麦克纳姆轮全方位移动机器人国内第一品牌
行业应用   Application


 
增量式编码器采集模块产品介绍
一、增量式编码器
        编码器广泛用于位置和角度的测量,可分为绝对式编码器与增量式编码器。绝对式编码器其特点是输出信号与旋转位置一一对应,但其精度不高,而且成本较高。而增量式编码器其输出信号为脉冲信号,其脉冲个数与相对旋转位移有关,而与旋转的绝对位置无关,其精度较高,而且其成本相对较低。如果预先设定一个基准位置,则可以利用增量式编码器实现绝对式编码器的功能,也即可以测出旋转的绝对位置。

        增量式编码器按其输出可以分为差分式与非差分式,它们的输出信号均为脉冲信号,非差分输出一般有AB两相脉冲,其高电平接近编码器的工作电源电压,而差分输出一般有A相、A非相、B相与B非相,A相与A非相互为反相,B相与B非相互为反相,它们的高电平只有编码器工作电源电压的一半,这就是差分的含义。不管是差分式还是非差分式的编码器,A相与B相的波形完全相同,仅是存在90°相差。增量式编码器的工作特点如图1所示。
图1 增量式编码器输出脉冲典型波形
 
        编码器只有两个旋转方向,逆时针旋转对应的脉冲输出波形对应图1从左向右的波形,顺时针旋转对应的脉冲输出波形对应图1从右到左的波形。如果增量式编码器顺时针旋转,则A相滞后B相90°,而如果逆时针旋转,则B相滞后A相90°。而且,编码器各相的输出电平完全取决于其旋转位置。编码器旋转一周,A相与B相所输出的脉冲数相同,其脉冲数决定了编码器的精度,通过从编码器读取脉冲数,则可以计算出其相对的角位移量。如果有一个预置的位置,则可以计算出其绝对位置。

二、增量式编码器采集模块
        我公司自主研发的增量式编码器采集模块,可以同时采集四组AB相差分编码器信号,差模输入电压5V-24V均可检测,最大采样率为800KHz,支持RS485 Modbus RTU标准协议,便于系统集成和管控。
图2 增量式编码器采集模块
 
供电电压 5V - 24V
差模输入电压 5V - 24V
采样信号 AB相差分
采样通道 4组
通信方式 RS485 Modbus RTU
设备地址 1 - 255 拨码配置
波特率 9600、19200、76800、115200 拨码配置
最大采样率 800KHz
外壳尺寸 100*70*25 mm
表1 增量式编码器采集模块参数
 
        用户可以通过RS485接口将编码器每转输出脉冲数、电机减速比、车轮直径、轴距等关键参数配置到采集模块的EEPROM中,编码器采集模块根据编码器的脉冲信号和以上关键参数计算用户两次读取时间间隔内车轮的运动距离和车体的当前位姿信息(需明确运动模型)。

        由于通过编码器计算车体位姿信息具有累积误差,所以需要定期修正车体位姿信息,用户可以通过RS485接口将车体位姿信息配置到采集模块中,从而将编码器与其他修正传感器融合使用,获得连续准确的车体位姿信息。
 


分享: