Что такое абсолютный энкодер?

Что такое абсолютный энкодер?

Абсолютный энкодер — это энкодер, который выводит абсолютный угол от начала координат.

Энкодер — это устройство, которое преобразует изменение положения в электрический сигнал и выводит его. Поскольку в соответствии с углом отправляется определенный сигнал, текущий угол можно проверить без предыдущей информации об угле.

Он используется, когда вы хотите определить угол сразу после включения питания или когда вы хотите обеспечить надежность определения угла. Большинство абсолютных энкодеров используют оптический энкодер.

Применение абсолютных энкодеров

Использование абсолютных энкодеров быстро расширяется в области робототехники из-за их высокой надежности при определении угла. Конкретные приложения включают следующее

• Роботы с шарнирной рукой
• Дистанционные хирургические роботы
• Станки для точных деталей
• Промышленные роботы для линий производства автомобилей
• Оборудование для доставки промышленной продукции
• Движения суставов рук и ног для кооперативных роботов

Поскольку ожидается, что телеуправляемые роботы будут быстро развиваться вместе со все более сложными системами управления в будущем, потребность в абсолютных энкодерах, вероятно, возрастет.

Принцип абсолютных энкодеров

Абсолютный энкодер состоит из диска с небольшой канавкой на вращающемся валу, которая считывается оптическим датчиком. Структура похожа на компакт-диск, закрепленный на валу. Такая структура позволяет энкодеру точно считывать положение диска и выводить текущий угол даже в момент включения питания.

Однако, поскольку механизм считывания угла сложен, он дороже, чем кодер для определения относительного угла. Существуют также цифровые и аналоговые методы передачи сигнала.

Цифровой метод

Хотя он устойчив к шуму, он требует больше сигнальных линий. Использование передачи данных, такой как последовательная связь, может уменьшить количество сигнальных линий. Однако могут возникнуть задержки связи, и для передающих и принимающих устройств требуются специальные передатчики/приемники.

Аналоговый метод

Используются две сигнальные линии, и задержки не происходит, но во время передачи возникает шум.

На основе вышеперечисленных характеристик необходимо выбрать метод передачи, который лучше всего подходит для этой цели.

Другая информация об абсолютных энкодерах

1. Использование кода Грея в абсолютных энкодерах

Абсолютные энкодеры бывают магнитного и оптического типов, причем оптический тип является наиболее распространенным. В оптическом типе код Грея часто используется как метод кодирования вращающихся дисков.

Код Грея — это тип числового кодирования, называемый чередующимся двоичным кодом. Коды Грея используются для обеспечения того, чтобы соседние биты изменялись только на один бит. Когда изменяется только один бит, можно предотвратить неправильное считывание сигнала.

Чтобы преобразовать обычное двоичное число в код Грея, двоичное значение сдвигается на один символ вправо, и получается исключающее ИЛИ с исходным двоичным значением. Например, двоичное представление 6 в десятичной системе счисления — 0110. Сдвиг на один бит вправо дает 0011, а исключающее ИЛИ 0110 и 0011 — 0101. Это код Грея для 6 в десятичной системе счисления.

2. Абсолютный энкодер без батареи

Для серводвигателей доступны абсолютные энкодеры без батареи. Абсолютный энкодер определяет абсолютное положение с помощью небольшой канавки и сохраняет информацию о положении с помощью батареи, устраняя необходимость в возврате в исходное положение при возобновлении работы после выключения питания. Однако, поскольку они работают от батареи, требуется техническое обслуживание из-за срока службы батареи.

Чтобы компенсировать этот недостаток, в настоящее время от различных производителей доступны абсолютные энкодеры без батареи. Принцип работы безбатарейных энкодеров различается у разных компаний, но одним из примеров является использование энергонезависимой памяти. Когда двигатель вращается, магниты, прикрепленные к валу, вращаются вместе и генерируют свою энергию. Генерируемая энергия используется для записи информации о положении в энергонезависимую память, тем самым достигая работы без батареи.