Энкодер - История изменений

Пользователь в 21:15, 11 мая 2022

2022-05-11T21:15:25Z

Ангелина в 10:44, 1 июня 2021

2021-06-01T10:44:30Z

Ангелина в 10:42, 1 июня 2021

2021-06-01T10:42:41Z

Ангелина в 20:36, 31 мая 2021

2021-05-31T20:36:13Z

Ангелина: /* Устройство и виды энкодеров */

2021-05-31T20:22:47Z

Устройство и виды энкодеров

Ангелина: /* Абсолютные энкодеры устройство */

2021-05-31T08:34:10Z

Абсолютные энкодеры устройство

Ангелина: теоретическая часть: принцип работы энкодера, как он устроен и как работает

2021-05-31T08:33:39Z

теоретическая часть: принцип работы энкодера, как он устроен и как работает

Новая страница

'''Энкодер''' - устройство, преобразующее угол поворота вращающегося объекта (вала) в цифровые или аналоговые сигналы, позволяющие определить угол его поворота. Проще говоря, это датчик угла поворота - ДУП или преобразователь угловых перемещений.

Энкодеры применяются в разных системах точных перемещений, в промышленности (станкостроительные заводы); в роботостроении, измерительных устройствах, для которых важен точный учёт измерений вращения, поворота, наклона и угла. Также их применяют в автомобилестроении и компьютерной технике.

Принцип работы энкодера заключается в его передаче сигнала на вращающийся объект. При этом он позволяет увидеть угол поворота, направление, скорость и позицию.

== Устройство и виды энкодеров ==
Простыми словами, энкодер – это поворотный датчик. Самый обычный датчик оснащён ручкой, которая совершает поворот, как по часовой стрелке, так и против неё. От поворотного угла и направления зависит выдаваемый цифровой сигнал, который информирует либо о том, какое положение приняла ручка, либо её стороне поворота. Обычно у таких энкодеров ручка применяется ещё в виде кнопки.

Датчики поворотного угла подразделяют по следующим критериям:

* Принцип выдачи данных: инкрементный и абсолютный;
* Принцип работы: оптический, магнитный и механический;

=== Инкрементальные энкодеры принцип работы ===
'''Инкрементальные (пошаговые, накапливающие) энкодеры''' - англ. increment - увеличение. Выдают значение в момент совершения события - поворота вала. Можно узнать скорость, направление вращения, но нет нулевой отметки, а значит становится неизвестно количество оборотов (нужны дополнительные приспособления, например концевой выключатель)

=== Абсолютные энкодеры устройство ===

* '''Абсолютные (позиционные)''' '''энкодеры''' - выдают значения о точном расположении вала в независимости было перемещение или нет. Можно узнать скорость, направление вращения, и количество оборотов (есть нулевая отметка)

=== Оптические ДУПы ===
Они отличаются наличием диска из стекла с оптическим растром, закреплённого на валу. Во время вращения вала создаётся поток света, который впоследствии принимается фотодатчиком.

Абсолютный оптический датчик – это ДУП, в котором каждое положение вала имеет свой выходной цифровой код. Этот код является одним из основных параметров устройства. Данный датчик, как и инкрементный, вычисляет и закрепляет параметр движения оптического диска.

=== Магнитные ===
Магнитный энкодер регистрирует передвижение движущегося магнитного элемента, а именно его магнитных полюсов рядом с чувствительным элементом, переводя полученные данные в определённый сигнал.

=== Механические ===
Отличаются наличием диска, материал которого представлен диэлектриком, с нанесённым на него выпуклым или непрозрачным участком. В механической системе абсолютный угол считывается с помощью линейки переключателей/контактов, а в оптической с помощью линейки оптронов. Выходной сигнал представлен кодом Грея, позволяющим убрать неоднозначность интерпретируемого сигнала.

Недостаток механического энкодера представляет собой дребезжание контактов, зачастую приводящий к неверному подсчёту и выявлению направления движения. Оптический и магнитный энкодеры не имеют этой особенности.

== Параметры энкодеров ==
Первоначальный параметр любого ДУПа представлен числом импульсов, получаемых за совершение одного оборота (разрешение/разрядность). Зачастую этот параметр равен 1024 за один оборот.

Из других критериев можно выделить:

* Напряжение – от пяти до 24В;
* Вид вала – пустой, сплошной;
* Размер вала/отверстия;
* Вид выхода – транзисторный и другие;
* Размер корпуса;
* Вид крепления.

== Подключение ==
В самом лёгком варианте, если имеется возможность, выход преобразователя подключается к входу счётчика и программируется на параметр скорости.

Однако обычно преобразователь используют вместе с контроллером. К нему присоединяют интересующие выходы. Далее программа определяет положение/скорость/ускорение объекта. К примеру, устройство установлено на электродвигательном валу, перемещающем один элемент в сторону другого. После вычислений на устройстве вывода виден зазор между элементами, при достижении которого движение элементов останавливается, для обеспечения их сохранности.

@@ Строка 22: / Строка 22: @@
 === Инкрементальные энкодеры принцип работы ===
-'''Инкрементальные (пошаговые, накапливающие) энкодеры''' - англ. increment - увеличение. Оптический инкрементальный энкодер представляет собой тонкий диск с нанесенными на него чередующимися прозрачными и черными участками. Диск закреплен на валу двигателя, а на его краю размещается фото датчик. При вращении диска происходит последовательное перекрывание щели фото датчика. Получая такой сигнал, контроллер может определить скорость вращения диска и величину угла на который повернулся вал.
+'''Инкрементальные (пошаговые, накапливающие) энкодеры''' - англ. increment - увеличение. Оптический инкрементальный энкодер представляет собой тонкий диск с нанесенными на него чередующимися прозрачными и черными участками. Диск закреплен на валу двигателя, а на его краю размещается фотодатчик. При вращении диска происходит последовательное перекрывание щели фотодатчика. Получая такой сигнал, контроллер может определить скорость вращения диска и величину угла, на который повернулся вал.
 Недостаток таких энкодеров состоит в том, что нет нулевой отметки, а значит становится неизвестно количество оборотов, соответственно, нужны дополнительные приспособления, например концевой выключатель)[[Файл:75f445f395178c66bcd66bb84bf5c03f.jpg|мини|248x248пкс|Абсолютный энкодер|альт=]]
-=== Абсолютные энкодеры устройство ===
+===Абсолютные энкодеры устройство===
 Для устранения главного недостатка инкрементальных энкодеров - потеря позиции при выключении питания, был разработан '''абсолютный энкодер'''.
 Абсолютные (позиционные) энкодеры выдают значения о точном расположении вала в независимости было перемещение или нет. Диск с метками в этом энкодере устроен несколько сложнее. Начиная от края диска, на нем размещаются несколько слоев меток. Каждый слой отвечает за одну позицию в бинарном выходном коде. Для снятия сигнала с каждого слоя, напротив него размещается свой отдельный фото датчик. При этом, в каждом фиксированном положении диска, на выходе имеется строго уникальный бинарный код.
-== Параметры энкодеров ==
+==Параметры энкодеров==
 Первоначальный параметр любого ДУПа представлен числом импульсов, получаемых за совершение одного оборота (разрешение/разрядность). Зачастую этот параметр равен 1024 за один оборот.
 Из других критериев можно выделить:
-* Напряжение – от пяти до 24В;
+*Напряжение – от пяти до 24В;
-* Вид вала – пустой, сплошной;
+*Вид вала – пустой, сплошной;
-* Размер вала/отверстия;
+*Размер вала/отверстия;
-* Вид выхода – транзисторный и другие;
+*Вид выхода – транзисторный и другие;
-* Размер корпуса;
+*Размер корпуса;
-* Вид крепления.
+*Вид крепления.
-== Работа с энкодерами ==
+==Работа с энкодерами==
 [[Файл:Encoder kit-1-600x600.jpg|мини|245x245px|Оптический инкрементальный энкодер]]
 В нашем случае энкодер представляет собой простое устройство со светодиодом и фотоприемником. Фотоприемник срабатывает при засветке светодиодом, это происходит, когда в дополнительном колесе появляется отверстие, соответственно, мы можем посчитать скорость вращения колеса, зная количество отверстий в дополнительном колесе.
@@ Строка 50: / Строка 50: @@
 attachInterrupt(interrupt, function, mode)
-interrupt: номерпрерывания (int)
+interrupt: номер прерывания (int)
 function: функция, которую необходимо вызвать при возникновении прерывания; эта функция должна быть без параметров и не возвращать никаких значений. Такую функцию иногда называют обработчиком прерывания.

@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 [[Файл:36-1.jpg|мини|274x274пкс|Внешний вид простого энкодера с ручкой]]
-Из-за разных скоростей вращения колес робот может отклоняться в ту или иную сторону во время движения, это связано с тем, что моторы, используемые в наборе, могут немного отличаться. Это контролируется с помощью энкодеров, которые установлены на роботе.'''Энкодер''' - устройство, преобразующее угол поворота вращающегося объекта (вала) в цифровые или аналоговые сигналы, позволяющие определить угол его поворота. Проще говоря, это датчик угла поворота - ДУП или преобразователь угловых перемещений.
+Из-за разных скоростей вращения колес робот может отклоняться в ту или иную сторону во время движения, это связано с тем, что моторы, используемые в наборе, могут немного отличаться. Это контролируется с помощью энкодеров, которые устанавливаются на робот.
 Энкодеры применяются в разных системах точных перемещений, в промышленности (станкостроительные заводы); в роботостроении, измерительных устройствах, для которых важен точный учёт измерений вращения, поворота, наклона и угла. Также их применяют в автомобилестроении и компьютерной технике.

@@ Строка 7: / Строка 7: @@
 == Устройство и виды энкодеров ==
-[[Файл:Enkoder inkrementalny hy38-360-2s.jpg|мини|265x265пкс|Инкрементальный энкодер]]
+[[Файл:Encoderpin.png|слева|мини|244x244пкс]]
-Простыми словами, энкодер – это поворотный датчик. Самый обычный датчик оснащён ручкой, которая совершает поворот, как по часовой стрелке, так и против неё. От поворотного угла и направления зависит выдаваемый цифровой сигнал, который информирует либо о том, какое положение приняла ручка, либо о её стороне поворота. Такая ручка применяется еще в виде кнопки
+[[Файл:Encoder.jpg|мини|302x302пкс]]
 Датчики поворотного угла подразделяют по следующим критериям:
@@ Строка 14: / Строка 17: @@
 * Принцип выдачи данных: инкрементальный и абсолютный;
 * Принцип работы: оптический, магнитный и механический;
+[[Файл:Enkoder inkrementalny hy38-360-2s.jpg|мини|265x265пкс|Инкрементальный энкодер|альт=|слева]]
 === Инкрементальные энкодеры принцип работы ===
 '''Инкрементальные (пошаговые, накапливающие) энкодеры''' - англ. increment - увеличение. Оптический инкрементальный энкодер представляет собой тонкий диск с нанесенными на него чередующимися прозрачными и черными участками. Диск закреплен на валу двигателя, а на его краю размещается фото датчик. При вращении диска происходит последовательное перекрывание щели фото датчика. Получая такой сигнал, контроллер может определить скорость вращения диска и величину угла на который повернулся вал.
-Недостаток таких энкодеров состоит в том, что нет нулевой отметки, а значит становится неизвестно количество оборотов, соответственно, нужны дополнительные приспособления, например концевой выключатель)
+Недостаток таких энкодеров состоит в том, что нет нулевой отметки, а значит становится неизвестно количество оборотов, соответственно, нужны дополнительные приспособления, например концевой выключатель)[[Файл:75f445f395178c66bcd66bb84bf5c03f.jpg|мини|248x248пкс|Абсолютный энкодер|альт=]]
 === Абсолютные энкодеры устройство ===
 Для устранения главного недостатка инкрементальных энкодеров - потеря позиции при выключении питания, был разработан '''абсолютный энкодер'''.
@@ Строка 43: / Строка 42: @@
 == Работа с энкодерами ==
 [[Файл:Encoder kit-1-600x600.jpg|мини|245x245px|Оптический инкрементальный энкодер]]
-В нашем случае энкодер представляет собой простое устройство со светодиодом и фотоприемником. Фотоприемник срабатывает при засветке светодиодом, а это происходит, когда в дополнительном колесе появляется отверстие, таким способом можно посчитать скорость вращения колеса, зная количество отверстий в дополнительном колесе.
+В нашем случае энкодер представляет собой простое устройство со светодиодом и фотоприемником. Фотоприемник срабатывает при засветке светодиодом, это происходит, когда в дополнительном колесе появляется отверстие, соответственно, мы можем посчитать скорость вращения колеса, зная количество отверстий в дополнительном колесе.
-Работа с энкодерами осуществляется через внешние прерывания, на плате ArduinoUno внешние прерывания присутствуют только на двух выводах, это D2 и D3.
+Работа с энкодерами осуществляется через внешние прерывания. На плате ArduinoUno внешние прерывания присутствуют только на двух выводах, это D2 и D3.
 attachInterrupt(interrupt, function, mode)
@@ Строка 66: / Строка 65: @@
 == Подключение ==
-[[Файл:Rotary Encoder Arduino.png|мини|364x364пкс|Схема подключения энкодера к Ардуино]]
+[[Файл:Rotary Encoder Arduino.png|мини|423x423px|Схема подключения энкодера к ArduinoUNO|альт=]]
 В самом лёгком варианте, если имеется возможность, выход преобразователя подключается к входу счётчика и программируется на параметр скорости.
 Однако обычно преобразователь используют вместе с контроллером. К нему присоединяют интересующие выходы. Далее программа определяет положение/скорость/ускорение объекта. К примеру, устройство установлено на электродвигательном валу, перемещающем один элемент в сторону другого. После вычислений на устройстве вывода виден зазор между элементами, при достижении которого движение элементов останавливается, для обеспечения их сохранности.

@@ Строка 7: / Строка 7: @@
 == Устройство и виды энкодеров ==
-[[Файл:Encoder kit-1-600x600.jpg|мини|317x317пкс|Оптический инкрементальный энкодер]]
+[[Файл:Enkoder inkrementalny hy38-360-2s.jpg|мини|265x265пкс|Инкрементальный энкодер]]
 Простыми словами, энкодер – это поворотный датчик. Самый обычный датчик оснащён ручкой, которая совершает поворот, как по часовой стрелке, так и против неё. От поворотного угла и направления зависит выдаваемый цифровой сигнал, который информирует либо о том, какое положение приняла ручка, либо о её стороне поворота. Такая ручка применяется еще в виде кнопки
@@ Строка 17: / Строка 17: @@
 === Инкрементальные энкодеры принцип работы ===
 [[Файл:75f445f395178c66bcd66bb84bf5c03f.jpg|слева|мини|248x248пкс|Абсолютный энкодер]]
@@ Строка 41: / Строка 42: @@
 == Работа с энкодерами ==
 В нашем случае энкодер представляет собой простое устройство со светодиодом и фотоприемником. Фотоприемник срабатывает при засветке светодиодом, а это происходит, когда в дополнительном колесе появляется отверстие, таким способом можно посчитать скорость вращения колеса, зная количество отверстий в дополнительном колесе.
-Работа с энкодерами осуществляется через внешние прерывания, на плате ArduinoUnoвнешние прерывания присутствуют только на двух выводах, это D2 и D3.
+Работа с энкодерами осуществляется через внешние прерывания, на плате ArduinoUno внешние прерывания присутствуют только на двух выводах, это D2 и D3.
 attachInterrupt(interrupt, function, mode)
@@ Строка 64: / Строка 66: @@
 == Подключение ==
 В самом лёгком варианте, если имеется возможность, выход преобразователя подключается к входу счётчика и программируется на параметр скорости.
 Однако обычно преобразователь используют вместе с контроллером. К нему присоединяют интересующие выходы. Далее программа определяет положение/скорость/ускорение объекта. К примеру, устройство установлено на электродвигательном валу, перемещающем один элемент в сторону другого. После вычислений на устройстве вывода виден зазор между элементами, при достижении которого движение элементов останавливается, для обеспечения их сохранности.