería de 22.5° por cada cambio en el display. Se dibujaron las pistas como se muestra a continuación en un CD normal y se posicionaron 4 sensores infrarrojos de modo que por cada pista existiera un sensor que identificaría el cambio de bits en las mismas, se intentó que la distancia entre los sensores y el disco fuera mínima de modo que no se tuviera “ruido” debido aalgunos agentes externos. Lo segundo que se hizo fue conectar los sensores a un pequeño circuito de calibración, mismo que nos serviría para obtener una buena resolución en cuanto a las señales y poder establecer bien nuestros puntos de partida y de cambio de bits. Para los sensores se utilizó una tarjeta transductora cuyos componentes se muestran a continuación.
Las señales de los sensores seobtienen en código Gray de modo que se debe de convertir a binario natural o a decimal, nosotros elegimos el segundo paso por la facilidad en cuanto a
la lectura, o al menos es lo que pensamos que muchas veces así en una lectura rápida es más fácil ver los datos en decimal que en binario. El circuito de procesamiento y decodificación es el que se muestra a continuación.
Consta de 3 compuertasXOR [74LS86] que nos sirve para cambiar de Gray a binario natural, un decodificador [74LS48] que hace el cambio de binario a decimal para poder ponerlo en un display de 7 segmentos. Finalmente ya ubicada la posición 0 se calibraron los sensores y manualmente se daba vuelta al encoder. Además de que nosotros elegimos que cada caída de flanco fuera el cambio de bit para poder obtener una resoluciónde 1x. Cuando se está girando en sentido horario los bits se van sumando, es decir empieza la cuenta en 0, 1, 2…15 y cuando se gira en el sentido opuesto la cuenta es regresiva es decir se van restando los números y es así como se puede saber en qué sentido se está girando el encoder. En realidad el diseño y el circuito para este enconder son bastante sencillos y da pocos problemas.
Encoderincremental
Para este encoder se complicaba un poco la situación ya que necesitamos que aparte de que tenemos que conocer la posición del encoder se debía tener un bit adicional para poder ir contado las vueltas que da el mismo.
Para este diseño se crearon las pistas como se muestra a continuación, de modo que se tienen dos pistas o dos trenes de pulso, mismos que nos servirá para saber en quésentido está girando nuestro encoder y un último bit que nos irá indicando cuantas vueltas va dando el encoder en dicha dirección. Se usaron los mismos sensores que en el encoder absoluto (pero sólo 3) y el mismo circuito de calibración para los mismos. El circuito de nuestro encoder es el que se muestra en la siguiente figura.
U3
S1 S2 S1 S1 S2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 I0/CLK I1 I2 I3 I4...
Proyecto 1: Encoder absoluto e incremental.
Instrumentación M.I. Axel Cisneros
Acevedo Valle Juan Manuel Lara Huerta Manuel Alejandro Minami Shiguematsu Yukitoshi Sánchez Monroy Tania Rebeca Taque Vázquez Julio
Facultad de ingeniería 10/09/2009
Introducción
Como ya vimos en clase podemos desarrollar dos tipos de encoders, básicamente el tipo de funcionamiento a primero orden esel mismo, ambos operan con Código Gray y se pueden implementar con electrónica para obtener, decodificar e interpretar las señales las señales que nos da el encoder. De modo que nuestro primer proyecto se basó en el diseño e implementación de un encoder absoluto y de otro incremental. A continuación se explicará de modo detallado el modo de operación y consideraciones tomadas para el proyectoentregado en clase.
Encoder absoluto
El objetivo de éste encoder era obtener las señales que nos daba y procesarlas de modo que fuera contando 4 bits en una vuelta y que de acuerdo a esto pudiéramos saber en que sentido estaba girando nuestro encoder y en qué posición estabas el mismo, ya que a finalizar la vuelta el registro era de 16, es decir hacía un recorrido por 16 posiciones
distintasque en términos de ángulos sería de 22.5° por cada cambio en el display. Se dibujaron las pistas como se muestra a continuación en un CD normal y se posicionaron 4 sensores infrarrojos de modo que por cada pista existiera un sensor que identificaría el cambio de bits en las mismas, se intentó que la distancia entre los sensores y el disco fuera mínima de modo que no se tuviera “ruido” debido aalgunos agentes externos. Lo segundo que se hizo fue conectar los sensores a un pequeño circuito de calibración, mismo que nos serviría para obtener una buena resolución en cuanto a las señales y poder establecer bien nuestros puntos de partida y de cambio de bits. Para los sensores se utilizó una tarjeta transductora cuyos componentes se muestran a continuación.
Las señales de los sensores seobtienen en código Gray de modo que se debe de convertir a binario natural o a decimal, nosotros elegimos el segundo paso por la facilidad en cuanto a
la lectura, o al menos es lo que pensamos que muchas veces así en una lectura rápida es más fácil ver los datos en decimal que en binario. El circuito de procesamiento y decodificación es el que se muestra a continuación.
Consta de 3 compuertasXOR [74LS86] que nos sirve para cambiar de Gray a binario natural, un decodificador [74LS48] que hace el cambio de binario a decimal para poder ponerlo en un display de 7 segmentos. Finalmente ya ubicada la posición 0 se calibraron los sensores y manualmente se daba vuelta al encoder. Además de que nosotros elegimos que cada caída de flanco fuera el cambio de bit para poder obtener una resoluciónde 1x. Cuando se está girando en sentido horario los bits se van sumando, es decir empieza la cuenta en 0, 1, 2…15 y cuando se gira en el sentido opuesto la cuenta es regresiva es decir se van restando los números y es así como se puede saber en qué sentido se está girando el encoder. En realidad el diseño y el circuito para este enconder son bastante sencillos y da pocos problemas.
Encoderincremental
Para este encoder se complicaba un poco la situación ya que necesitamos que aparte de que tenemos que conocer la posición del encoder se debía tener un bit adicional para poder ir contado las vueltas que da el mismo.
Para este diseño se crearon las pistas como se muestra a continuación, de modo que se tienen dos pistas o dos trenes de pulso, mismos que nos servirá para saber en quésentido está girando nuestro encoder y un último bit que nos irá indicando cuantas vueltas va dando el encoder en dicha dirección. Se usaron los mismos sensores que en el encoder absoluto (pero sólo 3) y el mismo circuito de calibración para los mismos. El circuito de nuestro encoder es el que se muestra en la siguiente figura.
U3
S1 S2 S1 S1 S2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 I0/CLK I1 I2 I3 I4...
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