Обратная связь посредством энкодера

Датчик угла поворота (сокр. ДУП), также энкодер (от англ. encoder — кодирующее устройство) — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования угла поворота вращающегося объекта (например, вала) в цифровые или аналоговые сигналы, позволяющие определить угол его поворота. В электронике и мехатронике энкодерами называют устройства, преобразующие информацию о механическом движении объекта (вращении или смещении) в цифровой сигнал, который может быть интерпретирован контроллером или компьютером. Энкодеры функционируют не сами по себе, а в составе комплексных систем, где они обеспечивают обратную связь для контроля движения и позиционирования. Обычно они используются в паре с контроллерами или драйверами, которые преобразуют полученные от энкодера сигналы в сигналы управления двигателями или другими механизмами.

Серводрайверы представляют собой один из примеров таких устройств. Они имеют специальный порт для подключения энкодера. Порты характеризуются типом интерфейса (например, параллельный или последовательный), электрическим форматом (напряжение, ток, дифференциальные сигналы) и протоколом коммуникации (например, RS-485, SPI, CAN, EtherCAT и другие).

Серводвигатели, благодаря энкодерам, способны предоставлять информацию о положении в любой момент времени, поэтому востребованы в системах, требующих высокой точности движения. Энкодер можно также использовать в сочетании с шаговым двигателем для улучшения его производительности. В этом случае энкодер предоставляет обратную связь о фактическом положении ротора шагового двигателя, что позволяет компенсировать потери шагов или другие ошибки, которые могут возникнуть в процессе работы.

У нас представлен широкий выбор устройств, использующих энкодеры в своей работе, включая серводвигатели, шаговые двигатели с энкодерами и соответствующие им драйверы. При выборе таких устройств важно учитывать характеристики энкодеров:

1. Разрешение – указывает на точность позиционирования энкодера. Может измеряться:

• в PPR (pulses per revolution) - количество импульсов, которые энкодер генерирует за один оборот; Например, если энкодер имеет разрешение PPR=1000, это означает, что он генерирует 1000 импульсов при каждом полном обороте вала;
• в битах, чем больше данное значение, тем больше разрешение у энкодера и тем точнее он может определять позицию. Например, 17-битный энкодер имеет разрешение: 2 в 17 степени позиций на один оборот, что составляет 131 072 позиции. 23-битный энкодер обладает еще более высоким разрешением, равным 2 в 23 

3. Тип по виду обратной связи – инкрементальный (инкрементный) или абсолютный. Инкрементальный предоставляет только относительную обратную связь о движении или изменении положения, он не сохраняет информацию о положении относительно начальной точки. Абсолютный тип энкодера предоставляет абсолютное значение положения или угла, независимо от его текущего положения.

Выбор энкодера зависит от конкретных требований. Для прецизионного управления скоростью и положением предпочтительнее использовать абсолютный энкодер с высоким разрешением. Однако, инкрементальные энкодеры проще в установке и более доступны по цене.