User Manual

20
2.3.6. Enkodéry
Enkodéry fungují naprosto jinak než dříve probrané
snímače. Tvoří je reflexní optické snímače a kódovací kola
připevněná na jednom převodovém kolu v každé
převodovce. Tato sestava se používá k určení rychlosti
otáčení motorů. Obě kola enkodérů mají 36 segmentů (jak
ukazuje obrázek, jedná se o 18 černých a 18 bílých
políček). Jakmile se převodovky otáčí, pohybují se tyto
segmenty před reflexním snímačem. Bílé segmenty odráží
IR světlo, zatímco černé budou odrážet jen zanedbatelné
množství světla. Stejně jako u ostatních snímačů produkují
enkodéry analogový signál, který ale bude interpretován
číslicově. Nejprve se signál zesílí a následně se
Schmitovým klopným obvodem tvaruje na pravoúhlý signál.
Náběžná i sestupná hrana signálu (změny z 5 V na 0 V a
z 0 V na 5 V) spustí přerušení tato událost se započítá programem. Tímto způsobem se může
měřit vzdálenost a společně s časovačem se může vypočítat rychlost.
Určení rychlosti je hlavní aplikace enkodérů. Zpětná vazba z enkodérů je jediný spolehlivý
způsob regulace rychlosti motoru. V neřízeném systému by mohla rychlost motoru záviset na
napětí baterie, zatíženi a parametrech motoru.
Vysoké rozlišení enkodérů umožňuje spolehlivou
regulaci i při docela malých rychlostech.
V každém z obou převodových složení má
střední převodový systém 50 zubů a malé vnitřní
převodové kolo 12 zubů (viz obrázek). Kódovací
kolečka jsou umístěna na převodovém kole, které
je umístěno za pastorkem motoru, tak lze
vypočítat:
62536
36
13
17;
36
13
17
12
50
12
50
==•
Přestože je zde 36 segmentů musí být výsledek
pro celou otáčku kola celé číslo bez zlomkové části. Enkodéry generují 625 hran na jednu
otáčku a každá hrana představuje jeden segment.
Rozměr kola včetně gumového pásu je kolem 50 mm a teoreticky získáme, při obvodu cca 157
mm, krok 0,2512 mm na každou započítanou jednotku enkodéru. Sledování dráhy však může
být deformováno díky tlaku nebo nedostatečně poddajným povrchem. Proto můžeme uvažovat
maximálně 0,25 mm na každou započítanou jednotku. Často bude lepší aplikovat 0,24 mm
nebo 0,23 mm. Kalibrační hodnoty se mohou určit pohonem na přesně definovanou vzdálenost,
jak je popsáno v dodatku. Měření není příliš přesné díky prokluzu nebo podobným vlivům. Při
přímé jízdě vpřed bude mít enkodér minimální chybu přesnosti, ale při zatáčení robotu budou
růst odchylky výsledku. Největší odchylku způsobí speciálně otáčení robotu na místě.
Odchylky mohou být zjištěny a opraveny testováním, zkoušením a chybami. Je to nevýhoda
všech pásových pohonů – v našem robotu i mnohem dražších systémech. V porovnání s roboty
se standardní diferenciální pohonnou jednotkou se dvěma koly a přídavným podpůrným
kolečkem umožňují pásové systémy lepší chování při jízdě v různorodém prostředí. Pásový
pohon bude snadno překonávat malé překážky, šikmé plochy a hrbolaté podlahy. Na každém
povrchu jsou extrémně užitečné enkodéry, protože umožňují regulaci rychlosti při všemožném
zatížení, kompletně nezávislé na kvalitě povrchu, zátěži motoru a napětí baterie.