¿Qué es un codificador rotatorio incremental?

¿Qué es un codificador incremental?

Un codificador rotatorio incremental proporciona salidas cíclicas (solo) cuando se gira el codificador.Pueden ser mecánicos, ópticos o magnéticos.El tipo mecánico requiere antirrebote y normalmente se utiliza como potenciómetros digitales en equipos, incluidos dispositivos de consumo.La mayoría de los equipos de sonido domésticos y de automóviles modernos utilizan codificadores giratorios mecánicos para controlar el volumen.Debido a que los interruptores mecánicos requieren antirrebote, los de tipo mecánico tienen limitaciones en las velocidades de rotación que pueden manejar.El codificador rotatorio incremental es el más utilizado de todos los codificadores rotatorios debido a su bajo costo y su capacidad de proporcionar señales que pueden interpretarse fácilmente para proporcionar información relacionada con el movimiento, como la velocidad.

El hecho de que los codificadores incrementales utilicen sólo dos sensores no compromete su resolución.Se pueden encontrar en el mercado codificadores incrementales con hasta 10.000 conteos por revolución o más.

Puede haber una tercera salida opcional: referencia o 'índice', que ocurre una vez en cada turno.Se utiliza cuando se necesita una referencia absoluta, como en sistemas de posicionamiento.La salida del índice suele estar etiquetada como Z.

El tipo óptico se utiliza cuando se encuentran velocidades más altas o se requiere un mayor grado de precisión.

Los codificadores incrementales se utilizan para rastrear el movimiento y pueden usarse para determinar la posición y la velocidad.Este puede ser un movimiento lineal o giratorio.Como se puede determinar la dirección, se pueden realizar mediciones muy precisas.

Emplean dos salidas llamadas A y B, que se denominan salidas en cuadratura, ya que están desfasadas 90 grados.

El diagrama de estado:

Las dos formas de onda de salida están desfasadas 90 grados, que es lo que significa cuadratura.Estas señales se decodifican para producir un pulso de cuenta ascendente o un pulso de cuenta regresiva.Para la decodificación en software, las salidas A y B se leen mediante software, ya sea mediante una interrupción en cualquier flanco o mediante sondeo, y la tabla anterior se utiliza para decodificar la dirección.Por ejemplo, si el último valor fue 00 y el valor actual es 01, el dispositivo se ha movido medio paso en el sentido de las agujas del reloj.Los tipos mecánicos se eliminarían primero al requerir que el mismo valor (válido) se lea una cierta cantidad de veces antes de reconocer un cambio de estado.

En codificadores con retenes hay diferentes formas de cambiar de estado.En algunos, tanto A como B siempre están en circuito abierto en los retenes, y se produce un ciclo de conmutación completo 00 → 00 durante la transición de un retén al siguiente.Otros tienen retenes de valor alternativo 00 y 11, con tiempos de conmutación escalonados durante la transición entre retenes.

Además, algunos codificadores incrementales emiten una señal 'Z'.Una vez en cada rotación, esta señal Z aumenta normalmente 90 grados (eléctricos), exactamente en la misma posición.Esto puede usarse como un punto de referencia preciso.Algunos codificadores incrementales también tienen señales diferenciales adicionales, llamadas '/A', '/B' y '/Z'.Estas señales son señales invertidas 'A', 'B' y 'Z'.Los controladores pueden comparar cada par ('A' debe ser igual a '/A') invertido para garantizar que no haya errores durante la transmisión.

Un observador, como un microprocesador, leerá (muestreará) la salida del codificador.El observador necesita muestrear la salida del codificador con suficiente frecuencia para no perder ningún cambio de código.Si el codificador gira demasiado rápido, entonces el observador puede perder un cambio de salida del codificador, por lo que verá una transición no válida, como 00 → 11, y se confundirá.Para esa transición, el observador no sabe en qué dirección giró el codificador: puede haber avanzado (00 → 01 → 11) o hacia atrás (00 → 10 → 11).Si el codificador gira aún más rápido, entonces se podrían perder múltiples cambios de salida y el observador podría equivocarse en la dirección.Considere la secuencia de avance 00 → 01 → 11 → 10 (3 pasos hacia adelante).Si el codificador gira demasiado rápido, el observador puede ver solo la primera (00) y la cuarta (10) salidas y concluir que la codificación realizó una transición legal de 00 → 10 (1 paso hacia atrás).

Este mismo principio se utiliza en los ratones de bola para rastrear si el ratón se mueve hacia la derecha/izquierda o hacia adelante/atrás.

Los codificadores rotatorios con una única salida (es decir, pulsadores) no se pueden utilizar para detectar la dirección del movimiento.Son muy adecuados para sistemas que miden variables de velocidad de movimiento.En determinadas aplicaciones, se pueden utilizar para medir la distancia de movimiento.