Conectar Codificadores de Cuadratura a un Dispositivo DAQ

Contenido de esta Sección

Antes de Empezar

Este documento proporciona instrucciones paso a paso para cablear y configurar su dispositivo DAQ para medidas de codificador de cuadratura. Antes de comenzar a usar su hardware DAQ, debe instalar su entorno de desarrollo de aplicación y el software controlador NI-DAQmx. Consulte el documento Instalar LabVIEW y NI-DAQmx para obtener más información.

Fundamentos de Medidas de Codificador de Cuadratura

Puede usar un dispositivo DAQ Multifunción, un chasis CompactDAQ con un módulo de E/S digital de la Serie C o un dispositivo de contador/temporizador para realizar medidas de posición con codificadores de cuadratura (también llamados codificadores angulares). Los contadores en cada uno de estos dispositivos pueden medir posición angular con codificadores angulares X1, X2 o X4. Los codificadores de cuadratura ocasionan dos señales mientras un eje en el codificador está rotando. Estas señales son señal A (también llamada canal A) y señal B (también llamada canal B), cada uno de los cuales es generalmente una señal digital TTL.

Contadores

Los dispositivos de la Serie X y el chasis CompactDAQ tienen cuatro contadores/temporizadores de 32 bits de uso general. Los dispositivos de la Serie M y algunos dispositivos DAQ tienen dos contadores/temporizadores. Estos contadores/temporizadores de uso general usan señales digitales TTL de 5 V para cualquier aplicación de medida y generación de pulso. La Figura 1 muestra el Contador 0 en un dispositivo de la Serie X.

Figura 1. Contador 0 en un Dispositivo de la Serie X

Los cuatro contadores son idénticos. Los contadores tienen ocho señales de entrada, aunque en la mayoría de las aplicaciones solamente son usadas algunas entradas. Cada contador tiene un FIFO que puede ser usado para adquisición y generación a búfer.

Codificación

Los Canales A y B están desplazados a 90 grados, lo cual determina la dirección en la que se mueve el codificador. Cuando el canal A encabeza al canal B en el ciclo de cuadratura, el contador incrementa. Cuando el canal B encabeza al canal A en el ciclo de cuadratura, el contador disminuye. La cantidad de incrementos y reducciones por ciclo depende del tipo de codificación - X1, X2 o X4.

Codificación X1

La Figura 2 muestra un ciclo de cuadratura y los incrementos y reducciones resultantes de codificación X1. Cuando el canal A encabeza al canal B, el incremento ocurre en el borde ascendente del canal A. Cuando el canal B encabeza al canal A, la reducción ocurre en el borde de caída del canal A.

Figura 2. Codificación X1

Codificación X2

La codificación X2 tiene el mismo comportamiento excepto los incrementos o reducciones del contador en cada borde del canal A, dependiendo de cuál canal encabeza al otro. Cada ciclo resulta en dos incrementos o reducciones, como se muestra en la Figura 3.

Figura 3. Codificación X2

Codificación X4

Igualmente, el contador incrementa y disminuye en cada borde de los canales A y B para codificación X4. Los incrementos o reducciones dependen de cual canal encabeza al otro. Cada ciclo resulta en cuatro incrementos o reducciones, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4. Codificación X4

Comportamiento del Canal Z

Algunos de los codificadores de cuadratura tienen un tercer canal, canal Z, el cual también es conocido como el canal índice. Un alto nivel en el canal Z provoca que el contador sea recargado con un valor específico en una fase especifica del ciclo de cuadratura. Usted puede programar esta recarga para que ocurra en una de las cuatro fases en un ciclo de cuadratura.

Comportamiento del Canal Z - cuando está alto y cuanto tiempo se queda alto - difiere con los diseños del codificador de cuadratura. Debe consultar la documentación para su codificador de cuadratura para obtener la temporización del canal Z con respecto a los canales A y B. Debe asegurarse que el canal Z está alto durante la última porción de la fase que usted especifica para recarga. Por ejemplo, en la Figura 5, el canal Z nunca está alto cuando el canal A está alto y el canal B está bajo. Por lo tanto, la recarga debe ocurrir en alguna otra fase.

En la Figura 5, la fase de recarga es cuando ambos canales A y B están bajos. La recarga ocurre cuando esta fase es verdadera y el canal Z está alto. Incrementar y disminuir tiene prioridad ante la recarga. Por lo tanto, cuando el canal B está bajo para entrar a la fase de recarga, el incremento ocurre primero. La recarga ocurre en un periodo de tiempo máximo después de que la fase de recarga se vuelve verdadera. Después que la recarga ocurre, el contador vuelve a contar como antes. La figura ilustra el canal Z recargado con codificación X4.

Figura 5. Canal Z Recargado con Codificación X4

Ubicar el Pin-out de su Dispositivo DAQ

Antes de conectar cualquier señal, ubique el pin-out de su dispositivo.

  1. Abra Measurement & Automation Explorer (MAX) y despliegue Devices and Interfaces.
  2. Haga clic con botón derecho en el nombre de su dispositivo y seleccione “Device Pinouts”. Note que la tabla debajo del pinout del conector contiene información relacionada con las entradas de contador.

Figura 6. Ayuda para Terminales de Dispositivo

Los siguientes tipos de terminales corresponden con medidas de codificador de cuadratura.

  • CTR x A: Codificador de Cuadratura del Canal A — Canal A y canal B determinan la dirección en la que se mueve el codificador.
  • CTR x B: Codificador de Cuadratura del Canal B — Canal A y canal B determinan la dirección en la que se mueve el codificador.
  • CTR x Z: Índice Codificador de Cuadratura — Un alto nivel en el canal Z provoca que el contador sea recargado con un valor específico en una fase especifica del ciclo de cuadratura.
  • PFI x: Interfaz de Función Programable — Las líneas PFI son líneas de E/S TTL digital que pueden ser enrutadas a entradas o salidas de contador u otras señales digitales desde su dispositivo DAQ. Consulte la tabla debajo de su diagrama pin-out para ver una lista de las líneas PFI corresponden con las entradas de contador.
  • D GND: Tierra Digital — La referencia a tierra para E/S digital, contador y líneas PFI.

Configurar una Medida de Codificador de Cuadratura

Puede usar MAX para verificar rápidamente la precisión de la configuración de su sistema de medias. Al usar un NI-DAQmx Global Virtual Channel puede configurar una medida de codificador de cuadratura sin programación. Un canal virtual es un concepto de la arquitectura del controlador NI-DAQmx usado para representar las configuraciones de propiedades del dispositivo que pueden incluir nombre, un canal físico, conexiones de terminal de entrada, el tipo de medida o generación e información de escala.

Siga estos pasos para comenzar:

  1. Con el MAX abierto, seleccione Data Neighborhood y haga clic en Create New.
  2. Seleccione NI-DAQmx Global Virtual Channel y haga clic en Next.
  3. Seleccione Acquire Signals » Counter Input » Position » Angular

Figura 7. Crear un Canal Virtual NI-DAQmx

  1. 6. Seleccione el canal físico que conectará a su codificador. Un canal físico es una terminal o pin en el cual usted puede medir o generar una señal analógica o digital.

Figura 8. Canales Físicos del Dispositivo

  1. Haga clic en Next y proporcione un nombre para el canal virtual global o deje el nombre predeterminado.
  2. Haga clic en Finish para ver la siguiente pantalla en MAX:

Figura 9. Instalar un Canal de Posición Angular en MAX

  1. En la sección Settings, escriba los Pulsos por Revolución (Pulsos / Rev). Este valor es el número de pulsos en cualquiera de la señal A o la señal B — no el número total de pulsos en ambas señales A y B.
  2. Escriba el Ángulo Inicial, en ángulo de inicio del codificador. Este valor está en las unidades que usted especifica con el menú desplegable Units.
  3. Seleccione el Z Index Enable para especificar si su codificador soporta índices z para la medida.
  4. Si habilita el índice Z, el Valor de Índice Z se especifica en Unidades el valor para reiniciar la medida cuando la señal Z está alta y las señales A y B están en los estados que usted especifica con el menú desplegable Fase del índice Z.
  5. Seleccione el Tipo de Codificación para especificar cómo contar e interpretar los pulsos que el codificador genera en las señales A y B. Dos Pulsos Continuos no son válidos para codificadores de cuadratura. Las codificaciones X2 y X4 son más sensibles a pequeños cambios en posición que la codificación X1, siendo X4 la más sensible.

Cablear un Codificador de Cuadratura a su Dispositivo

El siguiente paso es conectar físicamente el codificador de cuadratura a su dispositivo DAQ.

  1. En la sección Settings de su canal global de posición angular en MAX, consulte las Conexiones de Señal. De acuerdo a su canal físico y ya sea que habilitó su índice Z, MAX muestra las terminales PFI a las cuales debe conectar sus señales de codificador de cuadratura. Las conexiones de entrada del contador (y PFI) son referenciadas a D GND.
  2. Consulte los pin-outs de su dispositivo, MAX y el diagrama a continuación para conectar sus señales A, B, Z (opcional) y COM. Su codificador también debe proporcionar información.

Figura 10. Conexiones de Señal de Entrada del Codificador de Cuadratura

Probar la Señal

Use los canales virtuales globales NI-DAQmx para tener una vista previa de sus medidas.

  1. Con MAX aún abierto, haga clic en la sección NI-DAQmx Global Channel y haga clic en el botón Run. El valor de la posición angular de su medida se muestra en la parte superior de la pantalla.

Figura 11. Vista Preliminar de una Posición Angular en MAX

También tiene la opción de guardar su NI-DAQmx Global Virtual Channel si en un futuro desea consultar esta pantalla de configuración otra vez.

Anterior Conecte y Configure Hardware
Introducción a LabVIEW Siguiente