Ch−ơng 2 : Các thiết bị cơ bản của hệ thống tự động
2.2.5. Bộ mã hoá quang học (Optical encoders)
Khả năng quét nhanh các vạch đen trắng bố trí theo các vòng tròn đồng tâm trên đĩa đã mở ra khả năng mới cho tự động hố. Trên hình 2-19 là một đĩa nh− vậy. Đĩa này nằm trên trục trong cụm lắp ráp có các cảm biến quang cho mỗi vòng. Cụm này đ−ợc gọi là bộ mã hoá quang học (optical encoder) và đ−ợc dùng để kiểm sốt tốc độ của trục. Thơng tin về tốc độ quay của trục có thể đ−a vào máy tính hoặc thiết bị điều khiển để điều khiển vận tốc hoặc vị trí của trục. Các bộ mã hố quang học này đ−ợc sử dụng rộng rãi trong robot và máy điều khiển số. Các bộ mã hố có hai dạng làm việc trong hệ thống t−ơng đối (gia số) hoặc trong hệ thống tuyệt đối. Loại t−ơng đối cho ta loạt xung điện áp tỷ lệ thuận với góc quay của trục. Để xác định vị trí mới của trục, máy tính cần biết vị trí tr−ớc đó. Loại tuyệt đối chuyển đổi xung điện áp t−ơng ứng với vị trí mới trong từng thời điểm. Vịng gần tâm của đĩa nhất gồm vạch đen trắng bố trí lệch nhau 180o. Các vịng tiếp theo có các vạch lệch nhau 90o, 45o... Tín hiệu đầu ra có dạng nhị phân với số l−ợng t−ơng ứng với số vòng trên đĩa. Khi cảm biến đối diện với vạch trắng ta có tín hiệu "0", cịn đối diện với vạch đen-tín hiệu "1". Ví dụ số vịng trên đĩa là 8 (cần 8 sensor LED) thì tín hiệu ra có thể có dạng 10010110.
Hình 2 - 19. Đĩa mã hố quang học
Bảng 2.6
Tính tốn giá trị của góc quay theo tín hiệu encoder TT
vịng
Giá trị góc Giá trị tín hiệu Giá trị tính toán
1 180 1 180
3 45 0 0 4 22,5 1 22,5 5 11,25 0 0 6 5,625 1 5,625 7 2,8125 1 2,8125 8 1,40625 0 0 Tổng cộng 210,94 Với tín hiệu nh− vậy góc quay của trục là 210,94 (bảng 2.6).
Trên hình 2-20 thể hiện một loại encoder tuyệt đối của hãng Belt electronic (Mỹ), cịn trên hình 2-21 thể hiện ứng dụng encoder để kiểm soát tốc độ quay của bánh xe robot.
Hình 2-21. Bộ mã hố quang học (encoder) kiểm soát tốc độ
quay của bánh xe robot.