Codificador Rotativo Arduino – Uma Diretriz para Usar Codificadores Rotativos Com Arduino

O codificador rotativo Arduino é útil em máquinas CNC, robótica e até impressoras devido à sua construção sólida e controle digital fino.

Se você está trabalhando em um projeto de codificador rotativo Arduino e precisa de ajuda, está no lugar certo.

O artigo de hoje analisa o codificador rotativo, sua configuração, tipos, funcionamento, exemplos e aplicações.

O que é um Codificador Rotary?

Fig 1:Um Codificador Rotary

É um sensor de posição eletromecânico que determina a posição ou movimento angular de um eixo ou eixo.

Em seguida, converte os dados de posição angular em sinais de saída digitais ou analógicos.

Pinagem do codificador rotativo

Fig 2:Pinagem do codificador rotativo

• VCC- Tensão de alimentação de 3,3 ou 5V
• GND- Terra
• SW- botão baixo ativo
• CLK (Saída A)- Pulso de saída para determinar a rotação em qualquer direção
• DT (Saída B)- Atrasa CLK em 90 graus e determina a direção de rotação 

Tipos de Codificador Rotary

Fig 3:Um codificador rotativo absoluto de código cinza com 13 faixas

Fonte:Wikimedia

Codificador Absoluto

Consiste em um fotodetector, uma fonte de luz, um disco e um condicionador de sinal. Ele retém as informações de posição quando a energia é perdida e retoma quando volta.

Além disso, a relação entre a posição física do maquinário controlado e o valor do codificador é definida na montagem. Você não precisa retornar a um ponto de calibração para manter a precisão da posição.

Codificador incremental

Os codificadores incrementais começam sua contagem em zero quando ligados e relatam imediatamente as mudanças de posição. No entanto, não mantém sua posição absoluta. Você terá que mover um sistema de monitoramento para um ponto de referência fixo para iniciar uma leitura de posição.

Como funciona o Rotary Encoder？

Fig 4:Funcionamento de um codificador Rotary

Ele tem dois pinos de contato, A e B, e um pino de aterramento comum, C. Quando você gira os botões de contato A e B do pino C na ordem de rotação, eles produzem sinais. Além disso, os sinais estão 90 graus defasados ​​entre si (codificação em quadratura).

Quando você gira o botão no sentido horário, o pino A se conecta primeiro, seguido pelo B. Além disso, o oposto acontece quando você gira o botão no sentido anti-horário.

Podemos então rastrear quando os pinos se conectam e se desconectam do solo para determinar a direção de rotação.

Como escolher o codificador Rotary？

Codificador incremental ou absoluto?

Escolha um com melhor relação custo/capacidade ou um que retorne ou não à origem durante a inicialização. Além disso, escolha um dependendo da tolerância ao ruído e da velocidade máxima.

Qual ​​é a resolução necessária?

Escolha um que corresponda à precisão necessária e ao custo do equipamento. Portanto, você deve selecionar um com resolução de ½ a ¼ da precisão da máquina usada.

Dimensões

Considere o tipo de eixo rotativo a ser utilizado em relação ao espaço de montagem. Para sua informação, os eixos podem ser ocos ou regulares.

Carregamento de eixo permitido

Ao escolher um encoder, considere como os métodos de montagem influenciam a carga do eixo e a vida mecânica.

Velocidade máxima permitida

Selecione um considerando sua velocidade mecânica máxima durante o uso.

Frequência máxima de resposta

Selecione um com base na velocidade máxima do eixo do dispositivo quando usado em conjunto.

Frequência máxima de resposta =(Revoluções (RPM)/60) * Resolução.

Certifique-se de selecionar um cujas especificações forneçam certa margem de manobra em relação ao valor máximo da frequência de resposta.

Grau de proteção

Escolha um modelo de acordo com a poeira, óleo e água presentes em seu ambiente de trabalho.

• Somente poeira:IP50
• Presença de água ou óleo:IP52 (f), IP64 (f)
• Óleo presente:selecione os à prova de óleo

Torque de partida do eixo

Neste caso, considere o torque de partida.

Tipo de circuito de saída

Aqui, considere a frequência do sinal, distância de transmissão, ruído e dispositivo de conexão.

Vantagens e desvantagens dos codificadores Rotary

Fig 5:Peça mecânica do motor de passo e da polia de sincronização para impressoras 3D e máquinas CNC

Vantagens

• Alta resolução
• Comentários de baixo custo
• Alta precisão e confiabilidade
• Compacto
• Combina tecnologia digital e óptica

Desvantagens

• Os sinais de rádio e magnéticos interferem nos codificadores magnéticos
• A luz direta interfere nos codificadores ópticos
• Afetado por óleo, sujeira e poeira

Exemplo de codificador rotativo Arduino

Exemplo básico

Você precisará de uma placa Arduino, um LCD, um potenciômetro, fios de conexão e uma placa de ensaio. Conecte como mostrado abaixo.

Conecte o pino +V do módulo ao pino de 5V do Arduino e aterre sua configuração. Em seguida, conecte os pinos CLK e DT aos pinos digitais 2 e 3, respectivamente.

Controle de um motor de passo usando um codificador rotativo

Você precisará de uma placa Arduino, um motor de passo e uma placa de driver, um codificador rotativo e uma placa de ensaio.

Conecte o codificador GND ao Arduino GND e o + ao pino Arduino 5V. Além disso, conecte o DT ao pino analógico 5 do Arduino e o CLK ao pino analógico 4 do Arduino.

Controle o servomotor com codificador rotativo

Os codificadores rotativos são cruciais em projetos que precisam de uma posição precisa de objetos, como o braço de um robô.

Para usar, aterre o fio marrom/preto do servo motor. Além disso, conecte o fio vermelho do servo motor a uma fonte de 5V. Finalmente, o fio laranja/amarelo para o pino 9 habilitado para PWM.

Conclusão

Como vimos, você pode usar um codificador rotativo com Arduino para muitos de seus projetos. Eles são simples de usar, versáteis e baratos de adquirir. Para assistência com seu projeto, ou se você tiver algumas áreas cinzentas que precisam de esclarecimento, entre em contato conosco.