Enkoder diskinde neler var: artımlı iz, referans izi ve mutlak izler

Enkoder diskindeki desen halkalarına iz denir ve her birinin kendi görevi vardır: artımlı iz adımları sayar, referans izi sıfır noktasını verir, komütasyon izleri servo motora hizmet eder, mutlak izler konumu doğrudan verir, merkezleme halkası ise montajda hizalamaya yardım eder. Bu yazı izleri tek tek tanıtıyor ve artımlı ile mutlak disklerin desenlerini karşılaştırıyor.

Bir enkoder diskine ışığa karşı bakıldığında farklı incelikte desen halkaları görülür: dışta çok sık çizgiler, daha içte birkaç uzun yay ve yalnızca küçük bir açıklığı olan bir halka. Her halkaya “iz” denir ve her birinin kendi görevi vardır. İzleri tanımak, bir enkoder diski çizimini okumanın ilk adımıdır.

Artımlı iz: “kaç adım” saymak

Artımlı iz eşit aralıklı çizgilerden oluşan bir halkadır; bir diskin “çizgi sayısı” bu izi ifade eder. 2500 çizgili bir disk turda 2500 sinyal periyodu üretir.

A ve B kanalları aynı artımlı izden gelir: okuma kafasında 1/4 adım kaydırılmış iki pencere grubu vardır; böylece 90° faz farklı iki sinyal elde edilir, bunlar yön tanıma ve x4 kod çözme için kullanılır.

Artımlı iz genellikle dış halkaya konur, çünkü adım p = 2πr ÷ N’dir. Çizgi sayısı aynıyken yarıçap ne kadar büyükse adım o kadar geniştir. 20 mm yarıçapta 2500 çizgi yaklaşık 50 μm adım ve yaklaşık 25 μm çizgi genişliği verir; 10 mm yarıçapa taşındığında adım yaklaşık 25 μm’ye düşer, hem üretim hem okuma zorlaşır.

Referans izi: turda bir yol işareti

Artımlı bir enkoder açıldığında nerede olduğunu bilmez; yalnızca mevcut konumdan saymaya başlayabilir. Referans izinde turda tek bir pencere vardır ve her turda bir sıfır darbesi (Z) verir; kontrolör bunu sıfır arama için referans olarak kullanır.

Sıfır penceresinin konumu artımlı çizgilerle hassas biçimde hizalanmalıdır ki Z darbesi A ve B sinyalleriyle sabit bir faz ilişkisini korusun.

Komütasyon izleri: servo motorlar için

Fırçasız servo motorun sürücüsü açıldıktan sonra sargılara doğru akım verebilmek için rotor kutuplarının kabaca nerede olduğunu bilmelidir. Bunu komütasyon izleri sağlar; genellikle U, V, W olmak üzere üç halkadır.

Her halka motorun kutup çifti sayısına göre bölümlere ayrılır ve üç kanal birbirinden 120° elektrik kaydırılmıştır. 4 kutup çiftli bir motorda her kanal turda 4 periyot yapar ve üç kanal arasında 120° ÷ 4 = 30° mekanik kayma vardır (bkz. Şekil 1). Üç sinyal birlikte 6 durum verir, her biri 60° elektriğe karşılık gelir: motoru çalıştırmaya yeter, ardından hassas komütasyonu artımlı iz devralır.

Merkezleme halkası ve işaretler

Merkezleme halkası, izlerle eş merkezli ince bir dairesel halkadır. Sinyal üretmez, yalnızca montaj içindir: mikroskop altında mil döndürülür ve merkezleme halkası artık salınmayana kadar disk ayarlanır. 20 mm yarıçapta 5 μm eksantriklik tek okuma kafasıyla yaklaşık 52″ hata üretir; bu yüzden bu adım kritiktir.

Diskte ayrıca çoğu zaman parti numarası, dönme yönü ve çizgili yüz işareti gibi işaretler bulunur; izlenebilirlik ve montaj için kullanılır.

Mutlak disk: her bit için bir halka

Mutlak bir disk konumu doğrudan diskin üzerine “yazar”. Şekil 1’in sağında 6 Gray kodu halkası vardır, her biri bir biti temsil eder; yarıçap boyunca bir 0 ve 1 dizisi okunarak diskin 64 hücrenin hangisinde olduğu anlaşılır, her hücre 360° ÷ 64 = 5,625°’dir.

Normal ikili kod yerine Gray kodu kullanılır, çünkü Gray kodunda komşu iki hücre yalnızca bir bitte farklıdır; okuma penceresi hücre sınırına denk gelse bile anlamsız değerler okunmaz. En anlamlı bit iç halkada, en ince bit dış halkadadır; yine dış halkanın çevresi daha büyük olduğu ve desen fazla incelmediği için.

Daha çok bitli mutlak disklerde genellikle her bit ayrı bir halka olarak yapılmaz: kaba konum kod izleriyle (ya da tek bir sözde rastgele kod iziyle) belirlenir, ardından dıştaki bir interpolasyon izi sinüs/kosinüs sinyalleri üreterek hücre içinde interpolasyon yapar.

İki disk türünün desenleri karşılaştırıldığında:

Özet

Artımlı iz adımları sayar, referans izi sıfır noktasını verir, komütasyon izleri motorun çalışmaya başlamasına yardım eder, mutlak izler konumu doğrudan verir, merkezleme halkası ve işaretler montaj ile izlenebilirliğe hizmet eder. Bir enkoder diski çizimi okunurken önce her halkanın hangi iz olduğu belirlenir, sonra çizgi sayısına, yarıçapa ve toleranslara bakılır; böylece bir şeyin gözden kaçması zorlaşır.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0012). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com

© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.