Menguasai Rotary Encoder Arduino: Panduan Lengkap Setup, Tipe, dan Aplikasi

Rotary encoder Arduino berguna di mesin CNC, robotika, dan bahkan printer karena konstruksi kokoh dan kontrol digital yang presisi.

Jika Anda sedang mengerjakan proyek rotary encoder Arduino dan membutuhkan bantuan, Anda berada di tempat yang tepat. 

Artikel hari ini membahas rotary encoder, konfigurasi, tipe, cara kerja, contoh, dan aplikasi. 

Apa itu Rotary Encoder?

Gambar 1: Rotary Encoder

Ini adalah sensor posisi elektromekanis yang menentukan posisi sudut atau gerakan poros atau sumbu.

Kemudian mengubah data posisi sudut menjadi sinyal output digital atau analog.

Pinout Rotary Encoder

Gambar 2: Pinout Rotary Encoder

• VCC- Tegangan pasokan 3.3 atau 5V
• GND- Ground
• SW- Tombol aktif rendah
• CLK (Output A)- Pulsa output untuk menentukan rotasi ke arah mana pun
• DT (Output B)- Tertinggal CLK sebesar 90 derajat dan menentukan arah rotasi

Tipe Rotary Encoder

Gambar 3: Rotary Encoder Absoluti Gray Code dengan 13 Trail

Sumber: Wikimedia

Encoder Absoluti

Terdiri dari fotodetector, sumber cahaya, cakram, dan kondisi sinyal. Ini mempertahankan informasi posisi saat daya hilang dan melanjutkan saat kembali.

Juga, hubungan antara posisi fisik mesin yang dikontrol dan nilai encoder diatur saat perakitan. Anda tidak perlu kembali ke titik kalibrasi untuk mempertahankan akurasi posisi. 

Encoder Inkremental

Encoder inkremental memulai perhitungan dari nol saat diaktifkan dan akan segera melaporkan perubahan posisi. Namun, tidak mempertahankan posisi absolut. Anda harus memindahkan sistem pemantauan ke titik referensi tetap untuk memulai pembacaan posisi.

Bagaimana Cara Kerja Rotary Encoder？

Gambar 4: Cara Kerja Rotary Encoder

Ini memiliki dua pin kontak, A dan B, dan pin ground umum, C. Saat Anda memutar knob, pin kontak A dan B menyentuh C dalam urutan rotasi, mereka menghasilkan sinyal. Selain itu, tanda-tanda tersebut berfasa 90 derajat satu sama lain (pengkodean kuadran).

Saat Anda memutar knob searah jarum jam, pin A menyentuh terlebih dahulu, diikuti oleh B. Juga, hal yang sebaliknya terjadi saat Anda memutar knob berlawanan arah jarum jam. 

Kita kemudian dapat melacak kapan pin menyentuh dan terlepas dari ground untuk menentukan arah rotasi.

Cara Memilih Rotary Encoder？

Encoder Inkremental atau Absoluti?

Pilih yang memiliki rasio biaya terhadap kapasitas yang lebih baik atau yang kembali ke asal atau tidak saat startup. Juga, pilih satu tergantung pada toleransi kebisingan dan kecepatan maksimum.

Berapa resolusi yang dibutuhkan?

Pilih satu yang sesuai dengan presisi yang dibutuhkan dan biaya peralatan. Oleh karena itu, Anda harus memilih satu dengan resolusi ½ hingga ¼ dari presisi mesin yang digunakan.

Dimensi

Pertimbangkan jenis poros rotary yang akan digunakan terkait ruang pemasangan. Untuk informasi Anda, poros dapat berlubang atau reguler.

Pembebanan Poros yang Diizinkan

Saat memilih encoder, pertimbangkan bagaimana metode pemasangan mempengaruhi beban poros dan umur mekanis.

Kecepatan Maksimum yang Diizinkan

Pilih satu sambil mempertimbangkan kecepatan mekanis maksimum selama penggunaan. 

Freponsi Maksimum

Pilih satu berdasarkan kecepatan maksimum poros perangkat saat digunakan bersama. 

Freponsi maksimum = (Revolusi (RPM)/60) * Resolusi.

Pastikan Anda memilih satu yang spesifikasinya memberikan ruang luang terhadap nilai freponsi maksimum. 

Tingkat Perlindungan

Silakan pilih model tergantung debu, minyak, dan air yang ada di lingkungan kerjanya.

• Hanya debu: IP50
• Ada air atau minyak: IP52 (f), IP64 (f)
• Ada minyak: Pilih yang tahan minyak

Torsi Startup Poros

Dalam hal ini, pertimbangkan torsi startup.

Tipe Sirkuit Output

Di sini, pertimbangkan frekuensi sinyal, jarak transmisi, kebisingan, dan perangkat koneksi.

Kelebihan & Kekurangan Rotary Encoder

Gambar 5: Bagian Mekanik Motor Stepper dan Pulley Timing untuk Printer 3D dan Mesin CNC

Kelebihan

• Resolusi tinggi
• Umpan balik berbiaya rendah
• Akurasi dan keandalan tinggi
• Kompak
• Menggabungkan teknologi digital dan optik

Kekurangan

• Sinyal radio dan magnetik mengganggu encoder magnetik
• Cahaya langsung mengganggu encoder optik
• Terpengaruh oleh minyak, kotoran, dan debu

Contoh Rotary Encoder Arduino

Contoh Dasar

Anda membutuhkan papan Arduino, LCD, potensiometer, kawat penghubung, dan breadboard. Hubungkan seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Hubungkan pin +V modul ke pin 5V Arduino dan grounding setup Anda. Selanjutnya, hubungkan pin CLK dan DT ke pin digital 2 dan 3, masing-masing.

Mengontrol Motor Stepper menggunakan Rotary Encoder

Anda membutuhkan papan Arduino, motor stepper dan papan driver, rotary encoder, dan breadboard. 

Hubungkan GND encoder ke GND Arduino dan + ke pin 5V Arduino. Selain itu, hubungkan DT ke pin analog 5 Arduino dan CLK ke pin analog 4 Arduino. 

Kontrol Servo Motor dengan Rotary Encoder

Rotary encoders penting dalam proyek yang memerlukan posisi presisi objek, seperti lengan robot.

Untuk menggunakan, grounding kabel coklat/hitam servo motor. Juga, hubungkan kabel merah servo motor ke sumber 5V. Terakhir, kabel oranye/kuning ke pin PWM yang diaktifkan 9.

Kesimpulan

Seperti yang telah kita lihat, Anda dapat menggunakan rotary encoder dengan Arduino untuk banyak proyek Anda. Mereka mudah digunakan, serbaguna, dan murah untuk diperoleh. Untuk bantuan proyek Anda, atau jika Anda memiliki area abu-abu yang perlu klarifikasi, silakan hubungi kami.