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인코더 해상도 계산기

쿼드러처 및 단일 채널 엔코더의 회전당 인코더 수, 각도 분해능, 최대 주파수를 계산합니다.

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공식

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

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

작동 방식

로터리 엔코더는 샤프트 각도 위치를 디지털 신호로 변환합니다.인크리멘탈 엔코더는 고정된 회전당 펄스 수 (PPR) 로 펄스 트레인 (A/B 직교 채널+옵션 Z 인덱스 펄스) 을 출력합니다.쿼드러처 디코딩은 유효 해상도에 4를 곱합니다 (두 채널 모두 엣지당 카운트 1개). 따라서 회전당 카운트 수 (CPR) 는 4 × PPR입니다.위치 해상도 (도) 는 360°/CPR입니다.앱솔루트 엔코더는 각 샤프트 위치에 대해 고유한 디지털 워드를 출력하므로 전원을 켠 후 원점 복귀를 시작할 필요가 없습니다.

계산 예제

500 PPR 쿼드러처 엔코더는 20: 1 기어박스와 함께 사용됩니다.출력 샤프트는 0.1° 이내로 위치해야 합니다.
1단계 — 엔코더 샤프트의 회전당 카운트:
CPR = 4 × PPR = 4 × 500 = 2000 카운트/회전
2단계 — 엔코더 샤프트에서의 각도 분해능:
θ_enc = 360°/2000 = 0.18°/카운트
3단계 — 기어박스 출력축에서의 각도 분해능:
θ_출력 = θ_enc/기어_비율 = 0.18°/20 = 0.009°/카운트
4단계 — 필수 해상도 확인:
0.009° < 0.1° 요구 사항 → 엔코더는 마진이 11배 크면 충분합니다.
5단계 — 3000RPM 모터 속도에서의 최대 펄스 주파수:
f_max = PPR × RPM/60 = 500 × 3000/60 = 25000 헤르츠 = 25,000헤르츠 = 25kHz
결과: 4배 직교 디코딩을 지원하는 500 PPR 엔코더는 0.1° 출력 샤프트 해상도 요구 사항을 충족합니다.마이크로컨트롤러 직교 디코더가 최대 모터 속도에서 25kHz 입력 펄스를 처리할 수 있는지 확인하십시오.

실용적인 팁

  • ✓절대 위치 정확도가 중요한 경우 엔코더를 기어박스의 부하 측에 배치하십시오. 모터측 배치로는 기어박스 백래시 또는 컴플라이언스 오류를 감지할 수 없습니다.
  • ✓0.5m보다 긴 인코더 케이블에는 싱글 엔드 TTL 대신 차동 라인 드라이버 출력 (RS-422) 을 사용하여 모터 환경에서 공통 모드 노이즈를 제거합니다.
  • ✓인크리멘탈 엔코더의 경우 전원을 켤 때 인덱스 펄스 (Z 채널) 호밍이 필수적입니다. 그렇지 않으면 전원 중단으로 인해 위치 레퍼런스가 손실될 수 있습니다.

흔한 실수

  • ✗PPR (회전당 펄스 수) 과 CPR (회전당 횟수) 혼동 — 4배 디코딩 기능이 있는 500 PPR 인코더는 500이 아닌 2000의 CPR을 제공합니다.
  • ✗기어박스 백래시를 잊어버린 경우 — 출력 백래시가 0.5°인 기어박스를 사용하면 모터 샤프트에 고해상도 엔코더를 배치하는 이점이 없어집니다.
  • ✗고속에서 마이크로컨트롤러 디코더의 최대 인코더 입력 주파수를 초과하여 카운트 누락 및 위치 오류 누적이 발생

자주 묻는 질문

인크리멘탈 엔코더는 기준 위치로부터 상대 펄스 수를 출력합니다. 즉, 배터리로 백업 또는 리홈을 사용하지 않는 한 전원을 끄면 위치를 잃게 됩니다.앱솔루트 엔코더는 각 샤프트 각도에 대해 고유한 디지털 코드를 출력하여 파워 사이클 내내 위치를 유지합니다.앱솔루트 엔코더는 비용이 많이 들지만 호밍 루틴이 필요하지 않습니다.
쿼드러처 엔코더에는 90°만큼 오프셋된 두 개의 출력 채널 (A와 B) 이 있습니다.디코더는 네 개의 에지 (A와 B 모두에서 상승 및 하강) 를 모두 감지하고 채널 간의 위상 관계를 비교하여 회전 방향을 모두 결정하고 카운터를 증가시킵니다.이렇게 하면 한 채널의 상승 에지만 카운트하는 해상도가 4배 더 높아집니다.
오픈 루프 작동의 스테퍼 모터는 일반적으로 회전당 200개의 풀 스텝 또는 3200개의 마이크로스테핑 위치를 제공합니다.각 마이크로스텝을 검증하려면 CPR이 3200 이상인 엔코더가 필요합니다.실제로 1000-2000 CPR은 개별 스텝 정확도에 관계없이 제어 사이클마다 위치가 수정되기 때문에 폐루프 스테퍼 제어에 적합합니다.

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