LES CODEURS DE POSITIONS 1 LES CODEURS DE

LES CODEURS DE POSITIONS 1

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Position ou vitesse d’un plateau tournant 2

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Position ou vitesse d’un mobile en translation 3

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Mesure de longueur 4

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX 5

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 1 fonctionnement interne La plupart des codeurs utilisent le principe mis en oeuvre dans les détecteurs de proximité optiques fonctionnant en barrage. 6

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 2 Signaux émis 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 B 2 a 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 7

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 2 b Signaux émis Exemples (voir la documentation) Chercher pour chaque modèle la valeur de Z et de R ① XCC HD 1 R 18 La c’est le déplacement angulaire qui correspond à une ②résolution: XCC HF 7 B 50 période, notée: R en degrés On ne connaît parfois que le nombre de périodes par tour, XCC HK 6 C 80 notée: Z en traits par tour, mais cette donnée permet de calculer R en degrés 8

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies Voie A Voie B Voie Z Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies notées: A B et Z; . C’est le cas du modèle XCC HD 1 R 18 9

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies Sortie A du codeur Décalage de T/4 entre les voies A et B Sortie B du codeur : Position angulaire Sortie Z du codeur : Position angulaire Entre ces 2 informations le codeur a fait 1 tour complet : Position angulaire Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies notées: A B et Z; . C’est le cas du modèle XCC HD 1 R 18 10

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies a) Utilisation d’une seule voie A (ou B) Avec une seule voie on peut connaître les caractéristiques de déplacement d’un mobile: codeur Voie A ou B Compteur d’ impulsions Calcul des caractéristiques du déplacement Position Vitesse Accélération Base de temps API Cet organigramme est développé avec le TP codeur et tachymètre 11

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies b) Utilisation de la voie Z La voie Z (pour ZERO) permet en association avec un détecteur de position de détecter le passage du mobile sur la POM : Prise Origine Machine (voir préparation du TP : réalisation d’une POM avec un codeur) POM mobile Détecteur POM Sortie Z du codeur 12

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies c) Utilisation des voies A et B Elles permettent de déterminer le sens de rotation à l’aide d’un API (voir préparation du TP : détection du sens de rotation avec un codeur) Voie A codeur Voie B Détermination du sens de rotation Sens trigo Sens horaire API 13

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies c) Utilisation des voies A et B Sortie A du codeur Sortie B du codeur : Position angulaire Position à l’instant t Sens horaire Sens trigo Observez l’état des sorties en fonction du sens de déplacement 14

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies d) amélioration de la résolution de base Si on ne compte que les fronts montants Sortie A du codeur : Position angulaire 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 : Position angulaire compteur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 15

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies d) amélioration de la résolution 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 : Position angulaire Sortie B du codeur : Position angulaire Compteur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies e) Utilisation des voies A et Abarre (B et Bbarre, Z et Zbarre) L’utilisation simultanée de la voie A et Abarre permet de détecter l’apparition d’un parasite sur une seule voie; Ce qui est normalement impossible si on utilise une paire torsadée, revoir le cours sur les transmissions numériques Sortie A du codeur Apparition d’un parasite Sortie A barre du codeur A ouex Abarre 1 1 1 0 1 1 Indiquez le résultat de l’opération logique A ouex Abarre 17

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 4 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; exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc les renseignements concernant la technologie de l’étage de sortie ① XCC HD 1 R 18 ② XCC HF 7 B 50 XCC HK 6 C 80 18

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 5 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 : f. SM (fréquence Sortie codeur Maximale) Cette donnée permet le calcul de la fréquence de rotation Utile Maximale du codeur, on la notera NUM 19

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 5 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 exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc f. SM (fréquence Sortie Maximale) Et calculez NUM (fréquence de rotation Utile Pour chaque modèle le constructeur donne la fréquence maxi Maximale du codeur) de lecture ① XCC HD 1 R 18 Comme il s’agit de la fréquence maximale des signaux émis par le codeur on la notera : f. SM (fréquence Sortie codeur Maximale) ② XCC HF 7 B 50 Cette donnée permet le calcul de la fréquence de rotation Utile Maximale du codeur, on la notera NUM XCC HK 6 C 80 20

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 6 Vitesse maximale mécanique Si on fait tourner le codeur au-delà de cette fréquence : il y a risque de destruction mécanique (roulement…) exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc: NM (fréquence de rotation Maximale du codeur) ① XCC HD 1 R 18 ② XCC HF 7 B 50 XCC HK 6 C 80 21

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS 22

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis Les codeurs absolus délivrent un « mot » binaire qui est fonction de sa position. Chercher dans la documentation les différents codes proposés. Par exemple quel est le code utilisé par les codeurs suivants: ① XCC AD 0 G 06 1100101 ② XCC AE 7 H 13 XCC MG 7 C 0908 23

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis a) Sortie codée en en ? ? ? ? binaire naturel. Quel est le code tracé sur cette figure? 20=1 21=2 22=4 23=8 Valeur de la position: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis Zoom sur le passage d’une position à la suivante a) Sortie codée en binaire naturel. Ce code possède un inconvénient qui a été vu lors de l’étude des différents codes, lequel? 20=1 21=2 22=4 23=8 Valeur de la position: 0 1 2 3 4 55 7 66 7 8 9 10 11 12 13 Une erreur se produit dans la transmission de l’information!!! 25

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis Zoom sur le passage d’une position à la suivante a) Sortie codée en binaire naturel. Autre possibilité d’évolution des sorties du codeur: 20=1 21=2 22=4 23=8 Valeur de la position: 0 1 2 3 4 55 4 66 7 8 9 10 11 12 13 Une erreur se produit dans la transmission de l’information!!! 26

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis a) Sortie codée en en ? ? ? ? binaire naturel. Proposez un solution pour éviter les erreurs de transmission 20=1 Sortie de validation de l’information!!! 21=2 22=4 23=8 Valeur de la position: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tant que cette sortie est vraie: On ajoute une sortie supplémentaire au codeur - les informations ne sont pas exploitables, Comment doit-on l’utiliser? - il ne faut pas les lire. 27

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis a) Sortie codée en binaire naturel. Proposez un solution pour éviter les erreurs de transmission 20=1 Sortie de validation de l’information!!! 21=2 22=4 23=8 Valeur de la position: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tant que cette sortie est vraie: On ajoute une sortie supplémentaire au codeur - les informations ne sont pas exploitables, Comment doit-on l’utiliser? - il ne faut pas les lire. 28

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis b) Sortie codée en binaire en ? ? ? ? réfléchi Y-a-t-il une erreur de transmission au moment du changement de position? D 0 D 1 D 2 D 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 29

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis C 1 c La résolution. Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux ont comme caractéristique principale: la résolution D 0 D 1 D 2 D 3 résolution 30

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis C 1 c La résolution. Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux ont comme caractéristique principale: la résolution D 0 D 1 D 2 D 3 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 résolution cette donnée permet de calculer R en degrés 31

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis C 1 c La résolution. Calculez la résolution des codeurs suivants: C’est le déplacement angulaire qui correspond à une ① XCC AD 0 G 06 position, notée: R en degrés ② XCC AE 7 H 13 On ne connaît parfois que le nombre de bits utilisés pour coder la position, mais XCC MG 7 C 0908 cette donnée permet de calculer R en degrés 32

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis C 1 c La résolution. Calculez la résolution d’un codeur utilisant 12 bits: 33

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 2 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. 34

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 3 rapidité on retrouve les mêmes problèmes déjà vus avec le codeur incrémental : Recherchez dans la doc vitesse maxi de fonctionnement des codeurs suivants: ① XCC AD 0 G 06 ② XCC AE 7 H 13 Pour chaque modèle le constructeur donne la vitesse maxi de fonctionnement XCC MG 7 C 0908 35

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 4 Vitesse maximale mécanique Si on fait tourner le codeur au-delà de cette fréquence : il y a risque de destruction mécanique (roulement…) comme pour tous les codeurs exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc: NM (fréquence de rotation Maximale du codeur) ① XCC AD 0 G 06 ② XCC AE 7 H 13 XCC MG 7 C 0908 36