चतुर्भुज एनकोडर माप कैसे करें

एनकोडर और एप्लिकेशन अवलोकन <br> एनकोडर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस है जिसका उपयोग यांत्रिक गति या लक्ष्य स्थिति को मापने के लिए किया जा सकता है। अधिकांश एनकोडर पल्स ट्रेनों के रूप में विद्युत संकेत प्रदान करने के लिए ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग करते हैं, जिसे बदले में गति, दिशा या स्थिति की जानकारी में परिवर्तित किया जा सकता है।

शाफ्ट के घूर्णी आंदोलन को मापने के लिए रोटरी एन्कोडर्स का उपयोग किया जा सकता है। चित्रा 1 एक रोटरी एनकोडर के मूल घटकों को दिखाता है, जिसमें एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी), एक कोड व्हील और कोड व्हील के पीछे एक प्रकाश सेंसर शामिल है। इस कोड व्हील को एक घूर्णन शाफ्ट पर रखा जाता है, जिसमें अपारदर्शी और प्रकाश-प्रसार करने वाले प्रशंसक के आकार के क्षेत्रों में एक एन्कोडेड रूप में व्यवस्थित होता है। जब कोड व्हील घूमता है, तो अपारदर्शी क्षेत्र प्रकाश को अवरुद्ध कर देता है, और प्रकाश-प्रसारित करने वाले क्षेत्र प्रकाश से गुजरने की अनुमति देते हैं। यह वर्ग-लहर दालों का उत्पादन करता है जिसे इसी स्थिति या गति की जानकारी में संकलित किया जा सकता है। एनकोडर को आमतौर पर प्रति क्रांति 100 से 6000 क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है। इससे पता चलता है कि एक 100-सेक्टर एनकोडर 3.6 डिग्री सटीकता प्रदान कर सकता है जबकि 6000-सेक्टर एनकोडर 0.06 डिग्री सटीकता प्रदान कर सकता है।

रैखिक एनकोडर रोटरी एनकोडर की तरह काम करते हैं। यह रोटरी एनकोडर को बदलने के लिए एक निश्चित, अपारदर्शी पट्टी का उपयोग करता है, अपारदर्शी स्ट्रिप सतह पर कुछ हल्के-ट्रांसमिसिव अंतराल के साथ, और एलईडी डिटेक्टर असेंबली मूविंग बॉडी से जुड़ी होती है।

चित्रा 1. एक ऑप्टिकल एनकोडर के घटक

केवल एक पल्स आउटपुट एनकोडर रोटेशन कोण को निर्धारित नहीं कर सकता है, इसलिए यह उपयोगी नहीं है। यदि दो कोड चैनलों का उपयोग किया जाता है, और उनके क्षेत्रों के बीच चरण का अंतर 90 डिग्री है (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है), क्वाडरेचर एनकोडर के दो आउटपुट चैनल स्थिति और रोटेशन दिशा की दो जानकारी निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि चैनल ए चरण का नेतृत्व करता है, तो एनकोडर दक्षिणावर्त घूमता है। यदि चैनल बी चरण का नेतृत्व करता है, तो कोड व्हील वामावर्त घूमता है। इसलिए, दालों की संख्या और संकेतों ए, बी के बीच सापेक्ष चरण की जानकारी की निगरानी करके, एक ही समय में रोटेशन की स्थिति और दिशा की जानकारी प्राप्त करना संभव है।

चित्रा 2. क्वाडरेचर एनकोडर ए और बी के आउटपुट सिग्नल

इसके अलावा, कुछ चतुर्भुज एन्कोडर्स में एक तीसरा आउटपुट चैनल भी शामिल है जिसे शून्य सिग्नल या संदर्भ संकेत कहा जाता है। इस चैनल के प्रत्येक रोटेशन के लिए एक एकल पल्स आउटपुट है। आप संदर्भ स्थिति की सही गणना करने के लिए इस एकल पल्स का उपयोग कर सकते हैं। अधिकांश एन्कोडर्स में, इस सिग्नल को जेड एक्सिस या इंडेक्स कहा जाता है।

अब तक, इस लेख ने एक एकल-समाप्त वृद्धिशील द्विघात एनकोडर पेश किया। क्योंकि ए और बी दोनों संकेतों को जमीन पर संदर्भित किया जाता है, उन्हें एकल-समाप्त कहा जाता है और प्रत्येक सिग्नल में केवल एक (या केवल एक) लाइन होती है। एक और आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला एनकोडर एक डिफरेंशियल एनकोडर है, और इसके ए और बी सिग्नल में दो तार होते हैं। ए सिग्नल की दो लाइनें एक 'और ए, और बी सिग्नल की दो लाइनें क्रमशः बी' और बी हैं। क्योंकि ये चार लाइनें हमेशा एक ज्ञात स्तर (0V या VCC) का उत्पादन करती हैं, इस संरचना को पुश-पुल संरचना भी कहा जाता है। जब A VCC है, A '0V है। इसके विपरीत, जब A 0V है, A 'VCC है। एकल-समाप्त एनकोडर के मामले में, A या तो VCC या फ्लोटिंग है। विभेदक पहचान का उपयोग करने से संकेत की सटीकता सुनिश्चित हो सकती है, इसलिए अंतर एनकोडर आमतौर पर बड़े विद्युत शोर के साथ वातावरण में उपयोग किए जा सकते हैं।

एक वृद्धिशील एनकोडर के साथ, केवल स्थिति परिवर्तन जानकारी (जिसमें से गति गति और त्वरण की गणना की जा सकती है) को मापा जा सकता है, लेकिन लक्ष्य की पूर्ण स्थिति निर्धारित नहीं की जा सकती है। यहां, हम एक तीसरे प्रकार के एनकोडर का परिचय देंगे: निरपेक्ष एनकोडर, जो लक्ष्य की पूर्ण स्थिति प्राप्त कर सकता है। इस एनकोडर, वृद्धिशील एनकोडर की तरह, बारी -बारी से अपारदर्शी क्षेत्र और पारदर्शी क्षेत्र हैं। हालांकि, एक पूर्ण एनकोडर एक लक्ष्य रिंग की तरह, एक गाढ़ा कोड चैनल बनाने के लिए एनकोडर के कोड व्हील पर एक बहु-घटक क्षेत्र का उपयोग करता है। संकेंद्रित कोड पथ एनकोडर कोड के केंद्र से शुरू होता है और कोड बोर्ड के बाहर तक बाहर की ओर फैलता है। प्रत्येक कोड चैनल में अपनी आंतरिक परत की तुलना में विभाजन दोगुना होता है। पहली परत, अंतरतम कोड चैनल, में केवल एक प्रकाश-प्रसार क्षेत्र और एक अपारदर्शी क्षेत्र है; केंद्र में दूसरी परत में दो प्रकाश-ट्रांसमिटिंग सेक्टर और दो अपारदर्शी क्षेत्र हैं; और तीसरे कोड चैनल के लिए चार लाइट-ट्रांसमिटिंग सेक्टर और अपारदर्शी क्षेत्र हैं। यदि एनकोडर में 10 लेयर कोड चैनल हैं, तो सबसे बाहरी कोड चैनल में 512 सेक्टर हैं; यदि 16 लेयर कोड चैनल हैं, तो बाहरी कोड चैनल में 32,767 सेक्टर हैं।

क्योंकि निरपेक्ष एनकोडर में प्रति कोड चैनल के एक से अधिक सेक्टर से अधिक से अधिक सेक्टर होते हैं, इसके अंदर एक से अधिक सेक्टर की संख्या एक बाइनरी काउंटिंग सिस्टम बनाती है। इस प्रकार के एनकोडर में, कोड व्हील पर प्रत्येक कोड चैनल एक प्रकाश स्रोत और एक रिसीवर से मेल खाता है। इसका मतलब यह है कि एक 10-परत एनकोडर को प्रकाश स्रोतों और रिसीवर के 10 समूहों की आवश्यकता होती है, जबकि 16-परत एनकोडर को प्रकाश स्रोतों और रिसीवर के 16 समूहों की आवश्यकता होती है।

एक पूर्ण एनकोडर का लाभ यह है कि आप एनकोडर की गति को कम कर सकते हैं और एनकोडर के कोडर को संपूर्ण मशीन गति चक्र के दौरान केवल एक क्रांति कर सकते हैं। यदि मशीन 10 इंच की यात्रा करती है और एनकोडर में 16 बिट्स की सटीकता होती है, तो मशीन की स्थिति की सटीकता 10/65,536 या 0.00015 इंच है। यदि मशीन लंबे समय तक यात्रा करती है, जैसे कि 6 फीट, तो एक मोटे रोटरी एनकोडर यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि प्रत्येक पैर को ट्रैक किया जाता है; एक दूसरा चरण, जिसे एक बढ़िया रोटरी एनकोडर कहा जाता है, 1 फुट के भीतर दूरी को ट्रैक कर सकता है। इसका मतलब है कि आप मोटे एनकोडर को समायोजित कर सकते हैं ताकि यह पूरे 6-फुट की दूरी के आसपास घूमे; आप पतले एनकोडर को भी समायोजित कर सकते हैं ताकि यह 1 फुट (या 12 इंच) की एक सीमा को हल कर सके।

माप के लिए एक एनकोडर का उपयोग करने के लिए एनकोडर <br> का उपयोग करने के लिए कैसे मापें , एक बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, काउंटर होना चाहिए। मूल काउंटर अपने कई इनपुट चैनलों के माध्यम से एक मूल्य उत्पन्न करता है जो पता चला किनारों की संख्या को इंगित करता है (यानी तरंग में निम्न से उच्च या उच्च से उच्च से उच्च परिवर्तन)। अधिकांश काउंटरों में तीन परस्पर संबंधित इनपुट-थ्रेशोल्ड, स्रोत और अप/डाउन चयन होते हैं। काउंटर स्रोत इनपुट में घटनाओं की संख्या को रिकॉर्ड करता है और अप/डाउन चयन लाइन की स्थिति के अनुसार ऊपर या नीचे गिना जाता है। उदाहरण के लिए: यदि अप/डाउन स्टेटस बिट "उच्च" है तो काउंटर गिना जाता है; यदि अप/डाउन स्टेटस बिट "कम" है तो काउंटर नीचे गिना जाता है। चित्रा 3 एक सरलीकृत काउंटर ब्लॉक आरेख दिखाता है।

चित्रा 3. काउंटर का सरलीकृत मॉडल

एनकोडर में आमतौर पर 5 तार होते हैं जिन्हें कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है। अलग -अलग एनकोडर, इन लाइनों का रंग समान नहीं है। आप इन तारों का उपयोग एनकोडर को पावर देने और ए, बी और जेड सिग्नल को पढ़ने के लिए कर सकते हैं। चित्रा 4 एक वृद्धिशील एनकोडर के लिए एक विशिष्ट इंटरफ़ेस परिभाषा दिखाता है।

चित्रा 4. वृद्धिशील एनकोडर इंटरफ़ेस

अगला कदम यह तय करना है कि इन लाइनों को कहां जोड़ा जाना चाहिए। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सिग्नल ए स्रोत टर्मिनल से जुड़ा हुआ है और इसके सिग्नल में दालों को गिना जाता है। सिग्नल बी अप/डाउन चयन पोर्ट से जुड़ा हुआ है। किसी भी +5V डीसी बिजली की आपूर्ति को पावर और ग्राउंड कनेक्शन से कनेक्ट करें-अधिकांश मामलों में, डेटा अधिग्रहण डिवाइस के लिए केवल एक डिजिटल लाइन पर्याप्त है।

चूंकि सिग्नल किनारों की गिनती की जाती है, अगली बात आपको इस बात पर विचार करने की आवश्यकता है कि इन मूल्यों को स्थिति की जानकारी में कैसे परिवर्तित किया जाना चाहिए। एज वैल्यू को स्थिति की जानकारी में परिवर्तित करने की प्रक्रिया उपयोग किए गए एन्कोडिंग के प्रकार पर निर्भर करती है। एन्कोडिंग के तीन बुनियादी प्रकार हैं: X1, X2 और X4।

X1 एन्कोडिंग

चित्रा 5 एक द्विघात अवधि और इसके संबंधित X1 एन्कोडिंग प्रकार के लिए प्लस-माइनस काउंट की संख्या को दर्शाता है। जब चैनल ए चैनल बी का नेतृत्व करता है, तो वृद्धि चैनल ए के बढ़ते किनारे पर होती है। जब चैनल बी चैनल ए का नेतृत्व करता है, तो चैनल ए के गिरने वाले किनारे पर घटता है।

चित्रा 5. X1 एन्कोडिंग

एक्स 2 एन्कोडिंग

X2 एन्कोडिंग उपरोक्त प्रक्रिया के समान है, सिवाय इसके कि काउंटर के प्रत्येक किनारे की गिनती एक चैनल को बढ़ाया या घटाया जाता है, जिसके आधार पर चैनल को चैनल किया जा रहा है। काउंटर का मान 2 से बढ़ेगा या प्रत्येक चक्र में 2 से घट जाएगा, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है।

चित्रा 6. x2 एन्कोडिंग

X4 एन्कोडिंग

X4 कोडिंग मोड में, काउंटर भी चैनल A और B के प्रत्येक किनारे पर बढ़ता है या घटता है। क्या काउंटरों की संख्या बढ़ जाती है या घट जाती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस चैनल का नेतृत्व होता है। काउंटरों की संख्या 4 से बढ़ेगी या हर चक्र में 4 घट जाएगी।

एक बार जब आप एन्कोडिंग प्रकार और पल्स काउंट प्रकार सेट कर लेते हैं, तो आप संख्यात्मक जानकारी को स्थिति में बदलने के लिए निम्न सूत्र का उपयोग कर सकते हैं:

रोटेशन की स्थिति के लिए

रोटेशन राशि

जहां एन = शाफ्ट के प्रत्येक रोटेशन के दौरान एनकोडर द्वारा उत्पन्न दालों की संख्या

x = एन्कोडिंग प्रकार

रैखिक स्थिति के लिए

विस्थापन

जहां पीपीआई = पल्स प्रति इंच (यह पैरामीटर चयनित एनकोडर से संबंधित है)

इस खंड में एनकोडर को इंस्ट्रूमेंट <br> से जोड़ते हुए , एक उदाहरण के रूप में NI CDAQ-9172 चेसिस और NI 9401 C सीरीज़ डिजिटल I/O मॉड्यूल लें। विभिन्न मापने वाले उपकरणों और उपकरणों का उपयोग करना इस प्रक्रिया के समान है।

इस्तेमाल हुए उपकरण:

CDAQ-9172: NI COMPACTDAQ 8-स्लॉट हाई-स्पीड USB चेसिस

NI 9401: 8-चैनल, 5 V/TTL उच्च गति, द्विदिश डिजिटल I/O मॉड्यूल

24 पल्स/रोटेशन द्विघात एनकोडर

NI 9401 में एक डी-सब कनेक्टर है जो 8 डिजिटल चैनलों के लिए कनेक्टिविटी प्रदान करता है। प्रत्येक चैनल में एक डिजिटल I/O पोर्ट होता है जिसे डिजिटल इनपुट या आउटपुट डिवाइस से जोड़ा जा सकता है। केवल चेसिस पर 5 वें और 6 वें स्लॉट के माध्यम से आप CDAQ-9172 में दो काउंटरों से जुड़ सकते हैं; इसलिए, 9401 को 5 वें स्लॉट में डालें।

इन विशिष्टताओं के अनुसार, एनकोडर पर कनेक्शन ए पिन 14 से जुड़ा हुआ है और कनेक्शन बी पिन 17 से जुड़ा है और "5 वीडीसी पावर" किसी भी अप्रयुक्त डिजिट लाइन से "उच्च" से जुड़ा है। "" किसी भी COM पोर्ट से कनेक्ट करें।

मापना शुरू करना

अब जब एनकोडर माप डिवाइस से जुड़ा हो गया है, तो आप इस डेटा को अवलोकन और विश्लेषण के लिए कंप्यूटर पर स्थानांतरित करने के लिए नी लैबव्यू ग्राफिकल प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं।

से अंश: नी "सामान्य माप गाइड"