Arduino 로터리 엔코더 – Arduino와 함께 로터리 엔코더를 사용하기 위한 지침

Arduino 회전 인코더는 견고한 구조와 정밀한 디지털 제어로 인해 CNC 기계, 로봇 및 프린터에도 유용합니다.

Arduino 로터리 엔코더 프로젝트에서 작업 중이고 도움이 필요하다면 올바른 위치에 있습니다.

오늘의 기사에서는 로터리 엔코더, 구성, 유형, 작동, 예 ​​및 응용 프로그램을 살펴봅니다.

로타리 인코더란 무엇입니까?

그림 1:회전식 인코더

샤프트 또는 액슬의 각도 위치 또는 동작을 결정하는 전자 기계식 위치 센서입니다.

그런 다음 각도 위치 데이터를 디지털 또는 아날로그 출력 신호로 변환합니다.

로터리 인코더 핀아웃

그림 2:로터리 인코더 핀아웃

• VCC- 3.3 또는 5V의 공급 전압
• GND- 접지
• SW- 활성 로우 버튼
• CLK(출력 A) - 양방향 회전을 결정하기 위한 출력 펄스
• DT(출력 B)- CLK를 90도 지연시키고 회전 방향을 결정합니다. 

로타리 인코더의 종류

그림 3:13개의 트랙이 있는 그레이 코드 앱솔루트 로터리 인코더

출처:위키미디어

절대 인코더

광검출기, 광원, 디스크 및 신호 조절기로 구성됩니다. 정전 시 위치 정보를 유지하고 전원이 들어오면 다시 시작합니다.

또한 제어되는 기계의 물리적 위치와 엔코더 값 사이의 관계는 어셈블리에서 설정됩니다. 위치 정확도를 유지하기 위해 보정 지점으로 다시 시작할 필요가 없습니다.

증분 인코더

증분 인코더는 전원이 켜지면 0에서 카운트를 시작하고 위치 변경을 즉시 보고합니다. 그러나 절대적인 위치를 유지하지는 않습니다. 위치 판독을 시작하려면 모니터링 시스템을 고정된 기준점으로 이동해야 합니다.

로타리 인코더는 어떻게 작동합니까?

그림 4:로터리 인코더의 작동

두 개의 접점 핀 A, B와 공통 접지 핀 C가 있습니다. 노브 A와 B 접점 핀 C를 회전 순서로 돌리면 신호가 생성됩니다. 또한 부호는 서로 90도 위상이 다릅니다(직교 인코딩).

노브를 시계 방향으로 돌리면 A 핀이 먼저 연결되고 B가 연결됩니다. 또한 노브를 시계 반대 방향으로 돌리면 반대 현상이 발생합니다.

그런 다음 회전 방향을 결정하기 위해 핀이 접지에 연결되고 분리되는 시점을 추적할 수 있습니다.

로타리 인코더를 선택하는 방법은 무엇입니까?

증분 인코더 또는 앱솔루트 인코더?

비용 대비 용량 비율이 더 좋은 것을 선택하거나 시작 중에 원점으로 돌아가거나 그렇지 않은 것을 선택하십시오. 또한 소음 내성과 최고 속도에 따라 하나를 선택하십시오.

얼마나 많은 해상도가 필요합니까?

필요한 정밀도와 장비 비용에 맞는 것을 선택하십시오. 따라서 중고 기계 정밀도의 1/2에서 4분의 1 정도의 해상도를 선택해야 합니다.

크기

설치 공간은 사용하는 회전축의 종류를 고려하십시오. 참고로 샤프트는 속이 비어 있거나 일반일 수 있습니다.

허용된 샤프트 하중

엔코더를 선택할 때 장착 방법이 샤프트의 하중과 기계적 수명에 어떤 영향을 미치는지 고려하십시오.

최대 허용 속도

사용 중 기계적 최대 속도를 고려하여 선택하십시오.

최대 응답 빈도

함께 사용하는 경우 장치 샤프트의 최대 속도를 기준으로 선택하십시오.

최대 응답 주파수 =(회전(RPM)/60) * 분해능.

사양에서 최대 응답 주파수 값에 대해 어느 정도 여유가 있는 것을 선택해야 합니다.

보호 수준

작업 환경에 존재하는 먼지, 기름, 물에 따라 모델을 선택하십시오.

• 먼지 전용:IP50
• 물 또는 오일 존재:IP52(f), IP64(f)
• 기름 있음:내유성 선택

샤프트의 시동 토크

이 경우 시동 토크를 고려하십시오.

출력 회로 유형

여기서 신호 주파수, 전송 거리, 노이즈 및 연결 장치를 고려하십시오.

로타리 인코더의 장점 및 단점

그림 5:3D 프린터 및 CNC 기계용 스테퍼 모터 및 타이밍 풀리 기계 부품

장점

• 고해상도
• 저비용 피드백
• 높은 정확도와 신뢰성
• 컴팩트
• 디지털 및 광학 기술 결합

단점

• 무선 및 자기 신호가 자기 인코더와 간섭
• 직사광이 광학 인코더와 간섭
• 기름, 먼지 및 먼지의 영향

로터리 인코더 Arduino 예제

기본 예

Arduino 보드, LCD, 전위차계, 연결 전선 및 브레드보드가 필요합니다. 아래와 같이 연결합니다.

모듈의 +V 핀을 Arduino의 5V 핀에 연결하고 설정을 접지합니다. 그런 다음 CLK 및 DT 핀을 각각 디지털 핀 2와 3에 연결합니다.

로터리 인코더를 사용하여 스테퍼 모터 제어

Arduino 보드, 스테퍼 모터 및 드라이버 보드, 회전식 인코더, 브레드보드가 필요합니다.

인코더 GND를 Arduino GND에 연결하고 +를 Arduino 5V 핀에 연결합니다. 또한 DT를 Arduino 아날로그 핀 5에 연결하고 CLK를 Arduino 아날로그 핀 4에 연결합니다.

로터리 인코더로 서보 모터 제어

로터리 인코더는 로봇 팔과 같은 물체의 정확한 위치가 필요한 프로젝트에서 매우 중요합니다.

서보모터의 갈색/검정선을 접지하여 사용하십시오. 또한 서보 모터의 적색선을 5V 전원에 연결합니다. 마지막으로 주황색/노란색 전선을 PWM 지원 핀 9에 연결합니다. 

결론

지금까지 살펴본 것처럼 많은 프로젝트에 Arduino와 함께 회전식 인코더를 사용할 수 있습니다. 사용이 간편하고 다재다능하며 저렴합니다. 프로젝트에 도움이 필요하거나 설명이 필요한 회색 영역이 있는 경우 Google에 문의하세요.