Encodeurs

Note

Cette section couvre les dispositifs appelés « encodeurs ». Pour un guide logiciel sur les encodeurs, voir Encodeurs - Partie logicielle.

L’usage d’encodeurs en quadrature 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 potentiometers).

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:

The signal pattern in both directions and how using two channels allows us to tell the direction.

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 RIO.

Types d’encodeurs

Il existe trois types d’encodeurs en quadrature généralement utilisés dans FRC:

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.

Encodeurs à arbre

Connecting the Greyhill 63R Optical Encoder to 2 ports on the roboRIO.

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, tel que le populaire Grayhill 63r, représenté ci-dessus.

Encodeurs sur arbre

How to connect both the AMT103 and the AMT102 encoders to two DIO ports each.

Les encodeurs sur arbre (tels que les AMT103-V disponibles auprès de FIRST Choice) vont se coupler à un axe en s’ajustant autour de celui-ci. Ainsi, le moyeu rotatif à l’intérieur de l’encodeur se raccorde à l’arbre par accouplement à friction.

Encodeurs magnétiques

Picture of the CTRE Mag Encoder.

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. Le CTRE Mag Encoder est une option populaire, de nombreux produits FRC offrant des options de montage intégrées pour celui-ci. 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.

Câblage de l’encodeur

Wiring the E4T Optical Encoder to two DIO ports.

Les encodeurs qui nécessitent deux entrées numériques, tels que l’encodeur magnétique miniature E4T OEM, peuvent être câblés sur deux ports d’entrée numériques. D’autres encodeurs, tels que ceux sur arbre illustrés ci-dessus, nécessitent souvent un port d’entrée analogique. Les encodeurs magnétiques CTRE illustrés ci-dessus peuvent être câblés à un port de données avec un câble plat.

Résolution de l’encodeur

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.