Enkoder inkrementalny czy potencjometr precyzyjny, problem w wyborze...

[mazur89]

Witam serdecznie użytkowników, jako że jest to mój pierwszy post na owym forum 🙂.

Stoję przed doborem sensoryki do swojego projektu. Wartością, która muszę zmierzyć jest zmiana kąta (w dwie strony, od poziomu "zerowego"). Wyniki będą przetwarzane przez jakąś atmegę. I tu powstaje pytanie, co powinienem wybrać. Enkoder inkrementalny, czy potencjometr precyzyjny.

Potencjometr jest przede wszystkim sporo tańszy. Tylko czy deklarowana tolerancja rzędu 5% jest rzeczywiście osiągalna ?

Zastanawiałem się ewentualnie nad takim enkoderem:

http://www.enkodery.pl/download/mok30.pdf

Ogromnym plusem jest wyjściowy sygnał 5V.

Na jakie ewentualne trudności w zastosowaniu praktycznym mogę się natknąć?

Pozdrawiam !

[mactro]

A obroty czego będziesz mierzyć i w jakim zakresie?

[mazur89]

A obroty czego będziesz mierzyć i w jakim zakresie?

Elektryczny kąt obrotu 240° wystarczy w zupełności. Rozdzielczość na jakiej by mi zależało to tak około 1°.

Pozdrawiam 🙂

[BlackJack]

Czyli potrzebujesz enkoder o minimalnej rozdzielczości 360 impulsów jak chcesz dokładność 1°, lepsza byłaby 720, ale takiej chyba nie znajdziesz, bo wobit wg. dokumentacji ma 500 i 1000, co daje nieciekawe kąty.

Potencjometr wcale tańszy nie jest, bo musiał by być liniowy (charakterystyka) i o małej tolerancji od 1 do 0,25%, a taki jednak może kosztować sporo. Znaczy sie mniej niż enkoder, ale taki 0,25% poniżej 40zł chyba nie zejdzie.

He.. 🤣 nawet trafiłem z ceną:

http://www.seguro.pl/sklep/?zobacz=2938&producent=

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[mazur89]

Sygnał z potencjometru musiał by być chyba kondycjonowany prawda, aby zszedł do tych 5V?

Czy można znaleźć potencjometr jednoobrotowy precyzyjny, o maksymalnym woltażu wyjściowym 5V? Z reguły znajduję maksymalne napięcie wyjściowe rzędu kilkunastu/kilkudziesięciu voltów, a takie coś bez kondycjonowania rzecz jasna nie przejdzie..

Pozdrawiam i dzięki wielkie za wszelkie odpowiedzi 🙂

[Elvis]

W przypadku enkodera inkrementalnego błędy będą się kumulować. Konieczne więc byłoby dodanie układu zerowania położenie i powrót to takiego miejsca co pewien czas.

Potencjometr nie ma takiej wady, działa jak enkoder absolutny.

A co do dokładności to głównie zależy od jakości potencjometru oraz jakości przetwarzania sygnału.

Jeśli po każdym pomiarze układ wraca do poziomu "zerowego" i jesteś w stanie łatwo dodać układ zerowania, to enkoder sprawdzi się bardzo dobrze.

Natomiast jeśli układ ma się np. wychylić, a później przez pewien czas wykonywać ruchy bez powrotu do zera, to polecam potencjometr.

Największą wadą potencjometru jest jego zużywanie się. Z czasem jego parametry będą ulegały pogorszeniu.

[OldSkull]

mazur89: potencjometry nie dają same w sobie napięcia na wyjście. Tzn. dają, ale potencjometry są urządzeniami biernymi, dokładniej mówiąc: regulowanymi dzielnikami napięcia. Zakres napięć na wyjściu zależy od napięcia na wejściu.

Chyba, że mowa np. o "potencjometrach magnetycznych" czy innych, które jednakże z potencjometrami nie mają nic wspólnego, może poza tym, że mają oś. Są nimi np. układy z rezolwerami.

Potencjometry maja niewątpliwie tą wadę, że się zużywają. Z drugiej strony znajdują się np. w serwach i tam działają całkiem sprawnie. Zależy jakiej oczekujesz żywotności, częstotliwości zmian nastaw, zmiany działania w czasie itd.

[MirekCz]

W przypadku enkodera inkrementalnego błędy będą się kumulować.

Jakie błędy???

Ja mogę zaoferować enkodery magnetyczne. Mam już działające prototypy z rozdzielczością do 4096 pozycji/obrót (czyli ok 0,1stopnia). Całość można prosto zamontować - na koniec elementu obrotowego montujemy magnes, a naprzeciwko magnesu ustawiamy mój moduł z układem scalonym.

Najprostsze wyjście to po prostu sygnał PWM o wypełnieniu równym pozycji wału.

Cena modułu prototypowego z magnesem to 90zł/szt. Moduł ma listwy kołkowe 2,54mm więc łatwo można podłączyć go do własnego układu. Poza PWM jest też dostępna komunikacja SPI.

W razie pytań zapraszam na PW.

[mazur89]

Old skull oczywiście, że masz rację z tym potencjometrem i napięciem wyjściowym to nie wiem co sobie w pustym łbie ubzdurałem... Aż mi głupio 😉

Układ miałby być zerowany co ruch, dlatego enkoder w ogóle wchodzi w rachubę 🙂

Dzięki za wszelkie odpowiedzi jeszcze trochę poszukam 🙂

[GAndaLF]

MirekCz - enkodery inkrementalne mają właśnie błędy związane z niedokładną pozycją zerowania o czym wspomniał Elvis. Jeżeli zaczniesz od wartości zerowej, dojdziesz do jakiegoś pułapu i cofniesz w miejsce początkowe to enkoder nie musi wskazywać dokładnie zera. Jest to coś w rodzaju histerezy. Dlatego przed pomiarem powinno się enkoder zerować w pozycji początkowej, jeżeli w niej nie jest, aby wpływ tych błędów zminimalizować. Badanie tego błędu jest realizowane na politechnikach w ramach laborek z tymi enkoderami.

[OldSkull]

To jest akurat bzdura, różnica będzie się zawierać w najmniejszej podziałce + ew. nierówności wymiarów poszczególnych pól. Enkoderów inkrementalnych używa się w robotach przemysłowych, nie mają problemów z powtarzalnością pozycjonowania.

[GAndaLF]

no nie wiem to może my mieliśmy jakieś gorszej jakości bo widziałem na własne oczy, że coś takiego występuje

[Elvis]

Ja też widziałem na własne oczy jak takie błędy wyglądają. Na labkach tego nie przerabiałem, za to w pracy wielokrotnie.

Oczywiście, że enkodery są wykorzystywane, ale nie są takie proste w użyciu jak mogą się wydawać.

Zapewniam, że błędy będą dużo większe niż +- jedna podziałka. Ale to trzeba "na własnej skórze" doświadczyć, żeby uwierzyć.

Jako jedno ze źródeł problemów polecam sprawdzić co dzieje się podczas drgania - jeśli tarcza enkodera zatrzyma się na granicy między poziomami odczytu. Jeśli do tego dodamy problem zmiany kierunku ruchu, to robi się bardzo wesoło.

Główna wada jest taka, że jak już raz "zgubimy" krok enkodera, to nie tylko o tym nie wiem, ale kolejne gubienia mogą się dodawać do naszego błędu. Stąd po pewnym czasie działania błędy mogą być znaczne.

[OldSkull]

Trzeba pilnować obu kanałów, aby oba zbocza się zgadzały i ignorować pojawienia się tych samych zbocz pod rząd - ponieważ taka sytuacja to na pewno drgania bądź zakłócenia. Robiłem odometrię na enkoderach 10k i problemów nie było żadnych o ile było uwzględnione to o czym mówię. Tylko, że na liniach sygnałowych były kondensatory 100n, aby zakłócenia wysokiej częstotliwości były tłumione i całość działała znakomicie. Kondycjonowanie sygnału może być potrzebne - ale jest przydatne niemal zawsze.

Jeśli chodzi o samo zerowanie, to są enkodery z dodatkowym kanałem w którym jest tylko jedna szparka - pozwalająca na zerowanie. Jednakże enkodery są dość drogie - mazur89, jaki budżet? Kupić możesz nawet enkoder absolutny (jeśli pieniądze nie są problemem). Możesz też poszukać czujników mających inną zasadę działania, np. indukcyjne lub magnetyczne. Podałeś bardzo mało informacji, nic o warunkach pracy, kosztach i innych ograniczeniach i wymaganiach.

[mazur89]

Witam, wybaczcie za ograniczoną ilość informacji.

Warunki pracy stałe jeżeli idzie o temp/wilgotność. Pomiary dynamiczne (sprawdzany będzie wychył młota charpy'ego), ale stosunkowo rzadkie, zakładam że udarność próbek będzie badana z reguły na laboratoriach.

Pewnym problemem jest, że nie wiem jak potencjometr zachowa się przy sporych przyspieszeniach(9,81m/s^2).

Jeżeli idzie o fundusze - im mniej tym lepiej. Gdyby nie były ograniczone od razu bym brał coś z tarczą Gray'a, ale po pierwsze cena zaporowa, a po drugie taka dokładnosć to walenie z armaty do wróbla.

Drgania nie są problemem, nie powinny mieć wpływu na tarczę w enkoderze. Co do opisywanych problemów z obrotami lewo/prawo też pierwsze słyszę...

Zastanawiam się jeszcze nad tymi enkoderami magnetycznymi. Słyszałem, że w bardzo przystępnej cenie można samemu wykonać takie cudo, ale póki co nie zagłębiałem się w ten temat więc muszę tę sprawę zostawić na weekend kiedy będę miał trochę wiecej "wolnego" czasu 🙂

Pozdrawiam !🙂