Download - 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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LES CODEURS DE POSITIONS
A EXEMPLES D’UTILISATIONS
Position ou vitesse d’un mobile en translation
Codeur
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LES CODEURS DE POSITIONS
A EXEMPLES D’UTILISATIONS
Mesure de longueur
Codeur
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LES CODEURS DE POSITIONS
A EXEMPLES D’UTILISATIONS
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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
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
: Position angulaire
: Position angulaire
: Position angulaire
notées: A B et Z;.
Décalage visible sur le disque
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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 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
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
LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
b) Utilisation des voies A et B
Sortie A du codeur
Sortie B du codeur : Position angulaire
: Position angulaire
Position à l’instant t
Observez l’état des sorties pour le sens horaire
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Sens horaire Sens trigo
LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
b) Utilisation des voies A et B
Sortie A du codeur
Sortie B du codeur : Position angulaire
: 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
LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 Le nombre de voies
d) amélioration de la résolution
résolution de base Si on ne compte que les fronts montantsSortie 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 76 8
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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
B3 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
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Source lumineuse
Condenseur
Réticule de balayage
Eléments piézo-électriques
LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
un flux lumineux suffisant malgré la finesseDes dispositifs optiques permettent d’obtenir
Disque gradué
B3 Le nombre de voies
d) amélioration de la résolution
des raies.
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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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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LES CODEURS DE POSITIONS
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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
C LES CODEURS ABSOLUS
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 LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
a) Sortie codée en binaire naturel.
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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.
a) Sortie codée en binaire naturel.
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
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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LES CODEURS DE POSITIONS
C LES CODEURS ABSOLUS
Codeur absolu linéaire
Codeur absolu rotatif
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Fin