DATE: 2017/12/30(土)   CATEGORY: 未分類
自作磁気式エンコーダの基礎


毎年、年末には何か一記事書くようにしています。
(毎年といってもまだまだ3年目ですが)

今年も終わりってことで書いていきます!!


内容は磁気式エンコーダについてです。
(おそらく2本立て?)

この内容に至った経緯を説明しますと

ズバリ!!
新作の進捗が無かったことが主な原因となります。


進捗が無いとき人はどうしますか??

そう過去の自分に縋るのです!!

ブログネタ

ということで書いていきます。



自分はマイクロマスの中でも
ハーフマウスという小さなマウスを作っています。

ハーフマウスの特徴としては小さくて可愛いことですね。

そんなハーフマウスをみんなにも作ってほしいのです!!


そういうわけで
ハーフマウス導入の足掛かりにしてもらえるよう
ハーフマウスで用いている自作磁気式エンコーダ
について解説していこうと思います。

磁気式エンコーダの設計についての参考はこちら
とかこちら


上の記事を見てもらえればだいたいわかると思います。
参考事例が多いことはいいことだと思うので
自分も書いていきます。


サルでもわかるように書いていけるよう頑張りたいです☆

・エンコーダとは
そもそもエンコーダって何よ??
って人のためにちょー簡単に説明しますと

どのくらい回転したかを知るセンサ

ですかね。

もっと詳しく知りたい人はロータリーエンコーダで調べてください。
基本的にエンコーダを用いてホイールの回転量を調べ
マウスの速度を得るために用いています。


・磁気式エンコーダを選んだ理由
エンコーダにはいろいろと種類があります。

自分はその中でも
磁石を用いて回転を検知するロータリーエンコーダ
磁気式エンコーダを用いています。


これを用いている理由としては
・マウス界隈で一番使われている形式のエンコーダ
・安価
・構造が単純
であることですかね。


・マウス界隈で一番使われている形式のエンコーダ
→土下座をすれば強い人が教えてくれる
・安価
→やさしい
・構造が単純
→やさしい

情弱貧乏センス×大学生にはこれ以上ないわけですね。
やさしい世界だ。


・磁気式エンコーダの構成要素
磁石+エンコーダIC
基本的にはこれだけです。


磁気式エンコーダを使用する前に少しだけお勉強しましょう。
正直もうお腹いっぱいですが頑張りましょう。

・磁石について
基本的にマウスで使われる磁気式エンコーダには
磁石とエンコーダ素子を対面で配置するタイプ
がほとんどです。

こんな感じ。

mos-MA300.jpg

(mps-MA300より)

このとき注意すべきことは磁石の極性方向についてです。
磁石にはS極N極があるのはご存知ですよね?
一般的に売られている磁石でいいんじゃないの?
と思ったあなたは待ってほしい。

磁石には極性の向きで種類があるんですよ!!
(こんなことマウス作るまで考えたことなかったです笑。)

エンコーダ用の磁石の購入の際に
お世話になっているネオマグさんのサイトに
大変わかりやすい図があるので参考にどうぞ。

磁石形

(ネオマグさんより)

磁石とエンコーダ素子を対面で配置する都合上
向き合う面で磁界が分かれていることが重要です。

磁石を選定する際には気をつけましょう。

自分は一番簡単な形状である
円柱型の径方向のネオジム磁石
を使用しています。
(左から2番目)

参考にどうぞ。


・エンコーダICについて
よく使われている磁気式エンコーダICには
大きく分けて2種類存在します。
① インクリメンタル式
② アブソリュート式

大変わかりやすい比較の解説をオムロンさん
がしてくれています。

簡単にまとめます。
① インクリメンタル式
回転量と向きがわかる

② アブソリュート式
角度がわかる

サルでもわかるように具体例でこの違いを説明しましょう!
例として0時00分から1時00分になる場合について
それぞれの方式の感覚をつかんでください!!
(厳密には少し違うので怒られそう…)

0分

~15分経過~

15分

~15分経過~

30分

~15分経過~

45分

~15分経過~

60分


上の例を見てもらえればわかる通り
どちらの方式でも問題なく使えますので
マイコンのピン、ICの価格、サイズ、分解能など
と相談して使えばよいと思います。

個人的にはインクリメンタル式の方が扱いやすいと思います。
(高速回転時の回転方向の考慮が楽なだけ)



これにて磁気式エンコーダの基本については終わりです。
お疲れさまでした!!

長々と書いてきましたが
自作磁気式エンコーダを設計するときの注意点まとめです。
・磁石とエンコーダICは対面で配置する
・磁石は径方向で極性が分かれているものを使う
・ICのエンコーダの形式を理解しておく


次回はこれらの事柄に注意して実際に
磁気式エンコーダの機械設計とその使用方法
について書いていければなと思います
(年内に間に合わせたい笑。)


ではでは



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