Chariot filoguidé

Un codeur optique est donc un dispositif électromécanique dont la sortie électrique représente sous forme numérique une fonction mathématique de la position angulaire de l'axe d'entrée. Il est composé de 3 parties :

• un axe codeur (partie mécanique),

• un disque gradué (partie optique),

• une étage de lecture et traitement du signal (partie électronique).

Ces codeurs délivrent une information du déplacement angulaire du disque sous forme de train d'impulsions. Le nombre d'impulsions décompté à partir d'une origine permet d'avoir accès à la position angulaire, tandis que la fréquence du signal renseigne sur la vitesse du disque. Pour le reconnaître, il est généralement :

• relié à une nappe ou une grosse gaine qui contient tous les câbles.

• lié mécaniquement à un arbre qui l'entraîne, son axe fait tourner un disque qui lui est solidaire. Le disque comporte une succession de parties opaques et transparentes.

• une lumière émise par des Diodes Electro-Luminescentes (DEL), traverse les fentes de ce disque créant sur les photodiodes réceptrices un signal analogique. Électroniquement ce signal est amplifié puis converti en signal carré, qui est alors transmis à un système de traitement.

Le disque central contient au maximum trois pistes : une ou deux pistes extérieures divisées en un certain nombre d'intervalles égaux alternativement opaques et transparents et une piste ne contenant qu'une zone transparente et indiquant la position de référence. La version avec deux disques existe mais elle est moins courante. Les deux pistes extérieures (ou les deux pistes sur deux disques disjoints) sont placées de telle façon que les signaux issus de la mesure soient en quadrature de phase (décalage d'un quart de période) : pour un tour complet, le faisceau est interrompu n fois (n est le nombre de fentes), alternativement sur l'une puis sur l'autre piste.

Lors d'une rotation régulière dans le même sens, on observe donc des signaux sous la forme suivante :

La mise en quadrature de phase des deux signaux présente deux avantages :

• selon le sens de rotation, on aura un passage du niveau 0 au niveau 1 du signal a quand b = 0 (sens de rotation 1) ou quand b = 1 (sens de rotation 2) : il suffira alors de regarder la valeur du signal issu de la voie B quand le signal issu de la voie A passe de 0 à 1

• on peut doubler voire quadrupler sans aucun investissement supplémentaire la résolution de ce capteur (donc en ayant l'équivalent d'un capteur à deux voire quatre fois plus de fentes !) en combinant les signaux par une loi logique très simple et classique : la loi OU EXCLUSIF (vue prochainement dans le cours de logique combinatoire)

Pour pouvoir connaître la position angulaire de l'arbre, il est nécessaire d'adjoindre à ce capteur un compteur permettant de déterminer le nombre d'impulsions observées et par là, connaissant la distance angulaire entre deux fentes, de connaître la position angulaire avec une précision directement liée à la résolution du capteur.