描述
光軸編碼器 是一種數位感測器，使用內部編碼器盤測量軸的旋轉。 光軸編碼器的外殼具有三個開槽安裝孔，可輕鬆安裝到機器人的結構上。
外殼還有一個可拆卸的蓋子，可以清潔和檢查內部編碼器盤。 外殼的中心是編碼器盤的中心輪轂。 此輪轂允許方軸插入其中，當軸旋轉時，它會旋轉內部編碼器盤。
| “頂部”和“底部”電纜 |
光軸編碼器是 3 線系列感測器之一。 感測器外殼側面有兩根 3 線電纜。 「頂部」電纜是最靠近外殼安裝孔的電纜，「底部」電纜是最靠近中心編碼器集線器的電纜。
此 3 線感測器與 V5 機器人大腦或 Cortex 相容。 可使用 3 線延長電纜來延長感測器的電纜。
為了使光軸編碼器能夠與 V5 Brain 配合使用，兩條感測器電纜都需要 完全 插入 V5 Brain 3 線連接埠。 為了將軸的順時針旋轉測量為正/向前方向，“頂部”電纜需要插入 3 線端口，“底部”電纜需要插入下一個較高的連續 3 線端口。 注意：只有特定的連接埠對才能工作（AB、CD、EF 和 GH）。
例如，感測器上的「頂部」電纜可以插入 3 線連接埠 A，然後需要將「底部」電纜插入 3 線連接埠 B。如果這些電纜顛倒，感測器將工作，但是順時針旋轉將被測量為負/反向。
光軸編碼器包含在 高級感測器套件 中，或以 2 件裝形式提供，並且可以在此處購買 。
| 光軸編碼器 | 3 線連接埠 |
光軸編碼器的工作原理：
如前所述，光軸編碼器有一個內部編碼器盤，帶有一個中心輪轂，可供軸插入，並且隨著軸的旋轉而旋轉。 圓盤的圓週上有小槽。
| 光軸編碼器盤 |
圓盤邊緣的一側上方是兩通道紅外線 LED 燈，另一側是兩通道紅外線感測器。 當磁碟從一個插槽旋轉到下一個插槽時，光線被阻擋。 當這種情況發生時，感測器會偵測到它並向 V5 大腦發送數位訊號脈衝。 此脈衝表示軸已旋轉一槽。 有 90 個槽，因此 90 個脈衝表示軸已旋轉一整圈。
| 訊號通道相圖 |
感測器的兩個通道設定為它們的訊號脈衝異相 90o。 這允許來自光軸編碼器的訊號指示編碼器盤/軸旋轉的方向。
例如，如果相位將通道一作為前導脈衝，則 V5 大腦會在軸順時針旋轉時讀取此資訊；否則，如果前導脈衝來自通道二，則表示逆時針旋轉。 這不僅允許 V5 Brain 確定軸旋轉的方向，還允許 Brain 添加或減去軸旋轉淨值的讀數。
| 確定距離 |
光軸編碼器需要與 VEXcode V5 或 VEXcode Pro V5 等程式語言配對，為大腦創建用戶程序，利用訊號脈衝來控制機器人的行為。
V5 Brain 與使用者程式搭配使用，可將來自光軸編碼器的脈衝轉換為軸旋轉方向、軸旋轉量和軸旋轉速度。 如果機器人驅動輪的尺寸包含在使用者程式中，則機器人行進的距離和機器人的速度也可以透過使用感測器來確定/控制。
| 光軸編碼器的內部 |
注意： 如果光碟編碼器內的編碼器盤插槽被灰塵和碎屑堵塞，感測器的讀數將不再準確。 最好偶爾從外殼上取下蓋子並使用罐裝空氣吹掉感測器內部的任何鬆散材料。
光軸編碼器的常見用途：
如前所述，光軸編碼器可以測量軸旋轉方向、軸旋轉量和軸旋轉速度。 然而，V5 智慧馬達還具有出色的內部編碼器，無需額外的感測器即可測量相同的值。 儘管如此，在某些應用中，光軸編碼器可以提供一些有價值的讀數。 其中一些例子是：
可視化程序值： 在教室環境中，光軸編碼器可以輕鬆存取軸旋轉或軸速度的值。 無論軸是用於機械手臂（例如手臂）還是傳動系統上的輪子，從感測器收集的值都可以列印到 V5 Brain 的彩色觸控螢幕或 V5 控制器的 LED 顯示器上。 這將使學生能夠直接看到他們的用戶程式用來改變機器人行為的值。
輸入/輸出比讀數： 光軸編碼器的另一個重要課堂用途是研究鏈輪和 齒輪比。 光軸編碼器可以放置在鏈輪/齒輪比「從動」側的輸出軸上。 當 V5 智慧型馬達設定為輸入軸「驅動」側的特定功率/速度時，1:1 功率傳輸比可用於記錄光軸編碼器的預期輸出讀數。 然後可以組合不同的比率，並將該比率的預期輸出與實際輸出的讀數進行比較。
坡道測驗： 一個有趣的課堂探究活動是讓學生組裝一輛「自由滾動」的推車。 V5 控制系統可以放置在推車上，並將光軸編碼器插入推車的一根軸上。 然後可以編寫一個使用者程序，列印出小車滾下坡道時的幾個速度。 然後，學生可以更改坡道或推車的不同方面，並將推車滾下坡道的結果與下一次迭代進行比較。
光軸編碼器在競賽機器人上的用途：
飛輪速度： 一些先進的飛輪設計使用棘輪系統來驅動飛輪，從而投擲球類遊戲件。 這樣做是為了在 V5 智慧馬達未向飛輪供電時，飛輪可以自由旋轉，而不是因馬達的電阻而損失能量。 在這種類型的設計中，插入飛輪軸上的光軸編碼器可以為其測量提供良好的方法。 注意：精確測量軸轉速的最大範圍約為 1100 RPM。
| 彈簧輪組件上的隔離輪/光軸編碼器 |
孤立輪/光軸編碼器： 可能有機器人驅動輪打滑的情況（推動遊戲零件或其他因素）。 一旦 V5 智慧馬達驅動的車輪開始打滑，馬達編碼器的值就不再有效。 在這種情況下，可以將一個軸上帶有光軸編碼器的隔離式全向輪添加到機器人的底盤上，以精確測量機器人的運動。 建議透過使用橡皮筋或乳膠管來加載該輪組件“彈簧”。 這種設計將使測量輪與場地表面保持充分接觸，而無需將驅動輪抬離地面。
| 隔離輪/光軸編碼器 |
如果傳動系統的車輪不是由馬達驅動，另一種選擇是在其中一個車輪的軸上放置光軸編碼器。
無論何種應用需要測量軸旋轉方向、軸旋轉量或軸旋轉速度，光軸編碼器都可以為測量提供準確有效的感測器。