Encodeurs
Note
Cette section traite des encodeurs. Pour un guide logiciel sur les encodeurs, voir Encodeurs - Partie logicielle.
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).
Types d’encodeurs
There are three main ways encoders connect physically that are typically used in 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.
There are also three main ways the encoder data is communicated that are typically used in FRC:
Note
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
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.
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
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.
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: