1 LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES DUTILISATIONS Position ou vitesse dun plateau tournant Codeur

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LES CODEURS DE POSITIONS

A EXEMPLES D’UTILISATIONS

Position ou vitesse d’un plateau tournant

Codeur

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Position ou vitesse d’un mobile en translation

Codeur

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Mesure de longueur

Codeur

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B LES CODEURS INCRÉMENTAUX

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B1 fonctionnement interne

La plupart des codeurs utilisent le principe mis en oeuvre dans les détecteurs de proximité optiques fonctionnant en barrage.

Codeur rotatif

0

1

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Ces codeurs délivrent à leur sortie une suite d’impulsions si ils sont mis en mouvement (rotation ou translation).

Sortie du codeur

: Position angulaire

La résolution

Entre 2 impulsions successives le codeur s’est déplacé de quelques degrés (ou mm), ce déplacement s’appelle la résolution

B2a La résolution: c’est le déplacement angulaire qui correspond à une période, notée: R en degrés

On ne connaît parfois que le nombre de périodes par tour, notée: Z en traits par tour, mais cette donnée permet de calculer R en degrés

B2 Signaux émis

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B3 Le nombre de voies

Voie A

Voie B

Voie Z

Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voiesnotées: A B et Z;.

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Sortie A du codeur

Sortie B du codeur

Sortie Z du codeur

Entre ces 2 informations le codeur a fait 1 tour complet

Décalage de T/4 entre les voies A et B

Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies




notées: A B et Z;.

Décalage visible sur le disque

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Dans ce cas les deux capteurs sont décalés d’un quart de pas.

t

Certain codeurs émettent les deux signaux des voies A et B àpartir d’une seule piste.

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a) Utilisation d’une seule voie A (ou B)Avec une seule voie on peut connaître les caractéristiques de

API

Voie A ou Bcodeur

Base de temps

Compteur d’impulsions

Accélération

Vitesse

Calcul des caractéristiques

du déplacement

Position

toujours lieu dans le même sens)déplacement d’un mobile (A condition que le déplacement ait

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b) Utilisation des voies A et B

Elles permettent de déterminer le sens de rotation à l’aide d’un

API

Sens horaire

Sens trigoDétermination du sens de

rotation

Voie A

Voie B

codeur

vu en première année sur le chariot filo-guidé.API (voir le TP : détection du sens de rotation avec un codeur

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Sens horaire Sens trigo





Sortie A du codeur

Sortie B du codeur : Position angulaire


Position à l’instant t

Observez l’état des sorties pour le sens horaire

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Sens horaire Sens trigo





Sortie A du codeur

Sortie B du codeur : Position angulaire


Position à l’instant t

Observez l’état des sorties pour le sens horaire

A.B + A.B +A.B +A.BEquation du sens horaire SH =

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Came

Détecteur inductif




C) Nécessité d’une prise d’origineCe capteur ne donne par le déplacement absolu. Il faut donc effectuer une prise d’origine lors de la mise en marche.Un détecteur de position TOR (Tout ou rien) permet de détecter le passage du mobile sur la POM : Prise Origine Machine.Sur le système Robot Ericc, pour l’axe du coude, La POM est réalisée avec une came et un détecteur inductif.

Détecteur POM

Sortie Z du codeur

POM

mobileCame

Détecteur inductif

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C) Nécessité d’une prise d’origineCe capteur ne donne par le déplacement absolu. Il faut donc effectuer une prise d’origine lors de la mise en marche.Un détecteur de position TOR (Tout ou rien) permet de détecter le passage du mobile sur la POM : Prise Origine Machine.Sur le système Robot Ericc, pour l’axe du coude, La POM est réalisée avec une came et un détecteur inductif.

mobile

Détecteur POM

Sortie Z du codeur

POM

Came

Détecteur inductif

Came

Détecteur inductif

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d) amélioration de la résolution

résolution de base Si on ne compte que les fronts montantsSortie A du codeur


compteur 0 1 2 3 4

Multiplication par 2 de la résolution Si on compte les fronts montants ainsi que les fronts descendants

Sortie A du codeur


compteur 0 1 2 3 4 5 76 8

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Multiplication par 4 de la résolution de base Si on compte les fronts montants ainsi que les fronts descendants des voies A et B

Sortie A du codeur


Sortie B du codeur


Compteur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

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Source lumineuse

Condenseur

Réticule de balayage

Eléments piézo-électriques



un flux lumineux suffisant malgré la finesseDes dispositifs optiques permettent d’obtenir

Disque gradué



des raies.

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B5 La rapidité

La rapidité La commutation des composants électroniques utilisés dans le codeur limite la fréquence du signal de sortie, ce qui correspond à une fréquence de rotation maximale de l’appareil

Pour chaque modèle le constructeur donne la fréquence maxi de lecture Comme il s’agit de la fréquence maximale des signaux émis par le codeur on la notera : fSM (fréquence Sortie codeur Maximale) Cette donnée permet le calcul de la fréquence de rotation Utile Maximale du codeur, on la notera NUM

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Le principe est le même que pour les codeurs rotatif.

B6 Configuration linéaire

Codeur linéaire

La technologie repose sur une règle en verre gravées qui remplace le disque du codeur rotatif.

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C LES CODEURS ABSOLUS

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Les codeurs absolus délivrent un « mot » binaire qui est fonction de sa position.

C1 Signaux émis

11001010101

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Exemple = un codeur absolu 8 bits


C1 Signaux émis

Il comporte 8 pistes.

Chaque piste est lu par un

détecteur optique.

Les 8 détecteurs optiques sont situés sur un même rayon.

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Exemple de lecture d’une position


C Signaux émisExemple de lecture d’une position.

Le bit de poids faible est surla piste extérieure.

Le nombre lu sera :

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

Lors du passage d’une position à la suivante, il n’y a jamais deux bits à changer simultanément.On utilise pour cela le codage binaire réfléchi.

Ce nombre binaire réfléchi devra être converti en binaire naturel pour être exploitable.

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a) Etude de l’influence du codage utilisé sur les aléas de lecture

C1 Signaux émis

20=1

21=2

22=4

23=8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Valeur de la position:

Quel est le code tracé sur cette figure?

Il s’agit du code binaire naturel.

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a) Sortie codée en binaire naturel.

C1 Signaux émis

20=1

21=2

22=4

23=8

Valeur de la position:

Ce code possède un inconvénient. lequel?

Zoom sur le passage d’une position à la suivante

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 137

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Une erreur se produit dans la transmission de

l’information!!!

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C1 Signaux émis

20=1

21=2

22=4

23=8

Valeur de la position:

Autre possibilité d’évolution des sorties du codeur:

Zoom sur le passage d’une position à la suivante

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 134

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Une erreur se produit dans la transmission de

l’information!!!

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a) Sortie codée en ?????????????

C1 Signaux émis

20=1

21=2

22=4

23=8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Valeur de la position:

Il existe une solution pour éviter les erreurs de transmission.


On ajoute une sortie supplémentaire au codeur

Comment doit-on l’utiliser?

Tant que cette sortie est vraie: - les informations ne sont pas exploitables,- il ne faut pas les lire.

Sortie de validation de l’information!!!

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C1 Signaux émis

Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux ont comme caractéristique principale: la résolution

D0

D1

D2

D3

résolution

C1c La résolution.

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C1 Signaux émis

Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux ont comme caractéristique principale: la résolution

D0

D1

D2

D3

résolution

C1c La résolution.

C’est le déplacement angulaire qui correspond à une position, notée: R en degrés

On ne connaît parfois que le nombre de bits utilisés pour coder la position, mais cette donnée permet de calculer R en degrés

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C1 Signaux émis

C1c La résolution.

C’est le déplacement angulaire qui correspond à une position, notée: R en degrés

On ne connaît parfois que le nombre de bits utilisés pour coder la position, mais cette donnée permet de calculer R en degrés

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C2 technologie de l’étage de sortie

Pour raccorder le codeur à un API il faut en connaître les caractéristiques électriques de l’étage de sortie;on retrouve les mêmes techniques vues avec le codeur incrémental : NPN, PNP ou série, mais avec ce codeur il existe aussi la version transmission en parallèle de la position.

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Codeur absolu linéaire

Codeur absolu rotatif

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Fin

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