Spis treści:
Enkoder to urządzenie zdolne do przekształcania ruchu mechanicznego na sygnały elektryczne. Znajduje zastosowanie w aplikacjach wymagających dokładnego określenia pozycji kątowej, przesunięcia, a także ilości obrotów elementów mechanicznych. Enkodery są wykorzystywane m.in. w maszynach przemysłowych, urządzeniach codziennego użytku, robotach i wielu innych. Kompatybilność z platformą Arduino umożliwia łatwą integrację enkoderów z szerokim zakresem mikrokontrolerów. Oznacza to możliwość realizacji zaawansowanych projektów, w tym robotyki i systemów automatyzacji. Jakie są rodzaje enkoderów i co jeszcze warto o nich wiedzieć?
Rodzaje enkoderów
Poszczególne typy enkoderów różnią się od siebie sposobem działania i zastosowaniem, dzięki czemu można je dopasować do specyficznych wymagań projektowych. Enkodery obrotowe służą do pomiaru kąta obrotu. To podstawowy typ enkodera wykorzystywany w wielu aplikacjach. Z kolei enkodery magnetyczne wykorzystują pola magnetyczne do detekcji ruchu. Zapewniają wysoką odporność na zabrudzenia i wibracje.
Enkodery optyczne oferują wysoką precyzję pomiaru dzięki wykorzystaniu światła. Idealnie nadają się do zastosowań wymagających dużej dokładności. Enkodery impulsowe generują sygnały w formie impulsów, które mogą być łatwo odczytywane przez mikrokontrolery, takie jak Arduino. Integracja enkoderów z Arduino jest uproszczona dzięki dostępnym bibliotekom i przykładowym skryptom, które można znaleźć m.in. na forach. Oznacza to szybsze projektowanie i implementowanie systemów opartych na tych komponentach.
Jak wybrać enkoder?
Przy wyborze enkodera kompatybilnego z Arduino, należy zwrócić szczególną uwagę m.in. na rozdzielczość enkodera. Ten parametr określa, jak dokładne pomiary będą wykonywane przez urządzenia. Wyższa rozdzielczość oznacza większą precyzję. Kolejną istotną kwestią jest interfejs komunikacyjny.
Ważne, aby enkoder był kompatybilny z portami wejścia/wyjścia dostępnymi w wybranym modelu Arduino. Wybrane enkodery są wyposażone w dodatkowe funkcje i elementy, takie jak wbudowane przyciski oraz regulatory, które mogą być przydatne w niektórych projektach. W zależności od wymagań projektowych, należy wybrać między enkoderem obrotowym, magnetycznym, optycznym i impulsowym.
Enkodery kompatybilne z Arduino – przykładowe zastosowanie
Enkodery kompatybilne z mikrokontrolerem Arduino znajdują zastosowanie m.in. w systemach pozycjonowania do precyzyjnego określania pozycji elementów mechanicznych. Z kolei w robotyce są wykorzystywane do kontrolowania ruchów robotów (m.in. kończyn i kół). Kolejnym zastosowaniem są urządzenia pomiarowe wykorzystywane do precyzyjnego pomiaru prędkości obrotowej i odległości.
Enkoder kompatybilny z Arduino
Moduł Waveshare 9533 jest wyposażony w pokrętło z przyciskiem. Ma prosty interfejs użytkownika dla systemów opartych na mikrokontrolerze Arduino. Umożliwia dokładne określenie pozycji, kierunku, odległości i prędkości obrotów.
Moduł pracuje w zakresie napięć od 3 V do 5,3 V, co zapewnia kompatybilność z większością układów Arduino. Wysyła sygnał cyfrowy na wyprowadzenia SIA i SIB, umożliwiając łatwą integrację z mikrokontrolerami.
Zintegrowany przycisk w pokrętle pozwala na dodatkowe interakcje użytkownika z systemem. Enkoder Waveshare 9533 może być wykorzystany do sterowania parametrami, w tym do regulacji głośności, jasności ekranu i czułości podłączonych sensorów. Kolejnym zastosowaniem jest nawigacja w menu. Ułatwia poruszanie się po interfejsie użytkownika w projektach z wyświetlaczem.
Rozdzielczość enkodera wynosi 20 kroków na obrót o 360 stopni. Natomiast wymiary modułu to 32 × 15 mm. Dzięki dołączonemu przewodowi połączeniowemu z końcówkami żeńskimi moduł łatwo integruje się z platformą Arduino. Wystarczy podłączyć wyprowadzenia SIA, SIB i SW do odpowiednich pinów mikrokontrolera, aby rozpocząć pracę z enkoderem.
Enkoder obrotowy kompatybilny z Arduino
Enkoder obrotowy NeoPixel – I2C – STEMMA QT / Q to nowoczesny moduł kompatybilny z mikrokontrolerem Arduino. Urządzenie to jest wyposażone w układ SAMD09 i wykorzystuje komunikację poprzez interfejs I2C. Ponadto ma wbudowane złącza STEMMA QT / Qwiic oraz pola lutownicze zapewniające proste i szybkie podłączenie do modułu.
Enkoder obrotowy jest wyposażony w konfigurowalne diody NeoPixel. Urządzenie jest zasilane napięciem od 3 V do 5 V i ma adres interfejsu I2C ustawiony na 0x36. Wymiary modułu to 25,6 × 25,3 × 4,6 mm, natomiast masa to 2,4 g. Enkoder jest oferowany w zestawie z listwą goldpin 1×6 o rastrze 2,54 mm przeznaczoną do samodzielnego wlutowania.
Enkoder magnetyczny kompatybilny z Arduino
Enkoder magnetyczny 12-bit AS5600 to zaawansowany moduł wyposażony w enkoder magnetyczny o wysokiej, 12-bitowej rozdzielczości. Jest dokładniejszy niż tradycyjne potencjometry, ponieważ działa bezkontaktowo i nie ma ograniczeń kąta obrotu. Dzięki czujnikowi Halla enkoder AS5600 jest w stanie wykryć zmiany kierunku pola magnetycznego bez jakiegokolwiek fizycznego kontaktu z magnesem.
Zintegrowany konwerter A/D 12-bitowy przetwarza sygnał magnetyczny na cyfrową wartość, umożliwiając uzyskanie 4096 pozycji na obrót. Maksymalny kąt obrotu jest programowalny w zakresie od 18° do 360°, zapewniając dużą elastyczność w dostosowywaniu parametrów pomiarowych do konkretnych wymagań aplikacji.
Dodatkowe informacje o enkoderze AS5600
Enkoder komunikuje się poprzez interfejs I2C (domyślny adres 0x36), który ułatwia integrację z systemami opartymi na Arduino i innymi mikrokontrolerami. Dodatkowo moduł ma wyjście analogowe/PWM, które może być wykorzystane do bezpośredniej komunikacji z systemami sterowania.
Złącze Grove zapewnia szybkie i wygodne połączenie z nakładką Base Shield i innymi kompatybilnymi systemami. Enkoder AS5600 zasilany jest napięciem od 3,3 V do 5 V i wyróżnia się niskim poborem prądu. Oznacza to, że jest odpowiedni do zastosowań mobilnych i bateryjnych. Jego niezawodność i precyzja sprawiają, że doskonale nadaje się do projektów inżynierskich, automatyzacji, robotyki i wielu innych aplikacji.
