Codeur incrémental
Principe
Pour mesurer la position angulaire du moteur, un codeur incrémental optoélectronique est utilisé.
Le codeur optoélectronique est constitué principalement des organes suivants :
une source lumineuse, réalisée à partir de diodes électroluminescentes (DEL) ;
un support codé, disque en plastique, qui présente une succession de fentes laissant passer la lumière. Les fentes sont situées sur la périphérie du disque et en face de la source lumineuse ;
des récepteurs photoélectriques, photodiodes ou phototransistors situés de l'autre côté du disque ;
un circuit électronique de traitement et d'alimentation des composants électroniques
La mise en rotation de l'axe du capteur, lié mécaniquement à l'arbre du moteur dont on souhaite mesurer la position angulaire, fait tourner le disque qui lui est solidaire.
La lumière, émise par des Diodes Électro Luminescentes (DEL ou LED en anglais), traverse les fentes de ce disque créant sur les photodiodes réceptrices un signal analogique. Ce signal est amplifié, converti en un signal carré puis transmis à un système de traitement par le circuit électronique.
Le codeur délivre 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.
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 comptant / décomptant les passages de 0 à 1 (fronts montants) et de 1 à 0 (fronts descendants) de chaque voie.
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 ou le nombre de fentes total, de connaître la position angulaire avec une précision directement liée à la résolution du capteur et du traitement.
Caractéristiques
Le disque possède 30 fentes (fonction du modèle). La fourche optique émet 2 signaux en quadrature. La précision atteignable avec ce codeur incrémental est de 120 informations (ou tops) par tour moteur.
Attention :
Plusieurs modèles de volants existent. La structure est la même mais le disque du codeur incrémental est différent. Sur certains modèles, le disque compte 60 fentes, sur les plus récents (dans notre cas) il en compte 30.