Kvadratni enkoder - Goran Veljkovic 13138.doc

8/19/2019 Kvadratni enkoder - Goran Veljkovic 13138.doc

1/16

Sistemi za akviziciju podataka

Tema : Kvadratni enkoder

Student : Profesor :

Goran Veljković 13138 profdr !ranislav

Petrović

"sistent :

mr Goran #ikolić

septem$ar %&11


2/16

Sadr'aj :

Enkoder i pregled aplikacija

………………………………………………………. 3

Kako uraditi merenje enkoderom

……………………………………………… 6

Simulacija enkodera u LabView programskom jeziku ………..

………. 9

%


3/16

Enkoder i pregled aplikacija

(nkoder je elektro)me*ani+ki uredjaj koji mo'e da meri pomeraj i

poziciju Većina enkodera koristi opti+ke senzore koji daju elektri+ne si,nale u

vidu impulsa- koji se mo,u konvertovati u pomeraj- praac ili poziciju

!otacioni enkoderi se koriste za merenje rotaciono, pomeraja

osovine .i,ura 1 pokazuje osnovne komponente rotaciono, enkodera /n se

sastoji od 0( diode- diska i svetlosno, detektora koji se nalazi na suprotnoj

strani diska isk- u,radjen na rotirajuću osovinu- sadrzi providne i

neprovidne se,mente Kako disk rotira- neprovidna polja na disku $lokiraju

svetlost- a providna propu2taju /vakav rad ,eneri2e pravou,aone impulse

koji se mo,u konvertovati u poziciju ili pomeraj

(nkoderi o$icno sadrze od 1&& pa do &&& se,menta na disku

(nkoderi sa 1&& imaju rezoluciju od 3 stepeni dok sa &&& se,menata

poseduju rezoluciju od && stepeni

Linearni enkoderi rade po istom principu kao i rotacioni samo na

mesto rotaciono, diska imaju nepokretnu traku sa providnim i neprovidnim

se,mentima 0( detektor je montiran na pokretno telo

3


4/16

Figura 1. Komponente optičkog enkodera

(nkoder sa jednim redom impulsa ne $i $io upotre$ljiv zato 2to ne daje

pravac rotacije Kori2ćenjem enkodera sa dve trake sa se,mentima koji su

pozicionirane za 4& stepena van faze va izlazna kanala kvadratno,

enkodera daju uvidjaj u poziciju ali i pravac rotacije "ko " ide ispred ! disk

rotira u desno "ko ! vodi ispred " onda rotira u levo Kada pratimo i $roj

impulsa i faze si,nala " i ! mozemo da ocitamo i poziciju i pravac rotacije

Figura 2. Izlazni signali A i B kvadratnog enkodera

#eki kvadratni enkoderi sadr'e i treći izlazni kanal koji se naziva nulti

kanal ili referentni si,nal /n daje jedan impuls po rotaciji /n se koristi da se

precizno odredi referentna pozicija 5 većini enkodera- ovaj si,nal se naziva

6)terminal ili indeks

7


5/16

o sada smo razmatrali inkrementalni kvadratni enkoder sa jednim

izlazom /ni se tako nazivaju jer postoji samo po jedna 'ica jedan izlaz9 za

si,nale " i ! Takodje postoje i diferencijalni enkoderi- koji koriste po dve linije

za " i ! ve linije za " si,nal su " i "- odnosno za si,nal ! su ! i ! /vakvakon;,uracija se naziva protivtaktna jer sve +etri linije daju poznatu volta'u ili

& volti ili Vcc9 Kad je " na Vcc onda je " na & volti- i o$rnuto Kada se radi o

enkoderu sa jednim izlazom " moze $iti Vcc ili "


6/16

mera+ ili ;ni mera+ mo'e da prati poziciju u svakoj stopi To zna+i da se mo'e

namestiti $rzina ,ru$o, enkodera da napravi jedan kru, za celu du'inu od

stopa i $rzina ;no, enkodera da napravi jedan kru, za du'inu od 1 stope

Kako uraditi merenje enkoderom

a $i mo,li da merimo enkoderom moramo da posedujemo $roja+ #a

osnovu nekoliko ulaza- $roja+ daje vrednost koja predstavlja $roj ivica

prelaza od ni'e ka vi2oj ivici u talasnom o$liku9 Većina $roja+a ima tri

relevantna ulaza ) gejt" izor i gore#dole !roja+ $roji slu+ajeve koji se

javljaju na izvoru i u zavisnosti od linije ,ore?dole ili inkrementira $rojac ili ,a

dekrementira

.i,ura 3 prikazuje upro2ćenu verziju $oroja+a :

Figura 3. Uprošćena verzia !roača

(nkoder uo$i+ajeno ima = 'ica koje tre$a da se pove'u sa

instrumentom i u zavisnosti od enkodera- ove 'ice su razli+iti* $oja /ve 'ice

takodje mo'emo koristiti da o$ez$edimo struju enkoderu i za +itanje $- % ili &

si,nala

.i,ura 7 prikazuje ta$elu sa izlaznim pinovima za inkrementujući encoder :


7/16

Figura ". Izlazni pinovi inkrementnog enkodera

Sledeći korak je odredjivanje mesta konektovanja svake 'ice 5zimajućiu o$zir ,ore pomenuti $roja+- si,nal " se priklju+uje za izvor- +ineći ,a

si,nalom +iji se impulsi $roje Si,nal ! priklju+ujemo za ,ore?dole terminal- i

mozemo priklju+iti izvor napajanja od @=V A- u većini slu+ajeva di,italna

linija sa +ipa je dovoljna

Kada su ivice pre$rojane- sledeći koncept koji tre$a da postavimo je

kako da ove vrednosti pretvorimo u poziciju Taj proces zavisi od enkodera

koji je upotre$ljen 5 daljem tekstu upoznaćemo se sa tri osnovna tipaenkodiranja : '(" ') i '*

'( enkodiranje +

.i,ura = prikazuje kvadratni ciklus i rezultujući inkrement i dekrement

za B1 enkodiranje Kada linija " vodi ispred linije !- inkremetiranje se de2ava

na rastujućoj ivici linije " Kada linija ! vodi onda dekrementiranje se do,adja

na padajućoj ivici kanala "

Figura #. $1 enkodirane

') enkodiranje +

Csto pona2anje je i kod B% enkodiranja kao i kod B1 samo sto se $roja+

povećava i smanjuje na svakoj ivici kanala "- u zavisnosti koji od kanala vodi

Svaki ciklus rezultira u vidu ) inkrementa ili dekrementa- kao 2to se vidi na

;,uri

>


8/16

Figura %. $2 enkodirane

'* enkodiranje +

!roja+ se povećava ili smanjuje sli+no na svakoj od ivica kanala " i !a

li će se $roja+ povećati ili smanjiti zavisi koji od kanala vodi ispred dru,o,

Svaki ciklus rezultira u vidu * inkrementa ili dekrementa- kao 2to se vidi na

;,uri >

Figura &. $" enkodirane

Sada kad smo oda$rali tip enkodiranja i pre$rojali sve impulse-

konvertovanje u poziciju vr2i se jednom od sledeći* formula :

&a rotacionu poziciju +

!roj rotacija je :

# D $roj pulseva ,enerisan od strane enkodera po osovinskom okretanju

E D vrsta enkodiranja

8


9/16

&a linearnu poziciju +

Cznos pomeranja je :

PPC D impulsa po in+u parametar koji je karakteristi+an za svaki encoder9

Simulacija enkodera u LabView

programskom jeziku

LabView je razvijen od strane #ational Cnstruments)a kao platforma irazvojno okru'enje za vizuelno pro,ramiranje Svr*a ovakvo, pro,ramiranja

je automatizovanje ne samo merenja podataka vec i nji*ove o$rade

5 daljem tekstu prikazaćemo simulaciju kvadratno, inkrementalno,

enkodera u 0a$VieF pro,ramskom okru'enju

Pro,ramiranje u 0a$VieF se sastoji od dva osnovna dela- ,ront -anel

a i %lock /iagrama .ront Panel ili prednji deo predstavlja sam iz,led

instrumenta koji projektujemo !lock ia,ram je zadnji deo i predstavlja

koponente od koji* je sastavljen sam instrument

Prvo opisujemo iz,led i rad rotacionog enkodera :

Cz,led .ront Panela :

4


10/16

Izgled Front 'anela rota(ionog inkrementalnog enkodera

#a .ront Panelu mo'emo uo+iti ,ra;+ki prikaz dva si,nala koji su

pomereni za fazu od 4& stepeni Takodje vidimo i ,ra;+ki prikaz pomeraja i

simulirani iz,led rotaciono, enkodera Tu i pokazatelji $roja ivica za o$a

si,nala- $roj prtena enkodera i indikator providni* polja u zadnjem prstenu

)va pravougaona signala pomerena za *azu od +, stepeni

1&


11/16

-rački prikaz ugaonog pomeraa izra/en u stepenima

Cz,led !lock ia,ram)a :

Izgled Blo(k )iagram0a rota(ionog inkrementalnog enkodera

11


12/16

6a simulaciju dva pravou,aona si,nala koji predstavljaju impulsesvetlsno, detektora koristimo Si,nal $lokove :

Si,nal $lok moze da simulira $ilo koji tip si,nala i ima mo,ućnost

promene faze- amplitude i frekvence i u ovom slu+aju menjamo fazu u

zavisnosti u kom smeru se kreće osovina za koju merimo u,aoni pomeraj To

posti'emo preko prekida+a koji u zavisti da li je uklju+en ili isklju+en daje

jedan od dva uredjena para 1 H &-4&9 ili % H 4&-&9 #a slici mo'emo da

uo+imo dve diode koje se pale kada nji*ov si,nal dosti,ne jedinicu- 2to im

omo,ućava da simuliraju prozirna polja

1%


13/16

imula(ia signala enkodera

a $i mo,li da iz$rojimo sve ivice o$a si,nala jer koristimo B7

enkodiranje koristimo sledeće $lokove :

Tri,er and Gate $lok slu'i za okidanje svaki put kada se javi rastuća

ili opadajuća ivica /vi okidajući si,nali zatim prolaze kroz $lok Statistics koji

i* uz pomoć dva dodatna $loka za konverziju pretvara u jedinice koje se

zatim sa$iraju sa pred*odnim rezultatom iz$rojeni* ivica

!roj iz$rojeni* ivica u svakom trenutku mo'emo da pratimo na indikatoru

!roj prstena enkodera u svakom trnutku mo'emo da menjamo sto

nam daje veću ili manju rezoluciju merenja

6a izra+unavanje rotaciono, pomeraja koristimo poznatu formulu

ranije navedenu i nju realizujemo preko Aase strukture u zavisnosti u kom

smeru se osovina +iji pomeraj merimo okreće

13


14/16

Aase struktura ima tri ulaza :

1 Predstavlja z$ir ivica o$a si,nala

% !roj prstena enkodera pomoću +e,a ra+unamo $roj providni* polja uposledenjem prstenu

3 Treći ulaz predstavlja prekida+ kojim $iramo smer kretanja osovine :

a "ko je prekida+ uklju+en smer kretanja je u desno

$ Csklju+en prekida+ ozna+ava smer kretanja u levo

6a ,ra;+ki prikaz u,aono, pomeraja koristimo Grap*ic eter itakodje pomeraj prikazujemo $roj+ano :

17


15/16

Cz,led i rad linearno, enkodera :

Izgled Front 'anela linearng inkrementalnog enkodera

Simulacija linearno, enkodera od simulacije rotaciono, enkodera

razlikuje se samo u Aase strukturi ,de je implementirana formula za

ra+unanje linearno, pomeraja umesto rotaciono,

Aase struktura ima tri ulaza :

1=


16/16

1 Predstavlja z$ir ivica o$a si,nala

% PPAm H Predstavlja $roj pulsa po centimetru karakteristi+an za svaki

enkoder9

3 Treći ulaz predstavlja prekida+ kojim $iramo smer kretanja osovine :

a "ko je prekida+ uklju+en smer kretanja je u desno

$ Csklju+en prekida+ ozna+ava smer kretanja u levo

ase struktura linearnog pomeraa za smer kazalke na satu

1

Documents

Kvadratni enkoder - Goran Veljkovic 13138.doc