マグネティックロータリーエンコーダーを買ってみました

ただいまテスト機の電装系の作業推進中です。
必要なセンサが割と多いので時間がかかりましたが、選定と設計は終了。

センサ選定の中でも、モータの回転数制御用に欲しい回転角センサ(エンコーダ)は、余り良いのが無くて悩んでました。テスト機のメインアクチュエータには、ジャンクMaxonDCモータを使用して設計してますが、安物なのでエンコーダついて無いんですよね。
後から付けるとなると、普通は光学式エンコーダ単体で買ってきてギヤなりカップリングなりで繋ぐんですが、意外と大きくて邪魔だし、値段も高いし、そも軸つなげんの面倒だし・・・。

出来るだけシンプル、小型に設計したいという思惑もあり、「安い早い旨い」なエンコーダを探していたら、Poloruのシャフトに付けられる小型エンコーダを見つけました。しかも丁度ジャンクMaxonモータは両軸仕様だから、穴径さえ加工すればくっつくかもしれない・・・！
というので、SwitchScienceさんに在庫があったので買ってみました。

手持ちのモータと比較

うん、　無理だこれは。
シャフト径2mmぐらいのモータになら何とか加工すれば付きそうな感じでしたが、今回シャフト径が3mmだったので、断念。


実はこの時点で、大きなエンコーダを入れない前提で機械の設計は進めていたので、シャフトに付かないとなると、エンコーダ用の軸は別途用意する事になり、加工と設計の手間が増えそう・・・。
ここはやっぱりセンシング側で頑張れないだろうか、非接触センサとかで。

で、候補に思いついたのが以下二つ。
①ホールセンサで歯車の凸凹を数える近接センサ
②ホールセンサアレイで磁石の角度を測る磁気式ロータリセンサ

①は秋月に売っていたので、すぐ試せそうだったんですが、分解能が歯数依存＋センサ位置調整がシビアなのがネック。
②はアブソリュートエンコーダとして使える＋センサ位置調整はシビアでは無い、というメリットがあります。
なので②に的を絞って探したところ、AMSのセンサでI2Cも使えるというモノを見つけたので早速購入。

左：AMS磁気式エンコーダ　右：Poloru光学式エンコーダ

チップ自体は小さいのですけど、扱いやすいDIPピンサイズで買ったのでpoloruのエンコーダより大きいです。とはいえ、十分小さいので取付は簡単そう。
分解能は驚きの14bit。実はPoloruにも似たようなシリーズで、マグネットタイプのエンコーダもありますが、方式が全く違うようで、そこまで分解能は高くありません。ただし、ノイズが大きいとそこまで分解能があっても意味が無いので、試しに出力の安定度を見てみました。

ギヤにくっつけてテスト

 結果としては、磁石が十分に近ければ値は最下位1bitが変動する程度で、遠い(今の磁石では3mm以上)と値がブレブレになります。実際に使う際は、センサが磁力の適切具合を判定して出力してくれるので、それを見ながらワッシャを挟んだりして距離を調節する必要がありそうですね。

というわけで、テスト機はこのエンコーダでやってみようと思います。磁石を貼り付けるだけでアブソリュートエンコーダが使えるという手軽さがあるので、制御含めて上手く行ったら他の軸にも使いたいな。

注)磁石は径方向着磁のモノでないとセンシングできません。