ロータリーエンコーダーのしくみ

ロータリーエンコーダーのしくみ

概観

ロータリーエンコーダーは、回転シャフトの角度位置を決定するために使用される位置センサーの一種です。回転運動に応じて、アナログまたはデジタルの電気信号を生成します。

出力信号またはセンシングテクノロジーのいずれかに分類されるロータリーエンコーダには、さまざまなタイプがあります。このチュートリアルで使用する特定のロータリーエンコーダーはインクリメンタルロータリーエンコーダーであり、回転を測定する最も簡単な位置センサーです。

このロータリーエンコーダーは、直交エンコーダーまたは相対ロータリーエンコーダーとも呼ばれ、その出力は一連の方形波パルスです。

ロータリーエンコーダーのしくみ

エンコーダを詳しく見て、その動作原理を見てみましょう。方形波パルスが生成される方法は次のとおりです。エンコーダーには、以下に示すように、共通のピンCと他の2つの個別の接触ピンAおよびBに接続された、等間隔の接触ゾーンを持つディスクがあります。

ディスクが段階的に回転し始めると、ピンAとBが共通ピンと接触し始め、それに応じて2つの方形波出力信号が生成されます。

信号のパルスを数えるだけであれば、2つの出力のいずれかを使用して回転位置を決定できます。ただし、回転方向も決定する場合は、両方の信号を同時に考慮する必要があります。

2つの出力信号の位相が90度ずれていることがわかります。エンコーダーが時計回りに回転している場合、出力Aは出力Bより先になります。

したがって、信号がHighからLowに、またはLowからHighに変化するたびに歩数をカウントすると、その時点で2つの出力信号の値が反対になっていることがわかります。逆に、エンコーダーが反時計回りに回転している場合、出力信号の値は等しくなります。これを考慮すると、エンコーダの位置と回転方向を読み取るようにコントローラを簡単にプログラムできます。