Абсолютные энкодеры традиционно подключаются одним из трех способов: параллельно, с помощью последовательного интерфейса или по шине. Последовательный и шинный интерфейсы имеют множество протоколов или стандартов, некоторые из которых имеют открытый исходный код, в то время как другие являются собственностью конкретных производителей. При рассмотрении вопроса о подключении абсолютного энкодера при принятии решения учитываются требуемое разрешение, уровень управления приложением, гибкость и простота внедрения.

Параллельное подключение энкодера является наиболее простым методом и является стандартом для однооборотных энкодеров. При параллельном подключении энкодер подключается непосредственно к приемному устройству. Каждый провод обрабатывает только один бит данных, что означает, что чем больше битов разрешения имеет энкодер, тем больше проводов требуется. Для устройств с высоким разрешением это может стать обременительным и дорогостоящим — особенно для многооборотных энкодеров, которые имеют большее количество бит на оборот и несколько оборотов.

Параллельное подключение часто обеспечивает вывод в модифицированной версии двоичного кода, известной как отраженный двоичный код, или код Грея (названный в честь Фрэнка Грея, исследователя, который его разработал). Стандартный двоичный код представляет проблему для передачи данных, поскольку некоторые этапы включают изменения более чем в одном бите (цифре). Например, с шага 3 по шаг 4 двоичный код изменяется с 0011 на 0100, при этом три бита изменяют состояние. Поскольку невозможно, чтобы биты менялись точно в одно и то же время, может быть произведено ложное считывание выходных данных. Код Грея позволяет избежать этой проблемы, изменяя только один бит на каждом шаге.

Поскольку в нем используется один провод на бит, параллельная проводка лучше всего подходит для простых реализаций. Расстояние также ограничено менее чем 10 метрами из-за возможных шумовых помех. Однако это очень быстрый способ связи, при котором все данные доступны в режиме реального времени, постоянно.

Схема последовательного подключения обеспечивает двухточечную связь от ведущего устройства, такого как ПЛК или микроконтроллер, к ведомому устройству, которое в данном случае является энкодером. Существует несколько последовательных интерфейсов, причем SSI (синхронный последовательный интерфейс) является наиболее распространенным, особенно в Европе, в то время как BiSS (двунаправленный синхронный последовательный интерфейс) является относительно новым. EnDat — это проприетарный интерфейс, разработанный Heidenhain. Основным преимуществом EnDat является то, что он обеспечивает внутреннюю память в энкодере и может передавать больше информации, чем SSI. Аналогично, HIPERFACE — это запатентованный интерфейс, разработанный Max Stegmann GmbH, который предоставляет информацию об абсолютном местоположении при запуске, а затем предоставляет дополнительные данные энкодера после этого. Как BiSS, так и HIPERFACE могут быть подключены либо точка в точку, либо по шине. Каждый из этих интерфейсов, за исключением HIPERFACE, использует синхронную передачу данных, при которой передачей данных управляют синхронизированные часы в передающем и принимающем устройствах.

Последовательная связь — хороший выбор для приложений, в которых слишком много выходов для практичного параллельного подключения, но слишком мало, чтобы оправдать подключение по шине. Преимуществом является то, что последовательная связь работает на больших расстояниях, чем параллельная или шинная схемы подключения, — иногда более 1000 метров. Однако, поскольку схемы последовательного подключения являются двухточечными, существуют ограничения на количество узлов (устройств), которые могут быть включены в сеть.

Интерфейс шины позволяет энкодеру взаимодействовать с другими устройствами в сети на одноранговой основе и также известен как кольцевая топология.Двумя распространенными протоколами шины являются DeviceNet и Profibus. Profibus был разработан Европейским сообществом и, в целом, более популярен в Европе, в то время как DeviceNet был разработан Алленом Брэдли (ныне входит в Rockwell Automation) и, как правило, более распространен в США.

Поскольку к одному контроллеру может быть подключено более одного устройства, в шинном интерфейсе в большинстве приложений используется меньше кабелей, чем в других типах проводки.Они также хорошо работают на больших расстояниях — обычно до 100 метров. Однако топология сети, как правило, более сложна, а отдельные компоненты стоят дороже. Независимо от первоначальной стоимости шинного интерфейса, общая стоимость системы может быть меньше, чем при других способах подключения, благодаря меньшему количеству требуемых кабелей и, в свою очередь, меньшему времени на настройку и устранение неполадок.

Узнайте больше о линейных энкодерах —
включая различные способы измерения линейных расстояний, как линейные энкодеры повышают точность, первое соображение в выбор линейного энкодера, и функциональность Интернета вещей с линейными энкодерами — вlinearmotiontips.com/category/linear-encoders.