Codificador rotatorio 1

Codificador rotatorio

Codificador absoluto de Código Gray con 13pistas. En la parte superior se puede ver el

receptáculo, el disco del interruptor y la fuente deluz,. En la parte inferior se puede ver el elemento

de detección y componentes de soporte

Un codificador rotatorio, también llamado codificador del eje ogenerador de pulsos, suele ser un dispositivo electromecánico usadopara convertir la posición angular de un eje a un código digital, lo quelo convierte en una clase de transductor. Estos dispositivos se utilizanen robótica, en lentes fotográficas de última generación, en dispositivosde entrada de ordenador (tales como el ratón y el trackball), y enplataformas de radar rotatorias. Hay dos tipos principales: absoluto eincremental (relativo).

Codificador rotatorio absoluto

Construcción

El tipo absoluto produce un código digital único para cada ángulodistinto del eje.

Se corta un patrón complejo en una hoja de metal y se pone en un discoaislador, que está fijado al eje. También se coloca una fila de contactosdeslizantes a lo largo del radio del disco. Mientras que el disco rota conel eje, algunos de los contactos tocan el metal, mientras que otros caenen los huecos donde se ha cortado el metal. La hoja de metal estáconectada con una fuente de corriente eléctrica, y cada contacto estáconectado con un sensor eléctrico separado. Se diseña el patrón demetal de tal forma que cada posición posible del eje cree un códigobinario único en el cual algunos de los contactos esté conectado con lafuente de corriente (es decir encendido) y otros no (apagados). Estecódigo se puede leer por un dispositivo controlador, tal como unmicroprocesador, para determinar el ángulo del eje.

Codificador rotatorio 2

Codificación binaria estándar

Codificador rotativo para dispositivos de medidasde ángulo con marcas en el sistema binario de 3bits.. El anillo interior corresponde a un contacto1 en la tabla. Sectores de negro son "on". El ceroestá en el lado derecho, incrementando el ángulo

con giro a izquierdas.

Un ejemplo de un código binario en un codificador extremadamentesimplificado con solamente tres contactos, se demuestra abajo:

Sector Contacto 1 Contacto 2 Contacto 3 Ángulo

1 OFF OFF OFF 0º a 45º

2 OFF OFF ON 45º a 90º

3 OFF ON OFF 90º a 135º

4 OFF ON ON 135º a 180º

5 ON OFF OFF 180º a 225º

6 ON OFF ON 225º a 270º

7 ON ON OFF 270º a 315º

8 ON ON ON 315º a 360º

Generalmente, si hay n contactos, el número de posiciones distintas del eje es 2n. En este ejemplo, n es 3, así que hay23, es decir, 8 posiciones.En el ejemplo anterior, los contactos producen una cuenta binaria a medida que el disco gira. Sin embargo, esto tienela desventaja de que si el disco para entre dos sectores adyacentes, o los contactos no se alinean perfectamente, esimposible determinar el ángulo del eje. Para ilustrar este problema, se considera que el ángulo del eje cambia de179.9º a 180.1º (sector 4 a sector 5). En cierto instante, según la tabla anterior, el patrón del contacto cambiará de"OFF-ON-ON" a "ON-OFF-OFF". Sin embargo, no sucede realmente. En un dispositivo práctico, los contactosnunca se alinean perfectamente, de modo que cada uno cambiará en diverso momento. Si el contacto 1 cambiaprimero, seguido por el contacto 3 y luego el contacto 2, por ejemplo, la secuencia real de códigos será:•• OFF-ON-ON (Posición de salida)•• ON-ON-ON (Primero, se activa el contacto 1)•• ON-ON-OFF (Después se desactiva el contacto 3)•• ON-OFF-OFF (Por último, se desactiva el contacto 2)Ahora, mira los sectores que corresponden a estos códigos en la tabla. Así, de la secuencia de los códigosproducidos, parece que el eje saltó del sector 4 al sector 8, entonces volvió al sector 7, y luego al sector 5, que es

Codificador rotatorio 3

donde se esperaba encontrarlo. En muchos casos, este comportamiento es indeseable y podría fallar. Por ejemplo, siel codificador fuera utilizado en un brazo robótico el contorlador pensaría que el brazo estaba en la posiciónincorrecta. Para corregir el error, intentaría girarlo 180º, pudiendo dañarlo.

Codificación con código de Gray

Codificador rotativo para dispositivos de medidasde ángulo con marcas en el sistema en código

Gray (BRGC) (binario de 3 bits). El anillointerior corresponde al contacto 1 en la tabla.Sectores en negro son "on". El cero está en el

lado derecho, incrementando el ángulo con giro aizquierdas.

Para evitar el problema anterior, se utiliza el Código Gray. Éste es unsistema de código binario en el cual dos códigos adyacentes sólo sediferencian en una posición. Para entrar en contacto con el ejemplodado arriba, la versión Grey-Cifrada será la siguiente:

Sector Contacto 1 Contacto 2 Contacto 3 Ángulo

1 OFF OFF OFF 0º a 45º

2 OFF OFF ON 45º a 90º

3 OFF ON ON 90º a 135º

4 OFF ON OFF 135º a 180º

5 ON ON OFF 180º a 225º

6 ON ON ON 225º a 270º

7 ON OFF ON 270º a 315º

8 ON OFF OFF 315º a 360º

En este ejemplo, la transición del sector 4 al sector 5, como el resto de las transiciones, implica solamente uno de loscontactos que cambian su estado de encendido a apagado o viceversa. Esto significa que la secuencia de los códigosincorrectos demostrados en la ilustración anterior no puede suceder aquí.

Codificador rotatorio 4

Codificador rotatorio relativo

Codificador ROD 420

El codificador rotatorio relativo (también llamado codificadorincremental) se utiliza cuando los métodos de codificación absolutossean demasiado incómodos (debido al tamaño del disco modelado).Este método también utiliza un disco unido al eje, pero este disco esmucho más pequeño marcado con una gran cantidad de líneas de laparte radial como los radios de una rueda. El interruptor óptico,parecido a un fotodiodo, genera un pulso eléctrico cada vez que una delas líneas pase a través de su campo visual. Un circuito de controlelectrónico cuenta los pulsos para determinar el ángulo con el cual eleje da vuelta.

Este sistema, en su forma más simple, no puede medir el ángulo absoluto del eje. Puede medir solamente el cambioen ángulo concerniente a cierto dato arbitrario, tal como posición del eje cuando la energía fue encendida. Estaincertidumbre no es un problema para los dispositivos de entrada de la computadora tales como ratones y Trackball.Cuando la posición absoluta debe ser sabida, un segundo sensor puede ser agregado que detecta que el eje pasa porsu posición cero.El segundo problema de este sistema es que no puede decir qué dirección está rotando el eje. Para superar esteproblema, el sensor óptico se debe aumentar a dos sensores colocados en ángulos diversos alrededor del eje. Ladirección de rotación se puede deducir en orden en la cual los dos sensores detecten cada línea radial. Este tipo decodificador se conoce como codificador de la cuadratura.

Codificador rotatorio limitadoSi el fabricante mueve un contacto a una diversa posición angular (en la misma distancia del eje del centro), despuésel patrón correspondiente al anillo necesita ser rotado el mismo ángulo para dar la misma salida. Si el segmento mássignificativo (el anillo interno en el cuadro 1) se rota bastante, empareja exactamente el anillo hacia afuera.Por muchos años, Torsten Sillke y otros matemáticos creyeron que era imposible codificar la posición respecto a unlimitado de modo que las posiciones consecutivas diferencian en solamente un sensor, a excepción del sensor 2,codificador de la cuadratura de la uno-pista. Sin embargo, en 1996, Paterson y Brandestini publicaron un papel quedemostraba que era posible, con varios ejemplos.

Uso industrialLa variante de la cuadratura es la más frecuente de uso industrial, aún cuando es sofisticado y los transductoresabsolutos más resistentes han estado en el mercado por un tiempo. La mayoría de los usos están satisfechos con unafunción autoguiada hacia el blanco inicial en energía hasta que alcanzan la colocación absoluta deseada. El cableadosimple está asociado a los codificadores de la cuadratura. Y como tal, ha llegado a ser notablemente más barato queel resto de las operaciones de precisión. El único competidor serio que ha notado es el discernidor de imágenes. Estoserá debido al discernidor de imágenes que es capaz de soportar así mismo los ambientes del picadillo como elfuncionamiento de líquidos.[cita requerida]

Otra tendencia que puede suceder son los transductores modernos que se diseñan al salir la cuadratura mientrasseñala que no son realmente codificadores de la cuadratura en todos.Durante los años 1980 y 1990, el mouse, con el interior rotatorio de dos codificadores de la cuadratura era popularcomo socio al fenómeno de interfaz gráfica de usuario de levantamiento. Este aparato iba a ser utilizado comoestación de trabajo pero fue considerado una aceptación mucho más grande para la computadora.

Codificador rotatorio 5

El codificador rotatorio vio que una declinación rápida en este papel como el ratón óptico llegó más lejos en laescena en el año 2000. Como nota lateral, estos "opticales" también producen la cuadratura que señala, aún cuando elmercado masivo de la PC ha utilizado siempre el puerto serial del comando para recolectar los deltas.Un ejemplo de codificadores tanto rotativos como lineales es la marca TR Electronic, marca alemana pionera en elmundo de los sistemas de posicionamiento, especializada en todo tipo de codificadores sobre todo para usoindustrial.

Enlaces externos• "Encoders incrementales" [1] Fotocélula y efecto Hall.• "Heidenhain" [2] Líder mundial en tecnología del encoder.• "Hohner Automáticos S.L." [3] Único fabricante español de encoders incrementales y absolutos

Referencias[1] http:/ / sites. google. com/ site/ proyectosroboticos/ encoder[2] http:/ / www. heidenhain. es[3] http:/ / www. hohner. es

Fuentes y contribuyentes del artículo 6

Fuentes y contribuyentes del artículoCodificador rotatorio  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=57293969  Contribuyentes: Allforrous, Biasoli, Bucho, Camel lapobla, Chrihern, DCarrasco, Hidoy kukyo, Ilvidel,Jordipic, Leonpolanco, Mcapdevila, Oceano2012, Rosarinagazo, Yodigo, 17 ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo: Gray code rotary encoder 13-track opened.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Gray_code_rotary_encoder_13-track_opened.jpg  Licencia: Public Domain Contribuyentes: Mike1024Image: Encoder disc (3-Bit binary).svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Encoder_disc_(3-Bit_binary).svg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0Unported  Contribuyentes: en:User:CburnettImage: Encoder Disc (3-Bit).svg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Encoder_Disc_(3-Bit).svg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: jjbeardFile:ROD420 HEIDENHAIN.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ROD420_HEIDENHAIN.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution 3.0  Contribuyentes: VictorKorniyenko

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