Encodeurs
Note
Cette section traite des encodeurs. Pour un guide logiciel sur les encodeurs, voir Encodeurs - Partie logicielle.
L’usage d’encodeurs est de loin la méthode la plus courante pour mesurer le mouvement de rotation en FRC®, et pour cause - ils sont bon marché, faciles à utiliser et fiables. Lorsqu’ils produisent des signaux numériques, ils sont moins sujets au bruit et aux interférences que les appareils analogiques (tels que les potentiomètres).
Types d’encodeurs
En FRC, il existe trois principales façons de brancher physiquement les encodeurs.
Ces encodeurs varient dans la façon dont ils sont montés sur le mécanisme en question. En plus de ces types d’encodeurs, de nombreux mécanismes FRC sont livrés avec des encodeurs en quadrature intégrés dans leur boîtier.
Il existe également trois manières principales de communiquer les données de l’encodeur en FRC:
Note
Certains encodeurs peuvent prendre en charge plusieurs méthodes de communication.
Encodeurs à arbre
Les encodeurs à arbre ont un corps scellé avec un arbre qui en sort et qui doit être couplé en rotation à un mécanisme. Cela se fait souvent avec un couplage de faisceau hélicoïdal, ou, à moindre coût, avec une longueur de tubes flexibles (tels que les tubes chirurgicaux ou tubes pneumatiques), fixé avec des attaches de câble et/ou adhésif à chaque extrémité. De nombreuses boîtes de vitesses FRC commerciales ont des points de montage spécialement conçus pour les encodeurs à arbre.
Exemples d’encodeurs à arbre:
Encodeurs sur arbre
Les encodeurs sur arbre sont couplés à un arbre en s’ajustant autour de celui-ci, formant un accouplement à friction entre l’arbre et un moyeu rotatif à l’intérieur de l’encodeur.
Exemples d’encodeurs sur arbre:
AMT103-V disponible via FIRST Choice
Encodeurs magnétiques
Les encodeurs magnétiques ne nécessitent aucun accouplement mécanique à l’arbre; ils suivent plutôt l’orientation d’un aimant qui est fixé à l’arbre. Bien que la nature sans contact des encodeurs magnétiques puisse être pratique, ils nécessitent souvent une construction précise afin de s’assurer que l’aimant est correctement positionné par rapport à l’encodeur.
Exemples d’encodeurs magnétiques:
Encodeurs à quadrature
Le terme « quadrature » fait référence à la méthode par laquelle le mouvement est mesuré / codé. Un codeur en quadrature produit deux impulsions carrées qui sont déphasées de 90 degrés l’une par rapport à l’autre, comme le montre l’image ci-dessous:
Ainsi, sur les deux canaux, il y a quatre « fronts » totaux par période (d’où « quad »). L’utilisation de deux impulsions déphasées permet de déterminer sans ambiguïté la direction du mouvement en déterminant quelle impulsion « est en avance » sur autre.
Comme chaque impulsion d’onde carrée est un signal numérique, les encodeurs en quadrature se connectent aux ports entrée numérique du roboRIO.
Exemples d’encodeurs à quadrature:
AMT103-V disponible via FIRST Choice
Câblage d’un encodeur à quadrature
Les encodeurs en quadrature, tels que l”encodeur optique miniature OEM E4T, peuvent être câblés à deux ports d’entrée numériques, tel qu’indiqué ci-dessus.
Index
Certains encodeurs en quadrature ont une troisième broche d’index qui émet une impulsion lorsque l’encodeur effectue un tour.
Résolution de l’encodeur à quadrature
Avertissement
Les acronymes « CPR » et « PPR » sont utilisés indifféremment par plusieurs sources pour désigner les deux fronts de montée par révolution (PPR = Pulses per Revolution) et les cycles par révolution (CPR = Cycles per Revolution), de sorte que l’acronyme seul ne suffit pas pour dire ce que le nombre associé à la valeur représente « dans la vraie vie ». Il est préférable de se fier à la documentation technique de chaque encodeur pour obtenir l’information souhaitée.
Comme les encodeurs mesurent la rotation avec des impulsions numériques, la précision de la mesure est limitée par le nombre d’impulsions pour un angle donné, ou une rotation complète. C’est ce que l’on appelle la «résolution» de l’encodeur, et elle est traditionnellement mesurée de deux manières différentes: fronts par tour ou cycles par tour.
Le terme Fronts par révolution fait référence au nombre total de transitions (soit du haut vers le bas, ou bas vers le haut) sur les deux canaux, pour un tour complet de l’arbre de l’encodeur. Une période complète contient quatre fronts, et un tour contient plusieurs périodes.
Le terme Cycles par tour fait référence au nombre total de périodes complètes des deux canaux par tour de l’arbre de l’encodeur. Une période complète est un cycle.
Ainsi, une résolution indiquée en fronts par tour a une valeur quatre fois supérieure à la même résolution indiquée en cycles par tour.
En général, la résolution de votre encodeur en fronts par révolution doit être supérieure à la plus petite erreur acceptable de positionnement. Ainsi, si vous voulez obtenir une précision angulaire de plus ou moins un degré dans un mécanisme, vous devriez utiliser un encodeur avec une résolution au moins supérieure à 360 fronts par tour.
Encodeurs de rapport cyclique
Les encodeurs de rapport cyclique se connectent à une seule entrée numérique sur le roboRIO. Ils génèrent une impulsion dont la longueur est proportionnelle à la position absolue de l’encodeur.
Exemples d’encodeurs Duty Cycle:
Encodeurs analogiques
Un encodeur analogique se connecte à une entrée analogique du roboRIO. Il produit une tension proportionnelle à sa position absolue.
Exemples d’encodeurs analogiques: