LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES DUTILISATIONS Codeur

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Codeur Position ou vitesse d’un plateau tournant 1

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Codeur Position ou vitesse d’un mobile en translation 2

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS Codeur Mesure de longueur 3

LES CODEURS DE POSITIONS A EXEMPLES D’UTILISATIONS 4

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX 5

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 1 fonctionnement interne 1 0 Codeur rotatif 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 3 Le nombre de voies Voie A Voie B Voie Z Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies notées: A B et Z; . 8

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies Décalage de T/4 entre les voies A et B Sortie A du codeur 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; . Décalage visible sur le disque 9

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies t Certain codeurs émettent les deux signaux des voies A et B à partir d’une seule piste. Dans ce cas les deux capteurs sont décalés d’un quart de pas. 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 (A condition que le déplacement ait toujours lieu dans le même sens) codeur Voie A ou B Compteur d’impulsions Calcul des caractéristiques du déplacement Position Vitesse Accélération Base de temps API 11

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies b) Utilisation des voies A et B Elles permettent de déterminer le sens de rotation à l’aide d’un API (voir le TP : détection du sens de rotation avec un codeur vu en première année sur le chariot filo-guidé. Voie A codeur Voie B Détermination du sens de rotation Sens trigo Sens horaire API 12

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies b) 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 pour le sens horaire 13

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies b) 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 pour le sens horaire Equation du sens horaire SH = A. B +A. B 14

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies C) Nécessité d’une prise d’origine Ce 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 inductif POM Came mobile Détecteur POM Sortie Z du codeur Détecteur inductif 15

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies C) Nécessité d’une prise d’origine Ce 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. POM Détecteur inductif Came mobile Détecteur POM Sortie Z du codeur Détecteur inductif 16

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 17

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 18

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 3 Le nombre de voies d) amélioration de la résolution Des dispositifs optiques permettent d’obtenir un flux lumineux suffisant malgré la finesse des raies. Source lumineuse Condenseur Réticule de balayage Disque gradué Eléments piézo-électriques 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 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 20

LES CODEURS DE POSITIONS B LES CODEURS INCRÉMENTAUX B 6 Configuration linéaire Codeur linéaire Le principe est le même que pour les codeurs rotatif. La technologie repose sur une règle en verre gravées qui remplace le disque du codeur rotatif. 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. 1100101 23

C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis Exemple = un codeur absolu 8 bits Il comporte 8 pistes. Chaque piste est lu par un détecteur optique. Les 8 détecteurs optiques sont situés sur un même rayon. 24

C LES CODEURS ABSOLUS C Signaux émis Exemple de lecture d’une Exemple de lecture position. d’une position Le bit de poids faible est sur la piste extérieure. 1 1 001 01 0 Le nombre lu sera : 0 1 0 0 1 1 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. 25

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis a) Etude de l’influence du codage utilisé sur les aléas de lecture 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 Il s’agit du code binaire naturel. 26

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. 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!!! 27

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!!! 28

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS C 1 Signaux émis a) Sortie codée en en ? ? ? ? binaire naturel. Il existe une 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. 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. 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 32

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. 33

LES CODEURS DE POSITIONS C LES CODEURS ABSOLUS Codeur absolu linéaire Codeur absolu rotatif 34

Fin 35