Codificadores - Hardware
Nota
This section covers encoder hardware. For a software guide to encoders, see Codificadores - Software.
Encoders are by far the most common method for measuring rotational motion in FRC®, and for good reason - they are cheap, easy-to-use, and reliable. As they produce digital signals, they are less-prone to noise and interference than analog devices (such as potentiometers).
Tipos de codificadores
There are three main ways encoders connect physically that are typically used in FRC:
Estos codificadores varían en cómo son montados en el mecanismo en cuestión. En adición a este tipo de codificadores, algunos mecanismos de FRC vienen con codificadores de cuadratura integrados en el diseño.
There are also three main ways the encoder data is communicated that are typically used in FRC:
Nota
Some encoders may support more then one communication method
Shafted Encoders
Shafted encoders have a sealed body with a shaft protruding out of it that must be coupled rotationally to a mechanism. This is often done with a helical beam coupling, or, more cheaply, with a length of flexible tubing (such as surgical tubing or pneumatic tubing), fastened with cable ties and/or adhesive at either end. Many commercial off-the-shelf FRC gearboxes have purpose-built mounting points for shafted encoders.
Examples of shafted encoders:
On-shaft Encoders
On-shaft encoders couple to a shaft by fitting around it, forming a friction coupling between the shaft and a rotating hub inside the encoder.
Examples of On-shaft encoders:
AMT103-V available through FIRST Choice
Magnetic Encoders
Magnetic encoders require no mechanical coupling to the shaft at all; rather, they track the orientation of a magnet fixed to the shaft. While the no-contact nature of magnetic encoders can be handy, they often require precise construction in order to ensure that the magnet is positioned correctly with respect to the encoder.
Examples of magnetic encoders:
Quadrature Encoders
El término cuadratura se refiere al método por el cual el movimiento es medido/codificado. Un codificador de cuadratura produce 2 olas cuadradas, pulsos de 90 grados fuera de fase entre ellos como se ve en la imagen debajo:
Así, a través de los 2 canales, son 4 bordes en total por periodo (por lo tanto “cuadrante”). El uso de 2 pulsos fuera de fase permite la dirección de movimiento para ser inequívocamente determinada por cuál pulso lidera a otro.
As each square wave pulse is a digital signal, quadrature encoders connect to the digital input ports on the roboRIO.
Examples of quadrature encoders:
AMT103-V available through FIRST Choice
Quadrature Encoder Wiring
Quadrature Encoders, such as the E4T OEM Miniature Optical Encoder, can be wired to two digital input ports as shown above.
Index
Some quadrature encoders have a third index pin which pulses when the encoder completes a revolution.
Quaderature Encoder Resolution
Advertencia
Los acrónimos “CPR” y “PPR” son usados por fuentes variadas para denotar ambos bordes por revolución y ciclos por revolución, entonces el acrónimo solo no es suficiente para decir cuál de los 2 se entiende cuando se da un valor. Si hay dudas, consulta el manual técnico del codificador específico.
Como codificadores de medida rotatoria con pulsos digitales, la exactitud de la medida es limitada por el número de pulsaciones por las cantidades dadas de los movimientos rotatorios. Esto es conocido como la “resolución” de los codificadores y es tradicionalmente medido en una de las 2 formas diferentes: bordes por revolución o ciclos por revolución.
Los bordes por revolución se refieren al número total de transmisiones de alto a bajo o de bajo a alto a través de ambos canales por revolución del codificador de eje. Un periodo completo contiene cuatro bordes.
Ciclos por revolución se refiere al número total del periodo completo de ambos canales por revolución del codificador por eje. Un periodo completo es igual a un ciclo.
Así, una resolución expresada en bordes por revolución tiene un valor 4 veces mayor que la misma resolución expresada en ciclos por revolución.
En general, la resolución en su codificador en bordes por revolución debería ser un poco más fina que su más pequeño aceptable error en posicionamiento. Así, si usted quiere conocer el mecanismo más o menos un grado, debería tener un codificador con resolución algo más alta que 360 bordes por revolución.
Duty Cycle Encoders
Duty cycle encoders connect to a single digital input on the roboRIO. They output a pulse where the length of a pulse is proportional to the absolute position of the encoder.
Examples of duty cycle encoders:
Analog Encoders
Analog encoders connect to a analog input on the roboRIO. They output a voltage proportional to the absolute position of the encoder.
Examples of analog encoders: