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#Ansteuerung & Auslesen eines Drehgebers
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##Aufbau eines Drehgebers
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Optische Drehgeber dienen zur Erfassung von Winkeländerungen. Bei den hier verwendeten Drehgeber handelt sich dabei um Inkrementalgeber, die eine Winkeländerung zur vorherigen Position angeben (im Gegensatz zu Absolutwertgebern).
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\begin{figure}[tbh]
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\begin{center}
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\includegraphics [width=0.8\textwidth]{1_Optisches_System}
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\caption{Optisches System.}
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\label{fig:optSystem}
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\end{center}
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\end{figure}
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Der Inkrementalgeber basiert auf einem optischen System, das wie eine Lichtschranke funktioniert. Von einem Lichtelement (im Bild links) ausgehend wird ein Lichtstrahl von dem Strichgitter entweder blockiert oder durchgelassen. Der ankommende Lichtstrahl trifft nach dem Strichgitter auf ein Photoelement (im Bild rechts). Dieses wird bei auftreffendem Licht elektrisch leitend, so dass aus dem elektrischen Signal eine Bewegung des Strichgitters detektiert werden kann.
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Das Strichgitter ist radial um eine Scheibe angeordnet, so dass auf das elektrische Signal die Winkeländerung abgebildet wird.
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Zur Auswertung wird das Photoelement wie grün dargestellt beschaltet. Durch diesen sogenannten Pull-up wird ein definierter Ausgangszustand am Pin geschaffen.
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##Ausgabe des Drehgebers
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Durch eine um 90° versetzte Anordnung der Photoelemente ergibt sich ein Quadratursignal, durch das die Drehbewegung ausgewertet werden kann.
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\begin{figure}[h]
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\begin{center}
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\includegraphics [width=1.0\textwidth]{Encoder_signal}
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\caption{Quadratursignal (Quelle: https://www.mikrocontroller.net/articles/Drehgeber, 12.07.2017)}
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\label{fig:sigEncoder}
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\end{center}
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\end{figure}
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Aus der Abfolge der High und Low Zustände lässt sich die Drehrichtung bestimmen.
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Die Auflösung des Inkrementalgebers ergibt sich nach dem Bild. Der verwendetet Drehgeber hat eine Auflösung von 600 Impulse pro Umdrehung, was einer Winkeländerung von 0,6 Grad pro Impuls entspricht.
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```math
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2 \phi=\frac{Winkelaenderung (360)}{Anzahl Impulse (360)}=\frac{360}{600}=0,6
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```
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Zur Berechnung des Winkels müssen jedoch alle Flanken des Quadratursignals berücksichtigt werden, wodurch sich bei einer Drehung der Welle um 360° eine Impulsanzahl von 2400 ergibt.
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