Codeurs incrémentaux

 

Un codeur incrémental possède généralement plusieurs voies :

  • Voie Z donnant une impulsion par tour
  • Voie A donnant n impulsions par tour
  • Voie B identique à la voie A, mais dont les signaux sont déphasés de ±90° électriques ce qui permet de déterminer le sens de rotation

La simple utilisation d’une bascule permet d’obtenir une information logique concernant le sens de rotation : 
      

                        Sens 1                                          Sens 2

 

 

 

 

 

 

    - dans le sens 1 pendant le front montant du signal A,
       le signal B est à 0.

    - dans le sens 2 pendant le front montant du signal A,

       le signal B est à 1.   

Dans un codeur SinCos (Sinus Cosinus) on dispose en plus des données du codeur incrémental d'une information de position absolue donnée par des enroulements décalés de 90° (comme dans un résolveur). La combinaison et la numérisation de ces signaux permet d'obtenir des résolutions particulièrement élevées correspondant à bien moins qu'une minute d'angle.

Résolution du codeur

  • Lorsque le système de traitement n'utilise que les fronts montants de la voie A, la résolution est égale au nombre de points n .
  • Si le système de traitement utilise les fronts montants et descendants de la voie A, la résolution est de 2n .
  • Si le système de traitement utilise les fronts des deux voies la résolution est multilié par 4 soit 4n .

Exemple de caractéristiques du codeur incrémental (codeur "Leroy Somer")

 

Sorties

Deux voies en quadrature complétées
Top 0 complété
Trois voies en commutation complétées

Interface de sortieSelon spécificatioon EIA 422 (voir raccordement codeur)
Nombre de points par tour4096 ppt pour moteur 2000 et 3000 tr/min (16384 impulsions par tour)
Fréquence de sortie maxi300 Htz
Vitesse maxi codeur9000 tr/min (vitesse mécanique)
Voies de commutation3x3 pistes par tour sur moteurs 6 pôles (moteurs 75 à 142) ou 3x4 pistes par tour sur moteurs 8 pôles (moteur 190)
Tension d'alimentation5 Volts ±10%
Courant de sortie50 mA à 150 mA maximum à vide ; 300 mA à 300 kHz

 

Raccordement du codeur incrémental

 

Le raccordement est effectué par broche. Les notices industrielles donnent les indications utiles sur le brochage.

Le câble codeur doit être composé de 8 paires torsadées regroupées dans un blindage général. Chaque paire torsadée est affectée à une voie et à son complément. La paire utilisée pour l’alimentation (5V et 0V) doit être de section 1 mm² afin d’éviter la chute de tension sur les câbles longs. Dans un souci de souplesse, le blindage général doit être tressé. La qualité du raccordement des blindages aux extrémités est essentielle .

  Principe

Ils sont basés sur un principe de balayage optique :

La lumière émise par une DEL traverse un disque transparent porteur  d'un nombre n de marques opaques et atteind un ensemple de photodiodes ou de phototransistors qui transforment le flux lumineux recueilli en signal électrique. Ce signal sera ensuite mis en forme par l'électronique (signal rectangulaire ou sinusoïdal et permettra le pilotage du variateur associé au moteur.

n est appelé nombre de points du codeur. La mesure forunie est relative car on ne mesure qu'un déplacement et si l'on ne connait pas la position de l'arbre au démarrage, il est impossible de connaitre sa position.

Si l'on ne peut pas réaliser un alignement magnétique (repère fixe au départ) du fait d'un frein ou de la charge à entraîner, il faut utiliser une solution donnant un repère avant de commencer à compter les impulsions dues au déplacement.

Le codeur incrémental est surtout utilisé dans les systèmes dont le traitement de l'information est entièrement numérique. Ses impulsions sont comptabilisés de façon à donner une information concernant la position (nombre d'implusions délivrées depuis une position origine) et/ou une information concernant la vitesse (nombre d'impulsions par unité de temps). Dans ce dernier cas, il évite l'emploi d'une génératrice tachymétrique (il est cependant peu précis aux très basses fréquances de rotation).

Codeurs incrémentaux