Эта плата квадратурного энкодера предназначена для работы с металлическими микроредукторами Pololu путем установки двух инфракрасных отражательных датчиков внутри ступицы колеса Pololu размером 42×19 мм и измерения перемещения двенадцати зубцов вдоль обода колеса. Два датчика разнесены таким образом, чтобы формировать сигналы, сдвинутые по фазе примерно на 90 градусов, что позволяет определить направление вращения и обеспечивает четыре отсчета на зуб с разрешением 48 отсчетов на один оборот колеса. Каждый аналоговый сигнал датчика подается на компаратор с гистерезисом для обеспечения бесперебойных цифровых выходных сигналов. Компактная компоновка платы позволяет разместить все компоненты внутри ступицы и шины, что позволяет монтировать плату между двигателем и шасси. Кодер откалиброван для работы при напряжении от 4,5 В до 5,5 В, но его можно перекалибровать для работы при напряжении 3,3 В.

Пример кода для кодеров предоставляется вместе с библиотекой Pololu AVR. В примере показано, как энкодеры можно использовать с контроллерами роботов на базе AVR, включая контроллеры роботов Orangutan и платформу Arduino.

Если вам нужен более крупный двигатель со встроенным квадратурным энкодером более высокого разрешения, ознакомьтесь с нашим металлическим редукторным двигателем 37D мм с энкодером 64 CPR.

Примечание:Этот кодер предназначен для работы с нашими 5:1 до 298:1микрометаллические редукторные двигатели. Двигатели в комплект не входят и приобретаются отдельно. Этот кодерне будет работатьс передаточным отношением 1000:1 наших микрометаллических мотор-редукторов из-за более длинного редуктора.

• Рабочее напряжение: от 4,5 В до 5,5 В (энкодер может быть модифицирован для более низких напряжений)
• два цифровых выхода (квадратурные)
• Потребляемый ток 14 мА при 5,0 В
• 48 отсчетов на оборот (линейное разрешение чуть менее 3 мм или 1/8 дюйма)
• небольшой размер: помещается между двигателем и шасси.
• вес: 1,6 г (0,06 унции)

Энкодер разработан так, чтобы соответствовать контуру расширенных кронштейнов микромотор-редуктора, которые в свою очередь предназначены для работы с колесом Pololu 42×19 мм и микромотор-редукторами Pololu из металла, поэтому большинство приложений, которые могут использовать этот кронштейн, не должны требовать значительных или никаких модификаций, хотя следует отметить, что толщина печатной платы 1/16 дюйма изменит высоту шасси относительно колеса. Для удобства мы предлагаем набор энкодеров, который включает в себя два энкодера, пару колес 42×19 мм и пару расширенных кронштейнов; микромотор-редукторы из металла продаются отдельно. Эти энкодеры совместимы только с колесом 42×19 мм,расширенныйкронштейн микроредукторного двигателя и версии от 5:1 до 298:1микрометаллические редукторные двигатели.

Силовые и выходные соединения выведены на конец печатной платы под клеммами двигателя, что позволяет проложить проводку ко всем шести клеммам одновременно. Провода можно припаять непосредственно к силовым и выходным контактным площадкам сквозного отверстия, или можно использовать некоторые разъемы с шагом 0,1 дюйма, например, наши 0,1-дюймовые гнездовые или 0,1-дюймовые штыревые разъемы.

Два выхода энкодера представляют собой цифровые выходы, которые можно напрямую подключить к цифровым входным контактам большинства микроконтроллеров (рекомендуются входы, которые могут генерировать прерывания при изменении). При 48 изменениях состояния за один оборот 42-миллиметрового колеса скорость 1 м/с (чуть более 3 футов в секунду) генерирует примерно 360 изменений состояния в секунду. При одновременном использовании двух энкодеров, как в случае большинства роботов с дифференциальным приводом, энкодеры будут требовать внимания почти каждую миллисекунду. Декодирование выходных сигналов энкодера должно занять всего несколько процентов вычислительной мощности высокопроизводительного микроконтроллера, такого как Atmel AVR, используемого в контроллерах робота Pololu Orangutan, но энкодеры могут быть трудно использовать с более медленными микроконтроллерами без доступных внешних прерываний.

Осциллограмма выходных сигналов энкодера при вращении колеса со скоростью 630 об/мин.

Энкодер откалиброван для работы при напряжении 5,0 В, но его можно модифицировать для работы при напряжении 3,3 В. Модификация состоит из двух этапов: уменьшение токоограничивающего сопротивления ИК-излучателя и калибровка для двух фототранзисторных датчиков (упрощенная принципиальная схема энкодера показана ниже). Ограничивающее ток сопротивление ИК-излучателя для двух излучателей, включенных последовательно, реализуется резисторами R1 и R4; Обход R4 коротким замыканием вдвое уменьшает сопротивление от питания до светодиодов. R4 маркируется на печатной плате методом шелкографии; Один из простых способов обойти это — припаять тонкий сплошной провод (например, вывод резистора мощностью 1/4 Вт) к обеим сторонам резистора, а затем отрезать излишки провода. При шунтированном резисторе и подаче на цепь напряжения 3,3 В энкодер будет потреблять приблизительно 10 мА.

Принципиальная схема энкодера для колеса Pololu 42×19 мм.

Далее необходимо откалибровать энкодер (для компенсации тусклости ИК-светодиодов). Каждый канал имеет отдельный подстроечный потенциометр, который можно настроить таким образом, чтобы при постоянной скорости вращения колеса выходной сигнал канала представлял собой прямоугольную волну с коэффициентом заполнения 50%. Проще всего это сделать с помощью осциллографа, подключенного к выходам, но это также можно сделать с помощью микроконтроллера, запрограммированного на измерение рабочего цикла выходов. Если коэффициент заполнения слишком высок (или вообще отсутствуют низкие импульсы), потенциометр следует повернуть по часовой стрелке; Если рабочий цикл слишком мал, потенциометр следует повернуть против часовой стрелки.

Примечание:Подстроечный потенциометр очень мал, и его можно повредить, используя отвертку неподходящего размера.

Удлиненная пара кронштейнов для мотор-редуктора Pololu Micro Metal

Колесо Pololu 42x19 мм Пара

TB6612FNG Держатель привода с двумя двигателями