Charakterystyka enkoderów inkrementalnych

Inkrementalne enkodery obrotowe generują impuls w momencie, gdy wał obraca się o określony kąt. Liczba impulsów na obrót jest definiowana przez rozdzielczość urządzenia. Enkodery inkrementalne nie dostarczają informacji o pozycji bezwzględnej, dzięki czemu komponenty elektroniczne, użyte do ich konstrukcji, są dużo prostsze i bardziej ekonomiczne.
Poza śledzeniem bieżącej pozycji, enkodery inkrementalne często są wykorzystywane do określania prędości kątowej. Sama pozycja obliczana jest na podstawie znanej pozycji początkowej i ilości zliczonych impulsów. W konsekwencji, prędkość to ilość zliczonych impulsów w funkcji czasu.

Zasada działania

Inkrementalne enkodery obrotowe dostarczają informacji w postaci sygnału szeregowego. W związku z tym, jeden czujnik musi być podłączony do jednego sterownika.

Enkodery inkrementalne posiadają przynajmniej 1 kanały wyjściowy "A", choć z reguły są to przynajmniej 2 kanały „A" oraz „B". Te dwa sygnały są przesunięte względem siebie o 90°, co umożliwia określenie kierunku obrotu wału. W zależności od wewnętrznej konstrukcji i koncepcji producenta, jeden z sygnałów zawsze wyprzedza drugi i to, który narasta pierwszy, pozwala określić czy kierunek obrotu jest zgodny czy przeciwny do ruchu wskazówek zegara.

Trzeci typ kanału to obecny w niektórych urządzeniach sygnał "Z". Na każdy obrót wału, a więc przepełnienie stosu pamięci wynikającego z rozdzielczości enkodera, na wspomnianym kanale pojawia się logiczna „1". Pozwala to na zachowanie punktu referencyjnego w tym samym miejscu.

W celu zapewnienia, że nie występują błędy w transmisji danych, niektóre modele enkoderów inkrementalnych dysponują sygnałami oznaczanymi jako "/A", "/B" i "/Z". Są to negacje kanałów „A", „B" i „Z". Sterowniki porównują odpowiadające sobie kanały i określają czy komunikacja przebiega poprawnie. Wykorzystanie do przesyłania danych kabla ze skrętki dodatkowo eliminuje wpływ wzajemnych zakłóceń elektromagnetycznych, co poprawia jakość transmisji.

Typowy przebieg sygnału enkodera inkrementalnego

Parametry enkoderów

Rozdzielczość

Inkrementalny enkoder obrotowy przesyła ściśle okresloną ilość impulsów na każdy obrót. Im wyższa jest ta liczba, tym mniejszy kąt wywołuje powstanie impulsu. W standardowych enkoderach inkrementalnych wartość ta jest przypisana do konkretnego urządzenia, natomiast w enkoderach programowalnych ustawiana jest ona w oprogramowaniu.

Rodzaj wyjścia

Na dzień dzisiejszy najbardziej rozpowszechnione rodzaje wyjść to Push-Pull (HTL) oraz standard RS422 (TTL). Wyparły one takie rozwiązania jak wyjście z otwartym kolektorem NPN, PNP oraz wyjście napięciowe.

• Push-Pull (HTL): obwody Push-Pull (HTL) utrzymują na wyjściu poziom sygnału proporcjonalny do napięcia zasilania. Standardowo wynosi ono od 8 do 30 VDC. Przy odpowiednim podłączeniu można wykorzystać interfejs Push-Pull do zastąpienia układów z otwartym kolektorem.
  

  
  Układ Push-Pull

• RS422 (TTL): układy RS422 (TTL) zapewniają stały sygnał na poziomie 5 V, niezależny od napięcia zasilania. W tym standardzie dostępne są dwa przedziały zasilania: od 4.75 do 5.5 VDC (zastępujące układy z otwartym kolektorem) lub od 8 do 30 VDC. Wyjście to jest w pełni kompatybilne ze standardem RS422 poprzez różnicowe przesyłanie sygnałów. Zapewnia również najwyższą częstotliwość odpowiedzi układu i doskonałą odporność na zakłócenia.
  

  
  Układ TTL

Zastępowanie starszych układów z otwartym kolektorem

1) Otwarty kolektor PNP

Zastępowanie układu OC PNP; Od lewej: układ enkodera, układ sterownika

2) Otwarty kolektor NPN

Zastępowanie układu OC NPN; Od lewej: układ enkodera, układ sterownika

Enkodery programowalne

Standardowe enkodery inkrementalne są konfigurowane w zakładzie produkcyjnym, zgodnie z wytycznymi klienta. Jednakże, jeśli zmianie ulegną wymagania co do parametrów układu sterowania takie urządzenie staje się bezużyteczne. Zmiana kluczowych właściwości enkoderów jest możliwa przy wykorzystaniu enkoderów programowalnych. Modyfikacja oprogramowania przy pomocy programatora pozwala na ustalenie:

• standardu wyjścia Push-Pull (HTL) lub RS422 (TTL),

• ilości impulsów na obrót,

• kierunku zliczania impulsów.

Programowalność to cecha bardzo istotna i ceniona przez dystrybutorów, integratorów systemów oraz projektantów maszyn, ponieważ pozwala na ograniczenie potrzebnej przestrzeni magazynowej. Dzięki niej istnieje możliwość utrzymywania niewielkiej ilości modeli w "standardowych" wariantach mechanicznych i dostosowywanie parametrów do konkretnych aplikacji.

Powiązane artykuły

• Promocja - enkodery programowalne!

• Programowalne enkodery inkrementalne

• Dlaczego warto wybrać enkoder programowalny?

• Jak zaprogramować parametry enkodera?

WIĘCEJ INFORMACJI:

www.apautomatyka.pl
tel.: +48 67 357 10 80
biuro@apautomatyka.pl

PROFIL FIRMY AP Automatyka:
systemy pomiarowe * automatyka przemysłowa * elektronika * pomiar wilgotności * pomiar temperatury * pomiar dwutlenku węgla * pomiar ciśnienia * siłowniki elektryczne * urządzenia do stref EX * pomiar aktywności wody* enkodery absolutne (optyczne i magnetyczne) * enkodery inkrementalne (magnetyczne) * czujniki przechyłu (inklinometry) * linkowe czujniki drogi (enkodery linkowe) * akcesoria do czujników