codeurs_de_positioncodeurs_de_position.ppt

2
LES CODEURS DE POSITIONS
A EXEMPLES D’UTILISATIONS
Position ou vitesse d’un plateau tournant

3
Position ou vitesse d’un mobile en translation

4
Mesure de longueur

5
B LES CODEURS INCRÉMENTAUX

6
B1 fonctionnement interne
La plupart des codeurs utilisent le principe mis en oeuvre dans les
détecteurs de proximité optiques fonctionnant en barrage.

7
B2 Signaux émis
Ces codeurs délivrent à leur sortie une suite d’impulsions si ils
sont mis en mouvement (rotation ou translation).
La résolution
Sortie du codeur
: Position angulaire
Entre 2 impulsions successives le codeur s’est déplacé de
quelques degrés (ou mm), ce déplacement s’appelle la résolution
B2a La résolution: c’est le déplacement angulaire qui
correspond à une période, notée: R en degrés
On ne connaît parfois que le nombre de périodes par
tour, notée: Z en traits par tour, mais cette donnée
permet de calculer R en degrés

8
B2 Signaux émis
B2b Exemples (voir la documentation)
Chercher pour chaque modèle la valeur de Z et de R
 XCC HD 1R18
XCC HF 7B50
 XCC HK 6C80
La résolution: c’est le déplacement angulaire qui correspond à une
période, notée: R en degrés
On ne connaît parfois que le nombre de périodes par
tour, notée: Z en traits par tour, mais cette donnée
permet de calculer R en degrés

9
B3 Le nombre de voies
Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies
notées: A B et Z;.
C’est le cas du modèle  XCC HD 1R18
Voie A
Voie B
Voie Z

10
Sortie A du codeur
Sortie B du codeur
Sortie Z du codeur
Entre ces 2 informations le codeur a fait
1 tour complet
Décalage de T/4
entre les voies A et B
Les codeurs incrémentaux possèdent généralement 3 voies
notées: A B et Z;.
C’est le cas du modèle  XCC HD 1R18

11
a) Utilisation d’une seule voie A (ou B)
Avec une seule voie on peut connaître les caractéristiques de
déplacement d’un mobile:
Accélération
Vitesse
API
Compteur
d’
impulsions
Voie A ou B
codeur
Base de
temps
Calcul des
caractéristiques
du
déplacement
Position
Cet organigramme est développé avec le TP codeur et tachymètre

12
b) Utilisation de la voie Z
La voie Z (pour ZERO) permet en association avec un détecteur
de position de détecter le passage du mobile sur la POM : Prise
Origine Machine (voir préparation du TP : réalisation d’une POM
avec un codeur)
mobile
Détecteur POM
Sortie Z du codeur
POM

13
Sens horaire
Sens trigo
c) Utilisation des voies A et B
Elles permettent de déterminer le sens de rotation à l’aide d’un
API (voir préparation du TP : détection du sens de rotation avec
un codeur)
Voie A
Voie B
API
codeur
Détermination
du sens de
rotation

14
Sens horaire Sens trigo
c) Utilisation des voies A et B
Sortie A du codeur
Sortie B du codeur : Position angulaire
Position à l’instant t
Observez l’état des sorties en fonction du sens de déplacement

15
d) amélioration de la résolution
résolution de base Si on ne compte que les fronts montants
Sortie A du codeur
compteur 0 1 2 3 4
Multiplication par 2 de la résolution Si on compte les fronts
montants ainsi que les fronts descendants
Sortie A du
codeur
: Position
angulaire
compteur 0 1 2 3 4 5 7
6 8

16
d) amélioration de la résolution
Multiplication par 4 de la résolution de base Si on compte les
fronts montants ainsi que les fronts descendants des voies A et B
Sortie A du codeur
Sortie B du codeur
Compteur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

17
e) Utilisation des voies A et Abarre (B et Bbarre, Z et Zbarre)
L’utilisation simultanée de la voie A et Abarre permet de détecter
l’apparition d’un parasite sur une seule voie;
Ce qui est normalement impossible si on utilise une paire torsadée,
revoir le cours sur les transmissions numériques
Indiquez le résultat de l’opération logique A ouex Abarre
A ouex Abarre
Sortie A du codeur
Sortie A barre du codeur
1 1 1 1 1
0
Apparition d’un
parasite

18
B4 technologie de l’étage de sortie
Pour raccorder le codeur à un API il faut en connaître les
caractéristiques électriques de l’étage de sortie;
 XCC HD 1R18
XCC HF 7B50
 XCC HK 6C80
exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc les
renseignements concernant la technologie de
l’étage de sortie

19
B5 La rapidité
La rapidité La commutation des composants
électroniques utilisés dans le codeur limite la fréquence du
signal de sortie, ce qui correspond à une fréquence de rotation
maximale de l’appareil
Pour chaque modèle le constructeur donne la fréquence maxi
de lecture
Comme il s’agit de la fréquence maximale des signaux émis par
le codeur on la notera : fSM (fréquence Sortie codeur Maximale)
Cette donnée permet le calcul de la fréquence de rotation Utile
Maximale du codeur, on la notera NUM

20
B5 La rapidité
La rapidité La commutation des composants
électroniques utilisés dans le codeur limite la fréquence du
signal de sortie, ce qui correspond à une fréquence de rotation
maximale de l’appareil
Pour chaque modèle le constructeur donne la fréquence maxi
de lecture
Comme il s’agit de la fréquence maximale des signaux émis par
le codeur on la notera : fSM (fréquence Sortie codeur Maximale)
Cette donnée permet le calcul de la fréquence de rotation Utile
Maximale du codeur, on la notera NUM
 XCC HD 1R18
XCC HF 7B50
 XCC HK 6C80
exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc fSM
(fréquence Sortie Maximale)
Et calculez NUM (fréquence de rotation Utile
Maximale du codeur)

21
B6 Vitesse maximale mécanique
Si on fait tourner le codeur au-delà de cette fréquence : il y a
risque de destruction mécanique (roulement…)
 XCC HD 1R18
XCC HF 7B50
 XCC HK 6C80
exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc: NM
(fréquence de rotation Maximale du codeur)

22
C LES CODEURS ABSOLUS

23
Les codeurs absolus délivrent un « mot » binaire qui est fonction
de sa position.
C1 Signaux émis
11001010101
Chercher dans la documentation les différents codes proposés.
Par exemple quel est le code utilisé par les codeurs suivants:
 XCC AD 0G06
XCC AE 7H13
 XCC MG 7C 0908

24
a) Sortie codée en ?????????????
C1 Signaux émis
20=1
21=2
22=4
23=8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Valeur de la position:
Quel est le code tracé sur cette figure?
a) Sortie codée en binaire naturel.

25
C1 Signaux émis
20=1
21=2
22=4
23=8
Ce code possède un inconvénient qui a été vu lors de
l’étude des différents codes, lequel?
Zoom sur le passage d’une
position à la suivante
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Une erreur se produit dans
la transmission de
l’information!!!

26
C1 Signaux émis
20=1
21=2
22=4
23=8
Autre possibilité d’évolution des sorties du codeur:
Zoom sur le passage d’une
position à la suivante
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Une erreur se produit dans
la transmission de
l’information!!!

27
a) Sortie codée en ?????????????
C1 Signaux émis
20=1
21=2
22=4
23=8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Proposez un solution pour éviter les erreurs de
transmission
On ajoute une sortie supplémentaire au codeur
Comment doit-on l’utiliser?
Tant que cette sortie est vraie:
- les informations ne sont pas exploitables,
- il ne faut pas les lire.
Sortie de validation de
l’information!!!

28
C1 Signaux émis
20=1
21=2
22=4
23=8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Proposez un solution pour éviter les erreurs de
transmission
On ajoute une sortie supplémentaire au codeur
Comment doit-on l’utiliser?
Tant que cette sortie est vraie:
- les informations ne sont pas exploitables,
- il ne faut pas les lire.
Sortie de validation de
l’information!!!

29
b) Sortie codée en ?????????????
C1 Signaux émis
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
b) Sortie codée en binaire réfléchi
Y-a-t-il une erreur de transmission au moment du
changement de position?
D0
D1
D2
D3

30
C1 Signaux émis
Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux
ont comme caractéristique principale: la résolution
D0
D1
D2
D3
résolution
C1c La résolution.

31
C1 Signaux émis
Les codeurs absolus comme les codeurs incrémentaux
ont comme caractéristique principale: la résolution
D0
D1
D2
D3
résolution
C1c La résolution.
C’est le déplacement angulaire qui correspond à une
position, notée: R en degrés
On ne connaît parfois que le nombre de
bits utilisés pour coder la position, mais
cette donnée permet de calculer R en
degrés

32
C1 Signaux émis
C1c La résolution.
C’est le déplacement angulaire qui correspond à une
position, notée: R en degrés
On ne connaît parfois que le nombre de
bits utilisés pour coder la position, mais
cette donnée permet de calculer R en
degrés
Calculez la résolution des codeurs suivants:
 XCC AD 0G06
XCC AE 7H13
 XCC MG 7C 0908

33
C1 Signaux émis
C1c La résolution.
Calculez la résolution d’un codeur utilisant 12 bits:

34
C2 technologie de l’étage de sortie
Pour raccorder le codeur à un API il faut en connaître les
caractéristiques électriques de l’étage de sortie;
on retrouve les mêmes techniques vues avec le codeur
incrémental : NPN, PNP ou série, mais avec ce codeur il existe
aussi la version transmission en parallèle de la position.

35
C3 rapidité
Pour chaque modèle le constructeur donne la vitesse maxi
de fonctionnement
on retrouve les mêmes problèmes déjà
vus avec le codeur incrémental :
 XCC AD 0G06
XCC AE 7H13
 XCC MG 7C 0908
Recherchez dans la doc vitesse maxi de fonctionnement
des codeurs suivants:

36
 XCC AD 0G06
XCC AE 7H13
 XCC MG 7C 0908
C4 Vitesse maximale mécanique
Si on fait tourner le codeur au-delà de cette fréquence : il y a
risque de destruction mécanique (roulement…) comme pour
tous les codeurs
exemple pour chaque modèle cherchez dans la doc: NM
(fréquence de rotation Maximale du codeur)

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