BH38旋转编码器初步测试

■ 实验背景

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在 42HS48EIS步进闭环电机最大转速 对于42HS48EIS这款步进电机和驱动合在一起的电机进行了测试，准备将其应用到实验室机械臂关节驱动中。但这款电机体积略长，现在又购得同款小体积的步进电机。通过实验确认它的一些基本应用性能。

^{▲ 实验电机的外观以及旋转光电编码器}

在 使用高精度旋转编码器BH60测量步进电机转动角度 中介绍了BH60绝对位置高精度编码器的接口。这款编码器体积有些大。

BH38-Z06-S16384 是一款绝对14bit的位置传感器。在上述TB网站中界面中也给出了它的基本的接口协议。在 BH38-Z06数据手册 给出了详细的接口资料。

^{▲ BH38-Z06-S16384-MB1旋转传感器}

BH38的主要特点：

• ■ RS485自由协议(或Modbus RTU)/SSI/模拟输出,方便连接各种PLC、HMI及上位机设备
  ■ 多用途、多功能,直接对应单圈角度、长度测量
  ■ 宽工作电压,极低的耗电流
  ■ 外部置位线设定预设位置,安装方便,无需找零

对于上述传感器的型号中对应的基本参数可以参照BH38产品的命名规则来获得：

^{▲ BH38-产品选型命名规则}

对比 BH60绝对位置旋转编码器 可以看到这款编码器的精度提高了4倍，原来的BH60的单圈输出为12bit(4096）。

01测试BH38旋转编码器

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1.通讯协议

(1) 传感器接口功能定义

对比 BH60绝对位置旋转编码器编程资料 和 BH38-Z06单精度绝对值旋转编码器数据手册 中对于传感器接口定义，它们是相同的。因此后面的测试可以使用相同的 BH60绝对位置编码器测试 电路板进行测试。

^{▲ 传感器接口定义：BH60，BH38}

(2) 传感器MODBUS协议

根据 MODBUS 协议，MODBUS对于设备的功能实现主要通过访问不同的寄存器空间来实现。下面是在 BH38-Z06单精度绝对值旋转编码器数据手册 给出的定义，对比之前的BH60编码器，它们的功能定义是完全相同的。

^{▲ MODBUS寄存器功能定义}

2.测试实验

(1) 编码器读写MCU模块¹

读写编码器的单片机模块还是使用在 基于STC8H1K28的BH60的角度读写模块 中给出的实验电路模块。

^{▲ 实验MCU电路板|STC8H1K28}

(2) 接口制作

传感器的接口制作参考： BH60绝对位置编码器测试 中制作的方案。

^{▲ 传感器接口}

连接传感器到实验MCU小板的接口。

(3) 测试结果

通过旋转角度，可以看到读出的数值的确是在0至16383之间变化。从而证明了该器件的：

• 是一个绝对位置传感器；
• 单圈的分辨率为14bit
• 重新上电后传感器的位置依然存在。

静止传感器不同，连续读出100个数据，数据保持恒定。这说明传感器的精度满足最小分辨率的要求。

^{▲ 手工旋转传感器过程中读取的100个数值}

※ 结论

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通过实验检验了BH38旋转旋转角度传感器的硬件接口和软件协议。验证了传感器单圈分辨率。

通过读取数据也检测传感器本身的稳定性。

对于传感器的旋转线性性、温度的稳定性等问题，有待在其它工程应用中进行检测。

在 42HS48步进电机测试实验 中使用了BH38测量步进电机输出轴的的角度信息。

^{▲ 将步进电机的输入与旋转角度传感器连接在一起}

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1. 单片机C51工程文件:C51\STC\Test\2020\Tools\BH60ReadSTC8H1K28\BH60ReadSTC8H1K28.uvproj ↩︎