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Calculateur de résolution d'encodeur

Calculez le nombre de codeurs par révolution, la résolution angulaire et la fréquence maximale pour les codeurs en quadrature et à canal unique.

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Formule

CPR = PPR × 4 (quadrature), θ = 360°/CPR

PPR— Pulses per revolution (pulses)
CPR— Counts per revolution (×4 for quadrature) (counts)

Comment ça marche

Un codeur rotatif convertit la position angulaire de l'arbre en un signal numérique. Les codeurs incrémentaux émettent un train d'impulsions (canaux en quadrature A/B plus une impulsion d'indice Z en option) avec un nombre fixe d'impulsions par révolution (PPR). Le décodage en quadrature multiplie la résolution effective par 4 (un compte par bord sur les deux canaux), ce qui donne des comptes par révolution (CPR) = 4 × PPR. La résolution de position en degrés est de 360°/CPR. Les codeurs absolus émettent un mot numérique unique pour chaque position de l'arbre, de sorte qu'aucun repérage n'est nécessaire après la mise sous tension.

Exemple Résolu

Un codeur en quadrature de 500 PPR est utilisé avec une boîte de vitesses 20:1. L'arbre de sortie doit être positionné à 0,1° près. Étape 1 — Nombre par tour sur l'arbre du codeur : CPR = 4 × PPR = 4 × 500 = 2000 coups/tour Étape 2 — Résolution angulaire au niveau de l'arbre du codeur : θ_enc = 360°/2000 = 0,18°/unité Étape 3 — Résolution angulaire à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses : θ_out = θ_enc/ratio d'engrenage = 0,18°/20 = 0,009 °/compte Étape 4 — Vérification de résolution requise : 0,009° < 0,1° exigence → l'encodeur est adéquat avec une marge de 11x Étape 5 — Fréquence d'impulsion maximale à une vitesse du moteur de 3 000 tr/min : f_max = PPR × tr/min/60 = 500 × 3000/60 = 25 000 Hz = 25 000 Hz = 25 kHz Résultat : Un codeur 500 PPR avec décodage en quadrature 4x satisfait à l'exigence de résolution de l'arbre de sortie de 0,1°. Assurez-vous que le décodeur en quadrature du microcontrôleur peut gérer des impulsions d'entrée de 25 kHz à la vitesse maximale du moteur.

Conseils Pratiques

  • ✓Placez le codeur du côté charge d'une boîte de vitesses lorsque la précision de position absolue est importante : le positionnement côté moteur ne peut pas détecter le contrecoup de la boîte de vitesses ou les erreurs de conformité
  • ✓Utilisez des sorties de commande de ligne différentielles (RS-422) plutôt que des sorties TTL asymétriques pour les câbles d'encodeur de plus de 0,5 m afin de rejeter le bruit de mode commun dans les environnements moteurs
  • ✓Le repérage des impulsions d'index (canal Z) à la mise sous tension est essentiel pour les codeurs incrémentaux. Sans cela, toute interruption de courant entraîne la perte de la référence de position

Erreurs Fréquentes

  • ✗Confondre PPR (impulsions par révolution) et CPR (comptes par tour) : un encodeur 500 PPR avec décodage 4× donne 2000 CPR, et non 500
  • ✗Oublier de prendre en compte le contrecoup de la boîte de vitesses : une boîte de vitesses avec un contrecoup de sortie de 0,5° élimine l'avantage du placement d'un encodeur haute résolution sur l'arbre du moteur
  • ✗Dépassement de la fréquence d'entrée maximale du décodeur du microcontrôleur à haute vitesse, ce qui entraîne des comptes manqués et une accumulation d'erreurs de position

Foire Aux Questions

Les codeurs incrémentaux émettent un nombre d'impulsions relatif à partir d'une position de référence ; ils perdent leur position à la mise hors tension à moins d'être alimentés par batterie ou relogés. Les codeurs absolus produisent un code numérique unique pour chaque angle d'arbre, en conservant la position pendant les cycles d'alimentation. Les encodeurs absolus coûtent plus cher mais éliminent les routines de référencement.
Un codeur en quadrature possède deux canaux de sortie (A et B) décalés de 90°. En détectant les quatre arêtes (montantes et descendantes sur A et B) et en comparant la relation de phase entre les canaux, un décodeur détermine le sens de rotation et incrémente un compteur. Cela donne 4 fois la résolution du comptage des fronts ascendants d'un seul canal.
Les moteurs pas à pas fonctionnant en boucle ouverte fournissent généralement 200 pas complets ou 3 200 positions de micropas par tour. Un encodeur avec une CPR ≥ 3200 est nécessaire pour vérifier chaque micropas. En pratique, une RCP de 1 000 à 2 000 est suffisante pour le contrôle pas à pas en boucle fermée, car la position est corrigée à chaque cycle de contrôle, quelle que soit la précision du pas individuel.

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