Encoders incrementales y absolutos
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Voy a delinear lo que conozco de los encoders.
El encoder absoluto me entrega la posición absoluta en qué está parado desde el mismo momento en que se enciende el sistema.
No importa si hay un reinicio o cualquier cambio de situación, el encoder no se puede perder porque está codificado dentro de él: entrega la posición absoluta. Hay de 360 y 720 posiciones por vuelta. También hay de menos resolucion. Son pequeños.
El encoder incremental sirve para un sistema rotativo a velocidad. Si estamos hablando de movimientos de algunos grados, no tiene resolución a menos que se usen ranuras microscópicas. Y éstas no son fáciles de "leer". Para nada.
Pero además necesita un reposicionamiento de "home" al inicio, cuando el sistema se enciende o se reinicia.
Ojo que no es fácil: al encender, en el robot no se sabe dónde está "parada" cada articulación del sistema.
Hay que girar libre hasta llegar a una marca de "home". ¿Para qué lado? Ojo con esto.
Y si uno quiere una buena resolución, y debido a los movimientos en relativamente baja velocidad, hay que tener un exclente sistema de lectura de las ranuras.
Miren que no es sólo ver la ranura. Hay que tener un método de seguridad que evite que el sistema quede parado justo sobre el borde de una ranura y se quede contando pulsos al pepe. Esto pasa SIEMPRE en los sistemas caseros.
Generalmente se usa más de un sensor, desplazados... micrones. En un sistema como el nuestro deberían ser micrones, nada más.
Por supuesto que ambos tipos de encoder se compran hechos, y los incrementales entonces no van a tener los problemas del sensor, pero repito, generalmente se usan en sistemas de giro a velocidad, no en movimientos acotados pero muy precisos, como el nuestro.
Bueno, es mi opinión. Ojo que aquí más que nunca hay que tener en mente el precepto "lo barato sale caro".
He tenido muchas, muchas luchas con encoders.
--Edu 19:23 21 mar 2008 (ART)
Estoy de acuerdo con el encoder absoluto. --Adrian S.A. 19:33 21 mar 2008 (ART)
Edu: vos sos el que sabes! tiene que ser absoluto, por el reinicio en caliente
--Mastromec 19:52 21 mar 2008 (ART)
Una pregunta, si usamos el gray code, para grabar un disco, el encoder es absoluto? De cuantos bites necesitamos el encoder con gray code? de 8? Me pueden pasar un dibujito de un disco de gray code de los bites que nesecitemos para ver las posibilidades? podemos usar los leds de montaje superficial girados en el disco?, con un angulo entre ellos me refiero. la lectura de los pulsos es en un fototransistor? si fabricamos en cantidad podemos lograr un buen precio.
--Mastromec 21:57 21 mar 2008 (ART)
y sino un Resolver. http://en.wikipedia.org/wiki/Resolver_(electrical)
--Adrian S.A. 10:05 22 mar 2008 (ART)
Juan, el disco codificado Gray tiene una pista circular por cada bit que hace falta para lograr la resolución. Y debe hacer un juego de led emisor y fototransistor por dada pista, y MUY bien alineados. Para lograr 360 posiciones por giro, necesitamos 9 bits (9 pistas). Para lograr 720 posiciones por vuelta se necesitan 10 bits. Hay que tener cuidado con los problemas de detección falsa de flancos. En este artículo hay una imagen de como sería (menor resolución en este ejemplo) el disco:
http://robots-argentina.com.ar/SensoresAngulares_resolver.htm
Aquí hay un calculador para el código Gray (y de otras cosas también)
http://www.theory.cs.uvic.ca/~cos/gen/comb.html
Calculé allí el código Gray para 9 bits, pero como es un chorizo (512 valores), no lo copié.
Adrián, a mi entender (yo siempre mido con mi vara, y lo que es elctromagnético de algún modo me espanta) los resolver son bien complejos para hacer: problemas de núcleo de la permeabilidad magnética adecuada, bobinados muy prolijos, escobillas de muy buena calidad, maquinado preciso...
--Edu 13:18 22 mar 2008 (ART)
Tenemos que hacer intervenir en el analisis de la resolución necesaria, que la mayoria de los movimientos son angulos parciales, por lo tanto podriamos tener menos resolución aplicada al angulo maximo.
--Mastromec 16:40 22 mar 2008 (ART)
Tal vez se pueda solucionar poniendo 2 discos, uno de ellos montado sobre un engranaje multiplicador....
Como que con 2 discos de 4 bits (16 combinaciones) lograrías 16x16=256 combinaciones. ¿me explico?
--Adrian S.A. 17:09 22 mar 2008 (ART)
Por lo que estuve viendo tendremos que trabajar con 8 bites nomas, de este modo no es tan complejo el disco, saque una foto a un led de montaje superficial que podríamos usar, este tiene un cuadradito de 2x2 que seria lo que limita el tamaño de la ranura del disco. Todo no deberia superar los 40mm de diametro.
La lupa es la que se usa para medir la dureza, viene graduada en milimitros
--Mastromec 17:16 22 mar 2008 (ART)
con dos discos, uno de ellos montados sobre un engranaje multiplicador, podes multiplicar la resolución.--Adrian S.A. 17:21 22 mar 2008 (ART)
Yo sigo pensando en comprar encoders ya hechos, y cambiaré de idea cuando sepa que no los podemos comprar. Esto es muy crítico, el alma de la precisión y seguridad de los movimientos.
Cuando el ángulo de recorrido es chico, yo le pondría un engranaje. Si el ángulo máximo de recorrido es de 30º --por decir un valor--, bueno, un juego de engranajes con relación 1:12, es decir, que cuando la articulación recorra los 30º, el encoder da una vuelta completa. Seguro que entonces podemos usar encoders con menor precisión, pongámosle con 64 mediciones por vuelta, que valen menos o son menos complicados de hacer.
--Edu 18:09 22 mar 2008 (ART)
Edu: La primera opcion es comprarlos, estoy de acuerdo, y tambien me parece critico ya que "muchos" otros sistemas dependen de esta lectura. Sin embargo creo que podemos discutir la posibilidad de hacerlos en "paralelo" en algun momento. (seria bueno si es mas adelante y termino el talón)
Lo ultimo que paso de este tema y sigo con lo que creo estoy mas preparado, es un dibujo del disco gray que ya lo tengo en cad, y esta en diametro 46 exterior, ranuras de 1.4, espacio entre ranuras 0.7, diametro inicial 12, para un rodamiento SKF623, diametro de eje 3mm
pueden ver en amarillo 2 led de los 8 que llevaria. podemos cambiar los paso a paso por encoders??
--Mastromec 18:39 22 mar 2008 (ART)
A ver si me pasás el dwg de ese disco...
¿A que te referís con -"...cambiar los paso a paso por encoders"?
--Adrian S.A. 19:14 22 mar 2008 (ART)
Juan, supongo que la pregunta es si podremos hacer que un motor de CC con reducción avance y se ubique sobre cada uno de los valores del encoder, es decir, si tiene 32 posiciones, que dé 32 pasos por vuelta. Si tiene 200 valores, 200 pasos por vuelta. La respuesta es sí. Pero es mejor que el motor pap, porque al arrancar el sistema sabe dónde está. Obviamente, es el servo ideal para nuestro diseño.
--Edu 10:38 23 mar 2008 (ART)
Queria saber si podemos controlar los motorcitos de continua como los pap (me respondiste)
Era una pregunta directa, perdón, me referia a los paso a paso que puse a disposición del grupo, en verdad la experiencia con los pap que tengo, es que siempre me "falta" un plus de fuerza para que no salte, quizas no trabaje lazo cerrado (y soy mecanico claro), pero me gusta mucho mas la idea de usar los motorcitos IGNIS y controlarlo con una llave H, entonces nos estarian sobrando los pap que los podemos vender o canjear...
Adrian te paso el Cad del disco, si puedo hago cortar uno o dos para probar en plastico opaco.
--Mastromec 14:01 23 mar 2008 (ART)
Dibuje el disco en 3d, esta todo hecho con variables, o sea que pueden cambiar lo siguiente:
ancho de ranura
espacio entre ranuras
diametro de la primera ranura
angulo donde comienza la pista (esta es buena)
y puedo generar el cad para cortar el laser
--Mastromec 18:37 23 mar 2008 (ART)
una idea de como seria hacer un encoder:
1 disco en plastico opaco de diametro 46mm x 1mm de espesor
3 partes de corte laser en acrilico de 3mm 1 parte tiene un agujero de 47mm en el centro 2 partes con alojamiento para rodamiento SKF623 d3xD10x4
4 tornillos M4 Roscados en el acrilico de abajo
1 eje diametro 3mm con un resalto de 6mm para centrar el disco y un resalto de 8mm para hacer tope
los leds y los transistores de montaje superficial cortados en las tapas y pegados.
--Mastromec 19:36 23 mar 2008 (ART)
Los paso a paso, no me doy cuenta del tamaño de los que ofreciste, pero se podrían usan en las muñecas de las manos (dos movimientos) y en el cuello.
Si hacemos un enconder que funcione, será un muy buena experiencia y hasta podemos encontrarnos con un producto comercial para ofrecer. Fototransistores y diodos emisores se consiguen de 1,5 mm de diámetro.
--Edu 20:21 23 mar 2008 (ART)
Ok, dame los datos de UN diodo led y de UN fototransistor para montar
se me acaba de ocurrir como contrarrestar el tamaño del disco y la cantidad de bits. hacer un tambor formado por tantos discos de 2mm como bits quieras, cortados con las marcas 2,4,8,16 etc y leer a travez del tambor, en el interior los leds y exterior los transistores. una pregunta los leds estan todos encendidos siempre?
--Mastromec 20:45 23 mar 2008 (ART)
Los leds se pueden encender sólo al pedir una lectura. Ya te busco una hoja de datos.
Hubo un problema de interpretación mío: esos fototransistores tienen 1,5 mm de diámetro pero vienen montados en una cajita de 4,5 mm x 5,7 mm. Luego están los cilíndricos, de 3 mm de diámetro.
Habrá que buscar SMD (hay de 1,6 x 0,8 mm y de 2 x 1,2 mm, pero tengo que encontrar si los venden aquí).
--Edu 21:22 23 mar 2008 (ART)
Buscate uno común, yo lo acomodo, no te preocupes
pienso usar el area de trabajo del transistor y giro como un caracol los demas, el angulo girado lo corrijo en el inicio de la pista que corresponda. si podes pasame las medidas del formato
--Mastromec 22:14 23 mar 2008 (ART)
Una cosa: cuanto más grosor tenga el disco, más exactamente perpendiculares deben estar los sensores a su superficie, y más exactamente alineados, para que la pared del agujero no cambie momentánamente una lectura. No sé si me explico. A esa escala, el agujero es como un pozo: tiene una pared. Esto es importante, porque si leemos la posición justo en un flanco del cambio, podemos tomar mal el valor.
Quizás lo mejor es un disco transparente con sólo una cara pintada con pintura opaca muy delgada.
--Edu 22:38 23 mar 2008 (ART)
Vienen parejas diodo-fototransistor en forma de U. Se pueden poner múltiples discos del mismo diámetro, cada disco correspondiente con el peso del bit que le toque. Cada U envuelve a un disco. Creo que eso es lo que explicaba Juan, no?--Adrian S.A. 22:47 23 mar 2008 (ART)
Uno de estos encoders iría a parar al pie para medir el ángulo de la punta del pie.--Adrian S.A. 22:55 23 mar 2008 (ART)
Era la idea, pero no usando herraduras aunque podria ser...
yo pensaba grabar sobre el filo del disco y juntar los discos como un paquete con forma de tambor, es decir hueco, entrar dentro de este hueco con una herradura de 8 leds por fuera como alineados con el eje del tambor, y 8 fototr. por dentro.
En ves de cortar el tambor solo grabar una profundidad.
--Mastromec 22:57 23 mar 2008 (ART)
En algo así pensaba yo.(por lo que comentaste vos).
--Adrian S.A. 23:34 23 mar 2008 (ART)