설명

광학 샤프트 인코더 는 내부 인코더 디스크를 사용하여 샤프트의 회전을 측정하는 디지털 센서입니다. 광학 샤프트 인코더의 하우징에는 로봇 구조에 쉽게 장착할 수 있도록 3개의 슬롯형 장착 구멍이 있습니다.

또한 하우징에는 내부 인코더 디스크를 청소하고 검사할 수 있는 탈착식 덮개가 있습니다. 하우징 중앙에는 인코더 디스크의 중앙 허브가 있습니다. 이 허브를 통해 사각형 샤프트를 삽입할 수 있으며 샤프트가 회전함에 따라 내부 인코더 디스크도 회전합니다.

"상단" 및 "하단" 케이블
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광학 샤프트 인코더는 3-Wire 시리즈 센서 중 하나입니다. 센서 하우징의 측면에는 2개의 3선 케이블이 있습니다. "상단" 케이블은 하우징의 장착 구멍에 가장 가까운 케이블이고 "하단" 케이블은 센터 인코더 허브에 가장 가까운 케이블입니다.

이 3-Wire 센서는 V5 Robot Brain 또는 Cortex와 호환됩니다. 3선 연장 케이블을 사용하여 센서의 케이블을 연장할 수 있습니다.

광학 샤프트 인코더가 V5 Brain과 함께 작동하려면 두 센서 케이블이 모두 이어야 합니다.완전히 V5 Brain 3-Wire 포트에 삽입됩니다. 샤프트의 시계 방향 회전을 양/정방향으로 측정하려면 "상단" 케이블을 3-Wire 포트에 연결하고 "하단" 케이블을 다음으로 높은 연속 3-Wire 포트에 연결해야 합니다.참고: 특정 포트 쌍(AB, CD, EF 및 GH)만 작동합니다.

예를 들어, 센서의 "상단" 케이블을 3선 포트 A에 꽂은 다음 "하단" 케이블을 3선 포트 B에 연결해야 합니다. 이 케이블을 반대로 하면 센서가 작동합니다. 그러나 시계 방향 회전은 음수/역 방향으로 측정됩니다.

광학 샤프트 인코더는 고급 센서 키트 로 제공되거나 2팩으로 제공되며 여기.

광축 인코더 3-와이어 포트
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광학 샤프트 인코더 작동 방식:

앞에서 언급했듯이 광학 샤프트 인코더에는 샤프트가 삽입될 중심 허브가 있는 내부 인코더 디스크가 있으며 샤프트가 회전함에 따라 회전합니다. 디스크에는 디스크 둘레에 작은 슬롯이 있습니다.

광축 인코더 디스크
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디스크 가장자리의 한 쪽 위에는 2개의 IR LED 조명 채널이 있고 다른 쪽에는 2개의 IR 광 센서 채널이 있습니다. 디스크가 한 슬롯에서 다음 슬롯으로 회전할 때 표시등이 차단됩니다. 이런 일이 발생하면 센서가 이를 감지하고 디지털 신호 펄스를 V5 Brain에 보냅니다. 이 펄스는 샤프트가 한 슬롯을 회전했음을 나타냅니다. 90개의 슬롯이 있으므로 90개의 펄스는 샤프트가 1회 완전히 회전했음을 나타냅니다.

신호 채널의 위상 다이어그램
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센서의 두 채널은 신호 펄스가 90o만큼 위상이 다르도록 설정됩니다. 이를 통해 광학 샤프트 인코더의 신호가 인코더 디스크/샤프트가 회전하는 방향을 나타낼 수 있습니다.

예를 들어 위상에 선두 펄스로 채널 1이 있는 경우 V5 Brain은 샤프트가 시계 방향으로 회전할 때 이를 읽습니다. 또는 선행 펄스가 채널 2에서 오는 경우 이는 반시계 방향 회전을 나타냅니다. 이를 통해 V5 Brain이 샤프트 회전 방향을 결정할 수 있을 뿐만 아니라 Brain이 샤프트가 회전한 순 값에 대한 판독값을 더하거나 뺄 수 있습니다.

거리 결정
결정 거리.png
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광학 샤프트 인코더는 VEXcode V5 또는 VEXcode Pro V5와 같은 프로그래밍 언어와 쌍을 이루어 두뇌가 로봇의 행동을 제어하기 위해 신호 펄스를 활용하는 사용자 프로그램.

V5 Brain은 사용자 프로그램과 함께 사용하여 Optical Shaft Encoder의 펄스를 샤프트 회전 방향, 샤프트 회전량 및 샤프트 회전 속도로 변환할 수 있습니다. 로봇의 구동 바퀴의 크기가 사용자 프로그램에 포함되어 있으면 로봇이 이동하는 거리와 로봇의 속도도 센서를 사용하여 결정/제어할 수 있습니다.

광축 인코더의 내부
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참고: 광학 디스크 인코더 내의 인코더 디스크 슬롯이 먼지와 부스러기로 막힌 경우 센서는 더 이상 정확하지 않습니다. 때때로 하우징에서 덮개를 제거하고 캔 에어를 사용하여 센서 내부에서 느슨한 물질을 불어내는 것이 좋습니다.

광학 샤프트 인코더의 일반적인 용도:

앞서 언급했듯이 Optical Shaft Encoder는 샤프트 회전 방향, 샤프트 회전량 및 샤프트 회전 속도를 측정할 수 있습니다. 그러나 V5 스마트 모터에는 추가 센서 없이도 동일한 값을 측정할 수 있는 우수한 내부 인코더가 있습니다. 그럼에도 불구하고 광학 샤프트 인코더가 몇 가지 가치 있는 판독값을 제공할 수 있는 일부 응용 프로그램이 있습니다. 이러한 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

프로그램 값 시각화: 강의실 설정 내에서 광학 샤프트 인코더를 사용하면 샤프트 회전 또는 샤프트 속도 값에 쉽게 액세스할 수 있습니다. 샤프트가 암과 같은 매니퓰레이터에 사용되거나 구동계의 휠에 사용되는지 여부에 관계없이 센서에서 수집된 값을 V5 Brain의 컬러 터치 스크린 또는 V5 컨트롤러의 LED 디스플레이에 인쇄할 수 있습니다. 이를 통해 학생들은 사용자 프로그램이 로봇의 동작을 변경하기 위해 활용하는 값을 직접 볼 수 있습니다.

입력/출력 비율 판독값: 광학 샤프트 인코더의 또 다른 훌륭한 교실 사용은 스프로킷 및 기어비. 광학 샤프트 인코더는 스프로킷/기어 비율의 "구동" 쪽 출력 샤프트에 배치할 수 있습니다. 1:1 동력 전달 비율은 V5 스마트 모터가 입력 샤프트 "구동" 측의 특정 전력/속도로 설정된 경우 광학 샤프트 인코더에 대한 예상 출력 판독값을 기록하는 데 사용할 수 있습니다. 그런 다음 다른 비율을 조합할 수 있고 비율에 대한 예상 출력을 실제 출력에 대한 판독값과 비교할 수 있습니다.

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램프 테스트: 재미있는 교실 탐구 활동은 학생들은 "자유롭게 굴러가는" 카트를 조립합니다. V5 제어 시스템을 카트에 놓고 광학 샤프트 인코더를 카트 샤프트 중 하나에 삽입할 수 있습니다. 그런 다음 경사로를 내려갈 때 카트의 여러 속도를 인쇄하는 사용자 프로그램을 만들 수 있습니다. 그런 다음 학생들은 경사로 또는 카트의 다른 측면을 변경하고 카트가 경사로를 굴러 내려가는 결과를 다음 반복과 비교할 수 있습니다.

경쟁 로봇에서 광학 샤프트 인코더 사용:

플라이휠 속도: 일부 고급 플라이휠 디자인은 래칫 시스템을 사용합니다. 볼 게임 조각을 던지는 플라이휠을 구동합니다. 이것은 V5 스마트 모터에 의해 플라이휠에 전력이 공급되지 않는 동안 수행되며 플라이휠은 모터의 저항으로 인해 에너지를 잃지 않고 자유롭게 회전할 수 있습니다. 이러한 유형의 설계에서 플라이휠의 샤프트에 삽입된 광학 샤프트 인코더는 측정을 위한 좋은 방법을 제공할 수 있습니다. 참고: 정확한 샤프트 회전 속도 측정을 위한 최대 범위는 약 1100RPM입니다.

스프링 장착 휠 어셈블리의 절연 휠/광학 샤프트 인코더
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절연 휠/광축 인코더: 로봇이 구동 휠 미끄러짐을 경험할 수 있는 경우(게임 조각 또는 기타 요인을 미는 경우). V5 스마트 모터로 구동되는 바퀴가 미끄러지기 시작하면 모터 인코더의 값이 더 이상 유효하지 않습니다. 이 경우 샤프트에 광학 샤프트 인코더가 있는 격리된 전방향 휠을 로봇의 섀시에 추가하여 로봇의 움직임을 정확하게 측정할 수 있습니다. 고무 밴드 또는 라텍스 튜브를 사용하여 이 휠 어셈블리 "스프링"을 로드하는 것이 좋습니다. 이 디자인은 측정 휠이 바닥에서 구동 휠을 들어 올리지 않고도 필드 표면과 적절한 접촉을 유지할 수 있도록 합니다.

절연 휠/광축 인코더
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구동계에 모터로 구동되지 않는 바퀴가 있는 경우 다른 옵션은 이러한 바퀴의 샤프트 중 하나에 광학 샤프트 인코더를 배치하는 것입니다.

샤프트 회전 방향, 샤프트 회전량 또는 샤프트 회전 속도를 측정해야 하는 애플리케이션이 무엇이든 광학 샤프트 인코더는 측정을 위한 정확하고 효과적인 센서를 제공할 수 있습니다.

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