Cómo funciona el codificador rotatorio y cómo usarlo con Arduino

En este tutorial aprenderemos cómo funciona el codificador rotatorio y cómo usarlo con Arduino. Puede ver el vídeo a continuación o leer el tutorial escrito a continuación.

descripción general

Un codificador rotatorio es un tipo de sensor de posición que se utiliza para determinar la posición angular de un eje giratorio. Dependiendo del movimiento de rotación genera una señal eléctrica, ya sea analógica o digital.

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Cómo funciona un codificador rotatorio

Echemos un vistazo más de cerca al codificador y veamos su principio de funcionamiento. Así es como se generan los pulsos de onda cuadrada: el codificador tiene un disco con zonas de contacto espaciadas uniformemente conectadas al pin común C y otros dos pines de contacto separados A y B, como se muestra a continuación.

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Cualquiera de las dos salidas nos puede servir para determinar la posición girada si solo contamos los pulsos de la señal. Sin embargo, si también queremos determinar el sentido de giro, debemos tener en cuenta ambas señales al mismo tiempo.

Podemos notar que las dos señales de salida están desfasadas 90 grados entre sí. Cuando el codificador gira en el sentido de las agujas del reloj, la salida A está delante de la salida B.

Entonces,>

Ejemplo de codificador rotatorio para Arduino

Hagamos un ejemplo práctico usando Arduino. El módulo específico que usaré para este ejemplo está en una placa de conexión y tiene cinco pines. El primer pin es la salida A, el segundo pin es la salida B, el tercer pin es el pin del botón y, por supuesto, los otros dos pines son el VCC y el pin GND.

Podemos>

Puede obtener los componentes necesarios para este tutorial de Arduino en los siguientes enlaces:

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Código fuente

Aquí está el código Arduino:

/*     Arduino Rotary Encoder Tutorial
 *      
 *  by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
 *  
 */
 
 #define outputA 6
 #define outputB 7

 int counter = 0; 
 int aState;
 int aLastState;  

 void setup() { 
   pinMode (outputA,INPUT);
   pinMode (outputB,INPUT);
   
   Serial.begin (9600);
   // Reads the initial state of the outputA
   aLastState = digitalRead(outputA);   
 } 

 void loop() { 
   aState = digitalRead(outputA); // Reads the "current" state of the outputA
   // If the previous and the current state of the outputA are different, that means a Pulse has occured
   if (aState != aLastState){     
     // If the outputB state is different to the outputA state, that means the encoder is rotating clockwise
     if (digitalRead(outputB) != aState) { 
       counter ++;
     } else {
       counter --;
     }
     Serial.print("Position: ");
     Serial.println(counter);
   } 
   aLastState = aState; // Updates the previous state of the outputA with the current state
 }Code language: Arduino (arduino)

Descripción del código: Entonces, primero debemos definir los pines a los que está conectado nuestro codificador y definir algunas variables necesarias para el programa. En la sección de configuración, necesitamos definir los dos pines como entradas, iniciar la comunicación en serie para imprimir los resultados en el monitor en serie, así como leer el valor inicial de la salida A e ingresar el valor en la variable aLastState.

Luego, en la sección del bucle leemos la salida A nuevamente, pero ahora ingresamos el valor en la variable aState. Entonces, cuando giramos el codificador y se genera un pulso, estos dos valores difieren y la primera declaración «si» se vuelve verdadera. Inmediatamente después determinamos el sentido de rotación con la segunda declaración «if». Si el estado de la salida B difiere del estado de la salida A, el contador se incrementa en uno; en caso contrario, se disminuye. Al final, después de imprimir los resultados en el monitor serie, necesitamos actualizar la variable aLastState con la variable aState.

Eso es todo lo que necesitamos para este ejemplo. Cuando cargue el código, inicie el monitor serie y gire el codificador, los valores se mostrarán en el monitor serie. El módulo particular que tengo cuenta 30 en cada ciclo completo.

Más información: Sensor ultrasónico HC-SR04 y Arduino – Guía completa

Ejemplo 2: control de un motor paso a paso mediante un codificador

Además de este ejemplo simple, creé otro ejemplo de control de la posición de un motor paso a paso usando el codificador rotatorio.

Aquí>

/*     Stepper Motor using a Rotary Encoder
 *      
 *  by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
 *  
 */

 #include <LiquidCrystal.h> // includes the LiquidCrystal Library 
 LiquidCrystal lcd(1, 2, 4, 5, 6, 7); // Creates an LC object. Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7) 

// defines pins numbers
 #define stepPin 8 
 #define dirPin  9
 #define outputA 10
 #define outputB 11

 int counter = 0;
 int angle = 0; 
 int aState;
 int aLastState;  
 
void setup() {
  // Sets the two pins as Outputs
  pinMode(stepPin,OUTPUT); 
  pinMode(dirPin,OUTPUT);
  pinMode (outputA,INPUT);
  pinMode (outputB,INPUT);
  
  aLastState = digitalRead(outputA);
  lcd.begin(16,2); // Initializes the interface to the LCD screen, and specifies the dimensions (width and height) of the display } 

}
void loop() {

  aState = digitalRead(outputA);
  
  if (aState != aLastState){     
     if (digitalRead(outputB) != aState) { 
       counter ++;
       angle ++;
       rotateCW();  
     }
     else {
       counter--;
       angle --;
       rotateCCW(); 
     }
     if (counter >=30 ) {
      counter =0;
     }
     
     lcd.clear();
     lcd.print("Position: ");
     lcd.print(int(angle*(-1.8)));
     lcd.print("deg"); 
     lcd.setCursor(0,0);
     
   }
  aLastState = aState;
}

void rotateCW() {
  digitalWrite(dirPin,LOW);
    digitalWrite(stepPin,HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin,LOW);
    delayMicroseconds(2000); 
}
void rotateCCW() {
  digitalWrite(dirPin,HIGH);
    digitalWrite(stepPin,HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin,LOW);
    delayMicroseconds(2000);   
}
Code language: Arduino (arduino)

No dude en hacer sus preguntas en la sección de comentarios a continuación.