Приветствие гостям сайта!

Приветствуем гостей! Пользователи которые зарегистрированы, имеют больше возможностей.
Категории сайта выполнены в виде картотеки. Для компактности и большего удобства.
Чтобы открылось меню с разделами, щелкните мышкой по имени категории.
Например, ниже щелкните мышкой по Товары для быта. И сможете увидеть наименования разделов и подразделов с темами.

Автор: Ermak Тема: По энкодерам  (Прочитано 4180 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
По энкодерам
« : 19 Апрель 2016, 12:26:55 »
Энкодер — это устройство преобразующее линейное или угловое перемещение в последовательность сигналов, позволяющих определить величину перемещения.
Т.о. можно выделить линейные и поворотные энкодеры.

Поворотный энкодер (иначе — датчик угла поворота) — устройство, преобразующее угол поворота вращающегося объекта (вала) в электрические сигналы, позволяющие определить этот угол.
Датчики угла поворота широко применяются в автоматике (например — в сервоприводах).

Энкодеры бывают двух типов:
1. абсолютный — энкодер возвращает своё абсолютное положение.
Пример: переменный резистор в сервомашинке.
2. инкрементный — энкодер выдаёт импульсы, означающие изменение его положения
Пример: энкодер используемый на колёсике компьютерной мышки.

Кроме того, энкодеры различаются по принципу действия:
1) с щеточными контактами;
2) резисторные (потенциометры);
3) оптические;
4) магнитные (на датчиках Холла);
5) индуктивные;
6) ёмкостные.

Пример использования магнитного энкодера мы видели у робота-пылесоса Neato XV-11,

— на валу двигателя закреплён пластиковый диск с магнитиками, на которые реагирует датчик Холла.
А стандартный оптический энкодер мы можем наблюдать у роботов-пылесосов iRobot Roomba 400-серии (iRobot Create),

или в компьютерных мышках.

Принцип действия оптического энкодера:

направленный на фотодетектор, луч света периодически прерывается диском со специальными прорезями, вращающимся на валу двигателя/колеса.

В любительской робототехнике, наибольшее распростронение получили именно оптические энкодеры, которые могут быть либо в виде диска со специальными прорезями/щелями (или прозрачный диск с непрозрачными штрихами), либо в виде диска/ленты с областями с разной отражающей способностью.

Т.о., оптические энкодеры работают по двум принципам:
* на просвет;
* на отражение.

В обоих случаях, фотоприёмник, фиксирует переход от одной области к другой и энкодер может сгенерировать импульс, инкрементирующий «счётчик положения».

Так же, можно разделить энкодеры по типу считываемой информации:

* Одиночный энкодер — считаем количество импульсов

Плюсы:
+ самый простой и доступный вариант энкодера (только один датчик — излучатель+приёмник).

Минусы:
— ошибки инициализации (при старте системы, не ясно в каком положении находтся энкодер);
— ошибки при подсчете импульсов на границах ( возможны ложные срабатывания из-за «дребезга»;
— невозможность определить направление движения.

* Сдвоенный (квадратурный) энкодер — считаем количество импульсов, учитывая направление.

Разновидность инкрементального энкодера, которая состоит из двух датчиков срабатывающих со смещением в полшага, что позволяет практически полностью гарантировать отсутствие ложных срабатываний на границе одного из энкодеров.

Плюсы:
+ относительная простота реализации (два датчика);
+ отсутствие ошибок при подсчете импульсов;
+ возможно определить направление вращения.

Минусы:
— ошибки инициализации (при старте системы, не ясно в каком положении находимся).

* Энкодер на двоичных кодах — позволяет считывать точное положение в каждый момент времени.

Плюсы:
+ отсутствие ошибок инициализации (при старте системы, ясно в каком положении находимся);
+ нет ошибок при подсчете импульсов, т.к. такой задачи просто нет;
+ возможно определить направление вращения.

Минусы:
— относительная сложность реализации (несколько датчиков);
— проблемы с граничными положениями (если меняется одновременно более 1 бита, то можно временно получить некорректное положение);
— ограничения в разрешающей способности (для большей точности требуется больше каналов).

* Энкодер на кодах Грэя — позволяет считывать точное положение в каждый момент времени.

Плюсы:
+ отсутствие ошибок инициализации (при старте системы, ясно в каком положении находимся);
+ отсутствие ошибок при подсчете импульсов на границах;
+ возможно определить направление вращения;
+ отсутствие проблемы с граничными положениями (одновременно меняется не более 1 бита).

Минусы:
— относительная сложность реализации (несколько датчиков);
— ограничения в разрешающей способности (для большей точности требуется больше каналов).

Для самостоятельного изготовления энкодера потребуются:
1. диск с прорезями (можно изготовить самостоятельно — например, травлением) или найти готовый (например, в компьютерной мышке)), а можно наоборот — распечатать на плёнке для принтеров чёрные штрихи по кругу или диск с контрастным рисунком (просто распечатать на бумаге и приклеить к диску или колесу)

2. фото-датчик (светодиод + фото-приёмник).

Для энкодеров «на отражение» можно использовать фотопрерыватель (photo-interrupter), который в одном корпусе содержит оба элемента.

различные варианты паттернов энкодеров:

Пример энкодера в колесе от Pololu

На плате стоят фотопрерыватели, фиксирующие отражённый сигнал от белых зубцов внутри колеса.

Ссылки:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Датчик_угла_поворота
http://roboforum.ru/wiki/Энкодеры
http://ru.wikipedia.org/wiki/Код_Грея
Building a Self-Balancing Robot: Motor Driver and Wheel Encoder

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #1 : 19 Апрель 2016, 12:31:13 »
По софту

Вот нашел программу для создания дисков для энкодеров. Очень редкая забирайте пока лежит.




http://freecoderdownload.blogspot.com/2009/01/encoder-designer-software.html

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Еще такой вариант получения диска энкодера.

сегодня печатал на пленке диск на лазернике, получилось отменное качество.
вобщем технология такая. в архиве файлы,выбираете любой, не пугайтесь расширения,это пост скрипт им пользуются в типографии (тот же вектор). открываете текстовым редактором,находите следующее
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%--Encoder Wheel Configuration--
/OuterDiameter 40 mm def % The outer diameter of the encoder wheel.
/Segments 100 def % The total number of segments
/PhaseDifference .25 def % The phase difference between the two tracks .
/SegmentWidth 5 mm def % The distance from the inside of the segments
/ShaftDiameter 8 mm def % The inner diameter of the wheel.
я думаю тут понятно должно быть все :)
исправляете как надо
далее открываете или в Adobe photoshop или Pdf исмотрим что получилось.
я открывал в corel, тыкаете на файл,открыть с помощью....., выскочит окно "открыть текст" тыкаете "как кривые"
там будет 12-ть дисков,выбираете с наилучшим качеством(если на пленке печатаете) и усе



Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #2 : 19 Апрель 2016, 12:39:24 »
Вот вам рекомендации от Константина


Цитировать
Недавно экспериментировал с изготовлением дисков для энкодера, материал диска нержавейка (не известной марки) толщиной 0.1мм, травил в разогретом хлорном железе, время травления около 1-го часа. Тестовый диск получился на 90 рисок, что дает 360 позиций на оборот. В работе еще не проверял, нужно изготовить ступицу, но как обычно нет времени.

Как вариант можно попробовать печатать диск на прозрачной пленке, а потом ламинировать со стороны печати, получится достаточно защищенный бутерброд, но опять же нужно надежное крепление на валу движка, желательно зажимать диск с двух сторон, чтобы он не коробился и не цеплял датчик.

Вот что получилось:

Видео работы

http://youtu.be/TI2CZJ2SERo

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #3 : 19 Апрель 2016, 12:50:10 »
Ну и схема от Константина

Цитировать
Схема в приложенном архиве, там всего 3 резистора, R1 и R2 порог срабатывания триггеров U1:A и U1:B,(подбирал при помощи осциллографа, верхняя и нижняя ступеньки на выходе триггера должны быть примерно одинаковой длинны) резистор R3 служит для ограничения тока светодиода, в моем случае это 15ma (по DataSheet-у 20ma).

Расчетные параметры диска такие:   ширина  прорези 0.4 мм, длина прорези 1.3мм, ширина затемняющего участка 0.6 мм. 

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #4 : 19 Апрель 2016, 12:59:48 »
Также диск изготавливают и из пленки от Константина.

Цитировать
Сегодня провел эксперимент с диском энкодера напечатанным на прозрачной пленке, как ни странно, работает точно так же как и металлический а изготавливается за пять минут!!!
Пленка “LOMOND LASER FILM” принтер “SAMSUNG CLP-315”.
Единственная проблемка в проделывании крепежных отверстий в пленке.

http://youtu.be/OVgjvHHdvTU

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #5 : 23 Апрель 2016, 17:01:52 »

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #6 : 03 Май 2016, 11:17:14 »
Попытка убить диск энкодера

http://youtu.be/zO3BPf3ujRU

Оффлайн ALViktor

  • Спонсоры
  • Вновь прибывший
  • ***
  • Сообщений: 25
  • Карма: +0/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #7 : 12 Февраль 2017, 23:54:58 »
По софту

Вот нашел программу для создания дисков для энкодеров. Очень редкая забирайте пока лежит.




http://freecoderdownload.blogspot.com/2009/01/encoder-designer-software.html

--------------------------------------------------------------------------------------------------------


Что то не работает программа. Пишет неверный параметр, при нажатии Draw

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #8 : 13 Февраль 2017, 10:20:20 »
Вместо десятичной точки во всех цифрах нужно ставить запятую.

Оффлайн Крутой Бобер

  • Особо одаренные
  • Вновь прибывший
  • *
  • Сообщений: 68
  • Карма: +0/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #9 : 13 Февраль 2017, 12:42:53 »
десятичный разделитель, точка или запятая зависит от настройки ОС. Программа отличная работает и при точке.

Оффлайн Ermak

  • Обзорщик
  • Постоялец
  • *****
  • Сообщений: 4 145
  • Карма: +14/-0
Re: По энкодерам
« Ответ #10 : 30 Сентябрь 2017, 11:31:23 »
Кто сам делает энкодер для своего сервоконтролера.
Думаю пригодится.
различные энкодеры