Encoder Ottico, Principio di Funzionamento e Applicazioni

Encoder ottico incrementale, suo principio di funzionamento e applicazione pratica
del 08/06/09 - di Flaminio Ranzato

Mentre si possono realizzare encoders basandosi su diversi principi quali quello meccanico oppure quello magnetico, in questa breve guida ci occuperemo dell'encoder di tipo ottico. Gli encoder possono registrare movimenti sia in senso rotativo che lineare e possono fornire un risultato assoluto oppure relativo. Gli encoder incrementali misurano l'ampiezza di questo movimento.

Nell'encoder di tipo ottico si ha un raggio di luce che viene rilevato da un sensore ottico e che può essere schermato o meno dal movimento di una superfice rotante su cui sono state praticate delle fessure equidistanti oppure su cui ci sono strisce di materiale riflettente opportunamente distanziate. Il sensore ottico rilevando il raggio luminoso commuta e provvede un voltaggio in uscita, tali variazioni di tensione possono essere processate e quindi contate: ad esempio conoscendo la circonferenza della superficie rotante e quanti impulsi è in grado di generare in un giro completo allora possiamo calcolare l'ampiezza dello spostamento per un determinato numero di impulsi. Un encoder di tipo semplice non è in grado di distinguere il senso di rotazione quindi se questa è la nostra esigenza dovremmo ricorrere ad un più sofisticato tipo di encoder.

Un encoder incrementale capace di rilevare la direzione è basato sul principio di una superficie rotante in cui sono poste striscie di materiale riflettente opportunamente intervallate e abbiamo anche due sorgenti luminose e due sensori ottici. Il primo sensore è posto in modo che punti esattamente il bordo di una striscia riflettente mentre l'altro sensore punta il centro di una striscia non riflettente: muovendo la superficie rotante in un senso il primo sensore si troverà a guardare immediatamente una striscia non riflettente mentre nell'altro senso il secondo sensore si troverà a guardare una striscia riflettente dopo un certo movimento angolare che è esattamente la metà dell'ampiezza della striscia non riflettente. E' il fatto che i due sensori non guardano mai direttamente il centro di una striscia allo stesso tempo che ci permette di avere situazioni completamente differenti a seconda del senso di rotazione e quindi ci permette di determinare il verso di rotazione.

In un encoder di solito possiamo trovare cinque fili in cui due corrispondono all'alimentazione, altri due ai due sensori ottici e uno il cui stato indica se la rotazione è in senso orario oppure antiorario. Ora se applichiamo un encoder ad una ruota avremo sequenze di impulsi ad ogni movimento e così possiamo determinare se il movimento è in avanti oppure indietro e possiamo misurare anche lo spostamento contando gli impulsi con un circuito integrato e poi moltiplicando tale conteggio per l'ampiezza dell'arco della ruota che corrisponde ad un singolo impulso. Ovviamente un robot che necessita di determinare il verso di spostamento e la sua ampiezza deve poter compiere altre operazioni al tempo stesso e a questo si ovvia con un microprocessore che gestisce tutte le operazioni e a cui un segnale di interrupt inviato comanda di andare ad analizzare i dati provenienti dall'encoder ottico incrementale. Per articoli su argomenti attinenti all'automazione industriale visita il seguente link:

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