EXERCICES CODEURS
... demi impulsion (traitement sur front montant et sur front descendant de la voie
A. ... Exercice 10 : Donner la fréquence des signaux envoyés par le capteur à ...
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EXERCICES CODEURS
1/ Codeurs absolus
Nous étudions un système de perçage automatique de barres en acier
La position des trous à percer est donnée par un cahier des charges et peut différer dune barre à lautre. La précision souhaitée est de 0,1 mm.
La barre à percer à une longueur max de 2m.
Le diamètre du pignon est de 5 cm.
La souplesse de fonctionnement désirée (positions différentes de trous à percer selon le cahier des charges) et la précision souhaitée interdisent lemploi de détecteurs TOR. De plus, linformation position ne doit pas être perdue lors dune coupure de lalimentation. On utilisera un codeur absolu.
Supposons que lon fixe un disque, dont une partie est opaque et lautre transparente, à larbre moteur comme lindique la figure ci-contre.
Le disque tourne avec larbre moteur, et le récepteur infrarouge ne reçoit de la lumière quau moment où la partie transparente passe devant la diode. Un système électronique intégré dans le codeur délivre une tension de 24V DC lorsque le récepteur reçoit la lumière de la diode. Linformation fournie par le récepteur infrarouge est binaire : elle vaut 1 quand il fournit 24V et 0 sil fournit 0V.
Exercice 1 : Quelle est la résolution du codeur ? Quelle est la précision de positionnement ? Quelle est la distance maximale que peut mesurer le codeur précédent ? Ce codeur convient-il ? pourquoi ?
Exercice 2 : Dessiner le disque du codeur de résolution 4 points.
Exercice 3 : Au départ la position initiale de la perceuse correspond au code « 00 ». De combien a avancé le système lorsque le code fourni par le codeur est 01, puis même question pour 10 et 11.
Exercice 4 : Quelle est la distance maximale mesurée par ce codeur
Exercice 5 : Supposons quune coupure réseau survienne alors que le code fourni par le codeur absolu est 10. Que devient ce code lorsque lon remet la machine en route ? Que se passerait il dans le cas dun codeur incrémental ? Conclure ?
Deux codes sont utilisés pour la réalisation des codeurs absolus : le code binaire naturel(celui que lon a utilisé précédemment) et le code Gray.
Exemple derreur pouvant provenir de lutilisation du code binaire naturel :
Le système est dans sa position initiale, dans laquelle le code fourni par le codeur est 00. On souhaite que la translation sarrête lorsque linformation codeur est 11, c'est-à-dire lorsque le moteur a tourné de
.
Le chronogramme suivant donne linformation fournie par le codeur :
Info voie A
Info voie B
Exercice 6 : Le système sarrête til là où on le souhaitait ? Pourquoi ?
Exercice 7 : Dessiner le disque du codeur de résolution 4 points, en utilisant le code gray
Exercice 8 : Le système est dans sa position initiale, dans laquelle le code fourni par le codeur est 00. On souhaite que la translation sarrête lorsque linformation codeur est 11. Compléter le chronogramme suivant :
Voie A
Voie B
Exercice 9 : Le système sarrête til là où on le souhaitait ? Conclure ?
Exercice 10 : Au départ la position initiale de la perceuse correspond au code « 00 ». De combien a avancé le système lorsque le code fourni par le codeur est 01, puis même question pour 10 et 11.
Exercice 11 : Dessiner le disque du codeur de résolution 8 points, en utilisant le code binaire naturel , puis dessiner ce disque en utilisant le code Gray.
Code binaire naturel Code Gray
Exercice 12 : Au départ la position initiale de la perceuse correspond au code « 000 ». De combien a avancé le système lorsque le code fourni par le codeur est 101, puis même question pour 010 et 100 (code binaire naturel).
Exercice 13 : Même question que lexercice 12 mais en Gray
Exercice 14 : Donner la précision de positionnement de ce codeur.
2/ Codeur incrémental
Nous étudions le même système de perçage automatique de barres en acier
La souplesse de fonctionnement désirée (positions différentes de trous à percer selon le cahier des charges) et la précision souhaitée interdisent lemploi de détecteurs TOR. On utilisera cette fois ci un codeur incrémental.
Supposons que lon fixe un disque, dont une partie est opaque et lautre transparente, à larbre moteur comme lindique la figure ci-contre.
Le disque tourne avec larbre moteur, et le récepteur infrarouge ne reçoit de la lumière quau moment où la partie transparente passe devant la diode. Un système électronique intégré dans le codeur délivre une tension de 24V DC lorsque le récepteur reçoit la lumière de la diode.
Exercice 1 : Compléter le chronogramme suivant en dessinant lallure de la tension à la sortie du codeur lorsque le moteur est en rotation.
Tension en sortie du codeur
24V
Exercice 2 : Donner la distance parcourue par la perceuse, si la partie commande donne lordre au moteur de tourner uniquement entre deux fronts montants du signal fourni par le codeur. En déduire la précision de positionnement de la perceuse, est-elle acceptable
Constitution dun codeur réel : Le disque nest pas pourvu dune seule fenêtre mais dune succession de parties opaques et transparentes sur tout son pourtour :
EMBED MSPhotoEd.3
Exercice 3 : Compléter le chronogramme suivant en dessinant lallure de la tension à la sortie du codeur lorsque le moteur est en rotation.
Tension en sortie du codeur
24V
Pour connaître la position de la perceuse, il suffit de compter les impulsions fournies par le codeur, et de multiplier ce nombre par la distance à laquelle correspond une impulsion. Pour compter les impulsions, il suffit dincrémenter un compteur à chaque front montant du signal fourni par le codeur.
Exercice 4 : Donner la distance parcourue par la perceuse, si le disque comporte 128 points (128 points= résolution du codeur = nombre de fenêtres transparentes sur le disque), entre deux fronts montants du signal A. En déduire la précision du système, est elle acceptable ?
Avec le même codeur, on peut augmenter la précision du système : il suffit de prendre en compte non plus une impulsion entière, mais une demi impulsion (traitement sur front montant et sur front descendant de la voie A.
Exercice 5 : Donner la distance parcourue par la perceuse, si le disque comporte 128 points (128 points= résolution du codeur = nombre de fenêtres transparentes sur le disque), entre deux fronts du signal (un montant et un descendant). En déduire la précision du système, est elle acceptable ?
Exercice 6 : Donner la résolution du codeur à utiliser pour obtenir la précision souhaitée, si on effectue un traitement sur fronts montant uniquement.
Exercice 7 : Donner la résolution du codeur à utiliser pour obtenir la précision souhaitée, si on effectue un traitement sur fronts montant et sur fronts descendants de la voie A.
Prise en compte du sens de rotation
Avec le système précédent, la partie commande ne peut connaître le sens de rotation du moteur à partir de linformation du codeur. Cela peut être utile pour décrémenter le compteur si la perceuse revient sur ses pas , par exemple.
Pour connaître le sens de rotation, il suffit dajouter une deuxième piste sur le disque du codeur, identique à la première mais décalée dune demie fenêtre.
Exercice 8 : Donner la distance parcourue par la perceuse, si le disque comporte 128 points entre deux fronts des signaux A et B (Traitements sur fronts montants et descendants). En déduire la précision du système, est elle acceptable ?
Exercice 9 : Donner la résolution du codeur à utiliser pour obtenir la précision souhaitée si on effectue un traitement sur fronts montants et descendants sur les deux voies.
Exercice 10 : Donner la fréquence des signaux envoyés par le capteur à lautomate, dans le cas de lexercice 6, si la perceuse avance à une vitesse de 0,2 m/s
Exercice 11 : Sachant que lautomate réceptionnant cette information à des entrées TOR supportant au maximum 300 Hz, peut-on lemployer pour traiter le signal en provenance du codeur.
Centre dintérêt : Communication
Fonction : acquérir les données
Cours codeurs
ExerciceAnnée 2006Page PAGE 7/ NUMPAGES 8
Centre dintérêt : Communication
Fonction : acquérir les données
Cours codeurs
ExerciceéAnnée 2006Page PAGE 1/ NUMPAGES 8
EMBED MSPhotoEd.3
EMBED MSPhotoEd.3
Codeur
absolu
Partie transparente
Partie opaque
EMBED MSPhotoEd.3
EMBED MSPhotoEd.3
Fenêtre transparente
Disque opaque
