微型角度编码器 ： KYTB-1503-1024
2024-05-12 21:49:15
简 介： 通过
ESP32对于KYTB角度编码器进行测试，初步验证了KYTB的基本功能。由于ESP32的端口中断具有最大上限频率，通过实验测量到这个频率大约为26kHz。
关键词： 角度编码器，KYTB，ESP32
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角度编码器
文章目录
基本信息
计数实验
实验方案
编程实验
ESP32计数
测试ESP32端口
中断最大频率
中断最大频率
实验结论
§01 角度编码器
这款角度编码器来自于北京科宇提供的车模上配套的微型编码器。型号：KYTB-1503-1024。
一、基本信息
1、外部接口
根据传感器铭牌标示，其外部引线为 6 跟线，对应的功能定义为：
【表1-1 编码器管脚功能定义】
| PIN1 | PIN2 | PIN3 | PIN4 | PIN5 | PIN6 |
|---|---|---|---|---|---|
| GND | 3 ~ 5V | A | B | Z | NC |
2、信号测量
- 测试条件：
-
VCC电压： +5V
▲ 图1.1.1 A,B电压波形
▲ 图1.1.2 Z,A波形
§02 计数实验
一、实验方案
1、实验平台
使用 ESP32-S模块转接板设计与实现 硬件模块。 根据 MicroPython: Interrupts with ESP32 and ESP8266 | Random Nerd Tutorials 中关于ESP32端口中断介绍，使用ESP32端口中断完成对于KYTB-1503 输出脉冲的计数。
2、连线方案
安装下面表格将传感器连接如ESP32转接模块最右边的三个输出管脚。
【表2-1 连接方案】
| A | B | C |
|---|---|---|
| GPIO2 | GPIO16 | GPIO17 |
为了使得输出的信号能够兼容ESP32电平（3.3V），对于角度传感器工作电源设置为3.3V。
▲ 图2.0 实验平台
二、编程实验
1、基本计数实验
(1) 实验Python代码
from machine import Pin,Timer
import timezcount = 0
acount = 0
bcount = 0allcount = 0pina = Pin(2, Pin.IN)
pinb = Pin(16, Pin.IN)
pinz = Pin(17, Pin.IN)def ISR_abz(pin):global acount, bcount, zcount, allcountif pin == pina:acount += 1if pin == pinb:bcount += 1if pin == pinz:zcount += 1allcount += 1pina.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)
pinb.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)
pinz.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)while True:print((acount, bcount, zcount, allcount))time.sleep_ms(250)
(2) 输出结果
▲ 图2.1 程序输出计数结果
2、角度计数
根据A的上升沿脉冲进行计数，根据B的电平高低判断是递增还是递减。
利用Z脉冲完成清零。
(1) 实现代码
from machine import Pin,Timer
import timeacount = 0
allcount = 0pina = Pin(2, Pin.IN)
pinb = Pin(16, Pin.IN)
pinz = Pin(17, Pin.IN)def ISR_abz(pin):global acount, allcountif pin == pina:acount += 1if pinb.value() == 0:allcount += 1else: allcount -= 1if pin == pinz:allcount = 0acount = 0pina.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)
pinz.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)while True:print((acount, allcount))time.sleep_ms(25X)
(2) 输出结果
可以看到输出的 A, ALLCOUNT两个变量，转向一边的时候，它们是相同的递增，当相反旋转的时候，它们是正负取值。
可以验证，计数的范围 0 ~ 1023。
▲ 图2.2 技术模式输出结果
3、脉冲丢失
由于使用了端口中断来获得对应的脉冲个数，如果角度编码器旋转过快，则会出现脉冲丢失情况。
在 ISR中，Z脉冲出现的时候，保持其中的ALLCOUNT变量，可以看到当编码器旋转快的时候， ALLCOUNT的最大值小于1024。 这说明在其中会出现很多的脉冲丢失。
§03 ESP32计数
在前面使用ESP32计数过程中，由于使用了端口中断来对脉冲进行计数，出现了脉冲丢失现象。那么ESP32的端口中断最快能够响应多大频率的计数呢？
一、测试ESP32端口中断最大频率
1、测试方案
使用DG1062数字可编程信号源发生器，输出方波，送入ESP32 GPIO2 引起端口中断。在ESP32中使用定时器产生1秒中的中断，对于GPIO2的计数进行读取。测试在输入信号多大的时候，计数开始有丢失。
(1) 测试Python代码
from machine import Pin,Timer
import timeacount = 0
allcount = 0pina = Pin(2, Pin.IN)keepa = 0
time1count = 0def ISR_abz(pin):global acount, allcount, keepzif pin == pina:acount += 1pina.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)def time_isr(n):global keepa, acount, time1countkeepa = acountacount = 0time1count += 1tim0 = Timer(0)
tim0.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=time_isr)while True:print((acount, keepa, time1count))time.sleep_ms(250)
2、测试结果
在输入频率小于15kHz时，输出的数字总是与频率相同。当输入频率大于15kHz的时候，输出数字开始有丢失数字。
(1) MicroPython程序
from machine import Pin,Timer
import timeacount = 0
allcount = 0pina = Pin(2, Pin.IN)keepa = 0
time1count = 0def ISR_abz(pin):global acount, allcount, keepzif pin == pina:acount += 1pina.irq(trigger=Pin.IRQ_RISING, handler=ISR_abz)def time_isr(n):global keepa, acount, time1countkeepa = acountacount = 0time1count += 1tim0 = Timer(0)
tim0.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=time_isr)while True:key = input()print(keepa)
(2) 测量程序
from headm import *
from tsmodule.tsvisa import *dg1062open(113)dg1062freq(1, 10000)def thonnycmd(cmd):tspsendwindowkey('Thonny', 's', alt=1, noreturn=1)tspsendwindowkey('Thonny', '%s
'%cmd, noreturn=1)def thonnyshs(cmd='', wait=0):tspsendwindowkey('Thonny', 's', alt=1, noreturn=1)if len(cmd) > 0:tspsendwindowkey('Thonny', '%s\r'%cmd, noreturn=1)if wait > 0:time.sleep(wait)tspsendwindowkey('Thonny', 'ac', control=1, noreturn=1)tspfocuswindow('TEASOFT:1')return clipboard.paste()setf = linspace(25000, 27000, 50)
testdim = []for f in setf:dg1062freq(1, floor(f))time.sleep(2)pastestr = thonnyshs('\r', 0.1).split()x = float(pastestr[-1])testdim.append(floor(f) - x)printff(f, x)tspsave('measure', setf=setf, out=testdim)
plt.plot(setf, testdim)
plt.xlabel("Frequency(Hz)")
plt.ylabel("Error")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()printf('\a')
(3) 测量结果
▲ 图3.1.1 不同频率下的计数错误
▲ 图3.1.2 不同频率下的计数错误
▲ 图3.1.3 不同频率下的计数错误
可以看到当频率实际超过26kHz的时候，输出的误差会突然增加了。
※ 实验结论 ※
对于来自于科宇的角度编码器进行了初步测试。对于它的接口信号功能进行确认。
利用ESP32的端口中断功能来对于角度传感器的脉冲进行计数。如果脉冲的频率快的话，会出现一定的脉冲丢失现象。
使用DG1062可编程信号源对于ESP32的端口中断最大程序进行测试，当频率超过26kHz时，丢失脉冲的线性会突然增加。
■ 相关文献链接:
- ESP32-S模块转接板设计与实现
- MicroPython: Interrupts with ESP32 and ESP8266 | Random Nerd Tutorials
● 相关图表链接:
- 表1-1 编码器管脚功能定义
- 图1.1.1 A,B电压波形
- 图1.1.2 Z,A波形
- 表2-1 连接方案
- 图2.0 实验平台
- 图2.1 程序输出计数结果
- 图2.2 技术模式输出结果
- 图3.1.1 不同频率下的计数错误
- 图3.1.2 不同频率下的计数错误
- 图3.1.3 不同频率下的计数错误
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广州希洛登自动控制技术有限公司 海德汉圆光栅尺编码器RCN727F是 fanuc系统专用的绝对式编码器 Fanuc02串口孔径有60和100mm2种 电缆有0.5米.1米.3米.5米几大类 精度是2角 ...
- 利用中断在 ESP32 MicroPython 程序中读取AM2302
简 介: 由于使用MicroPython,如果使用指令查询方式读取AM2302的数据,无法控制到非常精确读取时间信息.利用ESP32 MicroPython中的IO中断,获取AM2302的上升沿时间, ...
- 计算编码器零点电角度偏移量
编码器零点电角度偏移量 同步电机的控制,转子的位置是必要的反馈.电机的磁极的换向,控制的是电角度. 编码器的安装和电角度,存在误差. 机械角度的反馈,在多极对数时,需要做一个电角度的转换,进入控制的转 ...
- 对机械臂的肩关节与肘关节编码器连接与设置
▌01 编码器 在 双旋转轴机械臂 的肩部和肘部安装有 角度编码器 ST-3806-15-RS ,通过角度编码器 STM32F103控制器 来对肩部和肘部的运动进行控制运动补偿. 在 三管脚机械臂控制 ...
- 对于STM32F103三轴机械臂控制器进行基本功能测试-关节角度读取
➤01 机械臂调试 1.简介 对 基于STM32对于三轴机械臂控制器设计 中对应的控制电路读取肩部和肘部两个 角度编码器 ST-3806-15-RS 数据进行调试. 2.接口电路1 ▲ 角度读取的相关 ...
- ST-3806系列单圈编码器 说明书
▲ 角度编码器 ST-3806-15-RS https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.745e2e8dPZ3LXR&id=5928237 ...
- stm32正交编码器 原理图_恶劣环境下应用的电感式增量编码器和绝对编码器
编码器可分为两种基本类型 - 增量编码器和绝对编码器. 增量编码器的显着特征是它报告角度的变化.换句话说,当增量编码器通电时,它不会报告其角位置,直到它具有测量的参考点. 绝对编码器明确地在比例或范围 ...
- 线扫相机 编码器_面阵和线扫工业相机选型
版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明. 本文链接:https://blog.csdn.net/snowbird13/article/d ...
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