检测磁性编码器是否通过 360 或 0 以及在哪个方向（roll-over/wraparound 方向？） - C

Question

我使用磁性编码器，它会对手输入做出反应。转弯时，它会计算角度，那部分工作得很好。这意味着如果我将编码器旋转 360 度，角度将被重置。（因此再次为 0）。但是，我想检测编码器是否已通过 360 度并返回到 0，或者它是否从 0 返回到 360。我需要知道编码器以 30 度为步长转动的方向。

所以：我怎么知道编码器是顺时针方向转动（fx. 从 0 -> 360 -> 0 -> 360）还是逆时针方向转动（fx. 从 360 -> 0 - > 360 -> 0)

现在它认为从 360 到 0 的步骤是逆时针转，而实际上是顺时针转...

有什么建议吗？

Answer 1

由于磁性编码器一次可以转动超过 180 度（虽然不太可能），从技术上讲不可能知道它转动的方向，因为例如。顺时针转 90 度也可能是逆时针转 270 度。

如果您的磁性编码器没有指示旋转方向，您最好只能猜测（例如最短距离 - 即顺时针 90 度比逆时针 270 度更有可能），但是你有时可能会弄错。

如果可以接受，则相对容易（假设角度为 0 到 360 之间的整数度）：

int rotation_angle(int old_angle, int new_angle) {
  int result = (360 + new_angle - old_angle) % 360;
  return (result > 180) ? result - 360 : result;
}

然后：

printf("%d\n", rotation_angle(0, 330)); // prints : -30
printf("%d\n", rotation_angle(330, 0)); // prints : 30

Answer 2

如果能保证最快旋转半圈（180°）的轮询发生的频率更高，应该有以下考虑：

当前读数与上一次读数的绝对差值不能超过半圈=180°
如果绝对差是 >= 180°，我们已经超过了 0°。我们移动的度数是通过根据当前旋转方向（顺时针加，逆时针减）加减一整圈（360°）来计算的。
如果绝对差为< 180°且差号为正，我们顺时针移动（增量角）
如果绝对差为< 180°且差号为负，我们逆时针移动（递减角）
如果差异== 0则没有移动发生。

在代码中：

int LastAngle = GetAngle();    // Init angle reading
bool bClockWise = true;
...
// polling or interrupt handler
int CurrAngle = GetAngle();
int diff = CurrAngle - LastAngle;
if (diff==0)
{
    //No move
    ...
}
else if (abs(diff) < 180)   //Angle changed from last read
{
    //if we are here diff is not 0
    //we update rotation accordingly with the sign
    if (diff > 0)
        bClockWise = true;     //we were rotating clockwise
    else
        bClockWise = false;    //we were rotating counterclockwise
}
//If absolute difference was > 180° we are wrapping around the 0
//in this case we simply ignore the diff sign and leave the rotation
//to the last known verse.
...

如果你想计算转数，你可以编码：

int Turns = 0;
if ((diff != 0) && (abs(diff) > 180))
{
    if (bClockWise)
        Turns++;     //Increase turns count
    else
        Turns--;     //Decrease turns count
}

以下宏可用于检查运动和旋转感：

#define IsMoving    (diff)        //Give a value !=0 if there is a movement
#define IsCw        (bClockWise)  //Give true if clockwise rotation
#define IsWrap      (abs(diff) >= 180)  //Give true if knob wrapped

P.S.请注意，diff变量是旋转感检测和移动的功能，不是绝对的区别运动之间的度数.

如果你想计算真实的运动，你应该考虑环绕：

int Angle = 0;    //the real angle tracked from code start
if (diff != 0)
{
    if (abs(diff) >= 180)
    {
        if (bClockWise)
            Angle += diff + 360;     //Adjust for positive rollover
        else
            Angle += diff - 360;     //Adjust for negative rollover
    }
    else
        Angle += diff;
}

Answer 3

这是一个非常简单的解决方案：

int rotation_angle(int new_reading, int old_reading) {
    /* angle readings are in [0..360] range */
    /* compute the difference modulo 360 and shift it in range [-180..179] */
    return (360 + 180 + new_reading - old_reading) % 360 - 180;
}

rotation_angle() return 符号角差

备注：

因为 new_reading 和 old_reading 被假定在 [0..360 范围内，它们的差异范围是 [-360 ..360]，加上 360 确保模运算 return 是 0 和 359 之间的正值。
在模前添加 180 并从结果中减去 180 将输出值的范围移动到 [-180..180].
0表示角度不变
负值表示转向较小的角度值。
正值表示转向大角度值
如果角度变化可以超过 180 度，则 return 值的解释很可能是不正确的。必须足够快地执行角度采样以防止出现此类情况。

检测磁性编码器是否通过 360 或 0 以及在哪个方向（roll-over/wraparound 方向？） - C

Detect if magnetic encoder passes 360 or 0 and in which direction (roll-over/wraparound direction?) - C

c

encoder