モーションコントロールの要のエンコーダについて、
AMS社製のリニア磁気エンコーダを軽く試食したのでちょっとまとめます。
ProjectionBall含め開発中のデバイスの更なる性能向上や
部品コスト低減に向けて色々実験しています。
ロータリーエンコーダではなく、リニアエンコーダです。
リニアといっても
リニア=浮上ではありません笑
リニア=直線
という意味です。
AS5311は回転の変化を読み取るのでなく、
直線方向の位置の変化を読み取ります。
AS5311は直線だけでなく、
磁石側を曲げることで曲線部や回転部を直線として読み取ることもできます。
AMSからサンプル品の
試食しました。
↑ 回転の磁石は強い力を加えた際にパキッと折れてしまいました・・・
AS5311はTSSOP20ですが、片側2ピンがNCのため、
秋月のTSSOP18を使用して実験しました。
インタフェースとしてはインクリメンタルとSSI、PWMがあります。
AS504X系と異なり、SPIでなくSSIインタフェースとなっています。
データ長が異なるだけで、中身はSPIに近いです。
SSIインタフェースの実装や使い方はこちらのPDFが非常に参考になりました。
実際に使ってみた感想は・・・
○良い点
・2mmで12bitの分解能のため、0.5umくらいの精度が簡単に手に入る
・SSIインタフェースが思った以上に癖がなく使いやすい
・リニア機構だけでなく、磁石を変えれば回転機構にも使える
・回転機能の磁石の直径を変えればいくらでも分解能を上げられる
×悪い点
・磁極長1mmの磁気テープが日本国内では手に入らない
→100円均一の磁気テープでは変な値が出て使用できなかった
(2つの磁気テープを貼り合わせて滑らせて調べた磁極長は4~5mm)
AMSオンラインサイトから購入可能であるが、Digikey等では扱いがなかった
※追記 厚み2mmのネオジムを重ねることで代用可なことが分かりました。
・AS5311はフェライト系磁石で磁石とチップの距離を0.5mm程度にする必要がある
→工業製品ならば0.5mmの距離精度は容易に達成できるが、
自作ロボットレベルでは磁石とチップの接触は避けられない
※追記 厚み2mmのネオジムを重ねること距離5mm程度離れていても安定することがわかりました。
・AS504X系ではネオジム磁石のため、距離がブレても比較的安定した値を得られたが、
AS5311では少しでも磁石とチップの距離が離れると値がぶれる
結論としては、
安く高性能なリニア磁気エンコーダがAS5311であることは間違いないが、
自作ロボットレベルで使用するには磁石の入手性の悪さと
磁石とチップの距離の精度の敷居が高く、
AS504X系ほど簡単ではない印象です。
******************追記*********************
厚み2mmのネオジムを1つor重ねて検証したところ、
ある程度安定して読込できることを確認しました。
また、距離を5mm程度離してもある程度安定していました。
使用したネオジムはNK039 ネオジム 10×10×2(N40)
ただ、10mmのネオジムの場合、吸着力が強く、
一度どこかにくっつくと離すのに大変なため、
もう少し小さい磁石の方が扱いが楽だと思いました。
磁気エンコーダの使い勝手は磁石の選定が決め手のようです。
磁石を変えるだけでかなり使い勝手が向上したため、
今後はロボットに組込んで検証を進めていきたいと思います。
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