Realizzazione di un azionamento per motore Brushless per il controllo di un pendolo inverso su carrello

Per identificare la posizione del carrello si è pensato di utilizzare un encoder incrementale.
L’encoder è un sensore per la misura della posizione che fornisce un’uscita digitale; è disponibile sia in versione per l’acquisizione di posizioni angolari che per l’acquisizione di spostamenti lineari (denominato in questo caso Riga Ottica).
Rimanendo nella categoria degli encoder per misure angolari, essi si suddividono in:
- Incrementali
- Assoluti
Soffermandoci per brevità al solo encoder incrementale, esso è costituito da un disco di materiale trasparente su cui sono depositate strisce radiali di materiale opaco.
La distanza tra due strisce trasparenti si chiama passo dell’encoder. Non essendoci una relazione tra una posizione e la configurazione di settori opachi e trasparenti, l’encoder incrementale non può fornire una informazione di posizione diretta, ma necessita di un circuito di conteggio che tenga il conto del numero di transizioni tra settori opachi e trasparenti avvenuti durante il movimento del sensore a partire da una posizione definita come zero. L’encoder usato nella nostra applicazione è un Omron tipo E6B2-CWZ1X ad alta risoluzione, caratterizzato da 1000 p/r, di cui si riporta il data sheet nell’appendice. L’encoder è calettato (tramite un giunto elastico) sull’albero motore del sistema meccanico.
Il microcontrollore che si occupa della gestione dei vari segnali digitali ha integrata l’interfaccia QEI (Quadrature Encoder Interface) che permette di decodificare i segnali A,B,Z e in particolare di:
- impostare il numero di conteggi massimo tramite registro MAXCNT
- visionare il numero di conteggi effettuati tramite registro POSCNT
- visionare il verso di rotazione tramite il registro UPDN
- effettuare letture a 2x oppure 4x
- impostare il reset degli impulsi da parte di MAXCNT oppure dall’ INDEX
In realtà l’interfaccia QEI ha molte altre possibili configurazioni, ma per brevità, sono riportate solo quelle di nostro stretto interesse.