エンコーダ

まえがき：センサとは

力、音、光、温度などの物理的な量を電気信号に変換する素子や部品、装置のことをセンサと呼びます。圧力センサ、磁気センサ、電流センサ、位置センサ、温度センサなどたくさんの種類があり、スマートフォンや車、家電など私たちの身の回りの製品にも使用されています。

エンコーダの役割

エンコーダとは

モータ業界でエンコーダというと、位置センサに分類される電子部品を指します。モータのシャフトに取り付くことで機械的な位置の変化(回転角や直線変位)を検出し、位置情報を電気信号に変換(エンコード)して出力をします。回転角を検出するものをロータリーエンコーダ直線変位を検出するものをリニアエンコーダと呼びます。 ※この技術資料ページでは主にロータリーエンコーダを例に説明をします。

モータなどの「動くもの」に取り付ければ、位置(角度) 検出できるようになります。また、位置(角度)を知ると、速度(角速度)を知ることもできるようになりますので、位置制御に加え速度制御が可能になります。

エンコード、テコードとは

「エンコード」とは、情報を特定の形式や規則に変換するプロセスを指します。「符号化」とも呼ばれデータの圧縮・暗号化用途としても行われます。

モータ業界の「エンコード」とは、主に位置やトルク情報を数値に変換することを指します。

その他の「エンコード」は以下のように使用されます。

表的な文字エンコーディング方式には、ASCII,UTF-8,UTF-16などがあります。

代表的な音声エンコーディング方式にはMP3,AAC,ＷＭＡなどがあります。

データのエンコード：データを別の形式に変換することです。
文字エンコード　　：文字や記号をコンピュータで扱える形式に変換することです。
音声エンコード　　：音声データをデジタル形式に変換することです。

「デコード」とは、エンコードされたデータを元の形式に戻す逆のプロセスを指します。例えばエンコードされたASCIIコードをデコードすることで、元の文字に戻すことが出来ます。

10進数 65 83 67 73 73 →　A S C I I

ASCIIコード表

10進	16進	ASCII	10進	16進	ASCII
65	41	A	78	4E	N
66	42	B	79	4F	O
67	43	C	80	50	P
68	44	D	81	51	Q
69	45	E	82	52	R
70	46	F	83	53	S
71	47	G	84	54	T
72	48	H	85	55	U
73	49	I	86	56	V
74	4A	J	87	57	W
75	4B	K	88	58	X
76	4C	L	89	59	Y
77	4D	M	90	5A	Z

シリアル通信を使用する際は、０と１の2進数(binary)表現で情報を伝達します。

16進数と2進数

16進数の各桁は4ビットの2進数に変換することが出来ます。

文字A S C I I→　16進数　41 53 43 49 49

16進数の41を4と1としてそれぞれ2進数に変換すると0100 0001となります。

0100 0001を繋げ8ビットとした01000001が16進数41の2進数表現となります。

→　2進数　01000001 01010011 01000011 01001001 01001001

→　となります。送信側でこの数列を1桁(1ビット)ずつ送り、受信側でデコードすると「A S C I I」　　　　　　という文字情報を受け取ることが出来ます。

2^3	2^2	2^1	2^0	2^3	2^2	2^1	2^0
0	1	0	0	0	0	0	1
2^3×0+ 2^2×1+ 2^1×0 +2^0×0				2^3×0+ 2^2×0+ 2^1×0 +2^0×1
4				1