bộ mã hóa vòng quay Wanchendoff và cách đọc thông số

Encoder (bộ mã hóa vòng quay) là một phần tử được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động, hay đơn giản như gắn trong bánh xe hơi để báo vận tốc. HTP Tech là đại lý phân phối bộ mã hóa vòng quay Wachendoff

Khái niệm : Encoder Là 1 loại cảm biến vị trí, đưa ra thông tin về góc quay dưới dạng số mà không cần bộ ADC. Encoder quay quang còn được gọi là bộ mã hóa vòng quay.

A.               ENCODER QUAY QUANG

 Cấu tạo cơ bản của 1 encoder quay quang: Đĩa quay được xẻ rãnh gắn vào trục. - Một nguồn sáng và 1 tế bào quang điện bố trí thẳng hàng. - Mạch khuếch đại.

Nguyên lý làm việc của bộ mã hóa vòng quay: là khi đĩa quay, diode thu tín hiệu tắt khi đĩa ở vị trí che khuất tín hiệu phát sáng từ diode phát và ngược lại, tạo ra một chuỗi xung báo về bộ phận xử lý.

Ứng dụng của bộ mã hóa vòng quay Wachendoff:  Trong các bài toán đo tốc độ động cơ. Xác định khoảng dịch chuyển của đối tượng thông qua xác định số vòng quay của trục... Ứng dụng rỗng rãi trong nhiều lĩnh vưc: Robot, máy công cụ,hàng không vũ trụ, …

Encoder thường có 6 dây (hoặc 4 dây tùy loại ) bao gồm 2 dây nguồn ,2 dây tín hiệu A và B và dây pha Z.2 dây tín hiệu A và B cho phép bạn xác định số vòng quay của động cơ ,vận tốc và chiều quay của động cơ.

Để lập trình xử lý tín hiệu encoder ,bạn có thể nối 2 dây tín hiệu A và B vào 2 chân timer hoặc ngắt ngoài của vi điều khiển,thiết lập vi điều khiển ở chế độ counter ,vi điều khiển sẽ đếm xung từ Encoder.

Trong các servo motor luôn có mặt bộ Encoder để báo vận tốc về servo driver. Nếu mất xung PG, servo driver sẽ không hoạt động.

B.               ENCODER TUYỆT ĐỐI

Cấu tạo - Một đĩa quay được mã hóa theo các rãnhđồng tâm. - Đầu đọc: gồm các tia sáng và các tế bào quang điện. Mỗi tia sáng riêng biệt được chiếu đến từng rãnh cho từng tế bào quang điện. Mỗi tế bào quang điện đưa ra 1 bít cho đầu ra số. Ví dụ: đĩa có 8 rãnh đồng tâm thì đầu đọc có 8 tia sáng riêngbiệt và 8 tế bào quang điện. Đầu ra là đầu ra số 8 bít.

Độ phân giải Độ phân giải của encoder phụ thuộc vào số bit đầu ra. Ví dụ: 4 bit -> 24 = 16 vùng => độ phân giải: 22,50 8 bit -> 28= 256 vùng => độ phân giải: 1,40 10 bit -> 210=1024 vùng => độ phân giải: 0,350 3. Ưu, nhược điểm Ưu điểm: Thông tin vị trí là đầu ra số và là giá trị tuyệt đối. Giữ được giá trị góc tuyệt đối khi mất nguồn. Nhược điểm: Giá thành cao vì chế tạo phức tạp, đọc tín hiệu ngõ ra khó.

Cách đọc thông số của bộ mã hóa vòng quay Wachendoff  Ví dụ:Encoder EP50

Để đạt dược độ phân giải khác nhau thì có đấu dây theo tài liệu kỹ thuật đi kèm của encoder.

Cách phương pháp mã hóa các đĩa quay a. Mã nhị phân trực tiếp (Binary) - Bit có trọng số bé nhất LSB nằm ngoài cùng. - Bit có trọng số lớn nhất MSB nằm trong cùng.

Note: Khi sử dụng mã nhị phân trực tiếp, nếu không được chỉnh định đúng, nó có thể đưa ra dữ liệu hoàn toàn sai lệch.Giải pháp chống hiện tượng trên là sử dụng mã Gray. b. Mã nhị phân phản xạ (Gray) - Không có trọng số - Hai vùng bất kỳ liên tiếp chỉ khác nhau 1 bit.

Trong trường hợp xấu nhất, sai số lớn nhất giữa 2 vùng không bao giờ lớn hơn 1 bit. 9 Bi * 2i Giatri (dec ) i0 6. Cách đọc encoder tuyệt đối Mã binary 9 Bi * 2i Giatri ( dec ) i0 Mã Gray Sử dụng thuật toán chuyển mã Gray thành mã nhị phân BEGIN: set B0 through B9 = 1 B9 = G9 IF B9 = G8 THEN B8 = 0 IF B8 = G7 THEN B7 = 0 IF B7 = G6 THEN B6 = 0 IF B6 = G5 THEN B5 = 0 IF B5 = G4 THEN B4 = 0 IF B4 = G3 THEN B3 = 0 IF B3 = G2 THEN B2 = 0 IF B2 = G1 THEN B1 = 0

IF B1 = G0 THEN B0 = 0 DONE 7. Lập trình và mô phỏng

C.               ENCODER XUNG

Cấu tạo - Một đĩa xẻ rãnh được gắn trêntrục. - Đầu đọc gồm 1 - 3 bộ thu phátquang. - Đầu ra là xung vuông

Độ phân giải Phụ thuộc rãnh trên 1 vòng. Ví dụ: có loại 100 P/R, 360 PR,1000P/R, 3600P/R… 3. Ưu, nhược điểm Ưu điểm: Đầu ra dạng xung, nên trong các hệ thống điều khiển số không cần bộ chuyển đổi ADC. Dễ sử dụng,dễ đọc tín hiệu. Nhược điểm: Có thể cần mạch giải mã và mạch đếm. Không lưu đươc giá trị khi bị mất điện.

Cách đọc thông số của bộ mã hóa vòng quay Wachendoff  tuyệt đối

Ví dụ: Encoder LS Mecapion (Metronix) S50 Xác định các đầu dây của encoder - Đối với mỗi loại encoder thường có tài liệu kỹ thuật đi kèm chỉ rõ các màu dây tương ứng với các tín hiêu. - Tuy nhiên, với 1 số encoder cũ hoặc các mắt đọc encoder rời, phân biệt các dây như sau: Các dây đó thường có 4 màu : Đỏ trắng vàng xanh + Dây đỏ là dây cấp 5V + Dây xanh là GND + Dây trắng, dây vàng là kênh A và B . Hai dây này ngược pha nhau 90 độ .

Các loại Encoder xung a. Loại 1 kênh - Vị trí được xác định dựa vào số xung đế m được.Mỗi xung ứng với 1góc cho trước - Sử dụng cặp thu phát quang thứ 2 để xác định điểm chuẩn . - Không xác định thông tin về hướng .

b. Encoder xung 2 kênh - Thường có kênh A ( V1); kênh B(V2); và kênh Z ( điểm chuẩn ) - CCW : Khi V2 chuyển từ 1 xuống 0 thì V1 ở mức cao. - CW : Khi V2 chuyển từ 1 xuống 0 thì V1 ở mức thấp.

Cách mạch ứng dụng sử dụng encoder xung 1.Sử dụng encoder 1 kênh , cần kết hợp với tín hiệu Directon từ bộ điều khiểnwww.hoangthienphat.com