기타 (3) - 엔코더 (ENCODER) - 품의격 Digandnity

Contents

Ⅰ 엔코더의 분류
- Rotary Encoder
Ⅱ 분해능
Ⅲ 출력 방식
Ⅳ 회로 설계 방법
Ⅴ 엔코더 주요 형태
응용 분야와 선택 요령

엔코더(Encoder)는 물리적인 움직임을 전기 신호로 변환하는 센서입니다. 이들은 주로 산업 자동화, 로봇공학, 컴퓨터 입력 장치 등 다양한 분야에서 위치, 각도, 속도 등을 측정하기 위해 사용됩니다. 엔코더는 크게 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다: 회전(Rotary) 엔코더와 선형(Linear) 엔코더. 이 글에서는 회전 엔코더에 초점을 맞추고 그 분류, 작동 원리, 분해능, 출력 방식, 회로 설계 방법 등을 소개합니다.

Ⅰ 엔코더의 분류

Rotary Encoder

회전 엔코더는 기계적인 회전 변위를 전기적인 펄스로 변환합니다. 이는 위치, 각도, 속도 측정이나 모터의 회전속도 및 회전량 제어 등에 광범위하게 사용됩니다. 회전 엔코더는 크게 두 가지로 분류됩니다:

Incremental Encoder: 이 형태의 엔코더는 회전축의 회전 각도를 그에 비례하는 전기적 신호로 변환하여 출력합니다. 이 신호는 주로 회전 수 측정에 사용됩니다.

Absolute Encoder: 이 엔코더는 회전축이 0°에서 360°까지 일정한 비율로 분할되며, 각 분할된 각도마다 특정한 전기적 디지털 코드가 할당됩니다. 이는 회전축의 정확한 위치를 식별할 수 있게 해주며, 전기적 요소나 노이즈의 영향을 받지 않습니다.

Ⅱ 분해능

엔코더의 성능을 나타내는 중요한 요소 중 하나는 분해능입니다. 분해능은 엔코더가 한 회전 동안 생성할 수 있는 고유 신호의 수를 의미하며, 분해능이 높을수록 더 미세한 움직임을 측정할 수 있습니다.

Ⅲ 출력 방식

Incremental Type: 증분 방식으로, 엔코더는 회전수를 측정하기 위해 신호를 출력합니다. 마이크로컨트롤러(MCU)는 Rising Edge 입력 인터럽트를 통해 이를 측정합니다.

Absolute Type: 엔코더의 위치값이 직접 출력됩니다. MCU의 GPIO Input 모드를 사용하여 각 값을 받아 처리합니다.

Ⅳ 회로 설계 방법

엔코더를 시스템에 통합할 때 고려해야 할 몇 가지 회로 설계 방식이 있습니다:

토템폴 방식: 왜곡과 노이즈의 영향을 최소화하고, 엔코더와 회로 사이 거리가 멀 때 사용됩니다.
NPN 오픈콜렉터 방식: 엔코더의 전원전압과 회로의 전원전압이 다를 때 사용됩니다.
라인드라이버 방식: 엔코더에서 회로까지 거리가 멀 경우, 빠른 응답속도를 위해 사용됩니다.

Ⅴ 엔코더 주요 형태

엔코더는 다양한 형태와 사이즈로 제공되며, 특정 응용 프로그램의 요구에 맞춰 선택됩니다. 선택 시 고려해야 할 주요 요소는 분해능, 출력 신호 유형, 크기, 그리고 환경적 조건 등입니다. 엔코더의 형태는 대부분의 응용 프로그램에서 필요한 정밀도와 신뢰성을 결정하는 중요한 요소입니다.