Encoder

概要

このライブラリは、エンコーダを操作するためのC++クラスを提供します。エンコーダのカウント、角度、回転速度などを簡単に取得できます。

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クラス概要

Encoder

Encoderクラスは、エンコーダの初期化およびデータ取得機能を提供します。

コンストラクタ

Encoder(TIM_HandleTypeDef *Timer, unsigned char count_mode, unsigned int period, unsigned int pulsePerRevolution);
Encoder(TIM_HandleTypeDef *Timer, unsigned int pulsePerRevolution);

• Timer : タイマーハンドル
• count_mode : カウントモード
• period : カウンタの周期
• pulsePerRevolution : 1回転あたりのパルス数

メソッド

bool start()

エンコーダーのカウントを開始

• true : 成功
• false : 失敗

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void stop()

エンコーダーのカウントを停止

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void setPeriod(unsigned int period)

カウンタの周期を設定

• period : カウンタの周期

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void setPulsePerRevolution(unsigned int ppr)

1回転あたりのパルス数を設定

• ppr : パルス数

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void setMode(unsigned char mode)

カウントモードを設定

• mode : カウントモード

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void setTimer(TIM_HandleTypeDef *Timer)

タイマーを設定

• Timer : タイマーハンドル

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int getDirection()

回転方向を取得

• -1 : 逆回転
• 1 : 順回転

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int getPulses()

カウント値を取得

• カウント値

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float getRPM()

RPM（毎分回転数）を取得

• RPM（毎分回転数）

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float getRPS()

RPS（毎秒回転数）を取得

• RPS（毎秒回転数）

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float getAngleRad()

角度をラジアンで取得

• 角度（ラジアン）

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float getAngleDeg()

角度を度で取得

• 角度（度）

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float getAngularVelocityRad()

角速度をラジアン毎秒で取得

• 角速度（ラジアン/秒）

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float getAngularVelocityDeg()

角速度を度毎秒で取得

• 角速度（度/秒）

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void resetPulse()

パルスをリセット

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使用方法

CubeMXの設定

1. Combined Channels を Encoder Modeに設定し、ピンへの機能わりあてをします。
2. Counter Period : 65535 に設定します
3. Encoder Mode : Encoder Mode TI1 やEncoder Mode TI1 and TI2などに設定します

Encoder Mode の違い

Encoder Mode TI1 (TI2)

• TI1 のみを使用
• TI1のエッジでカウント、方向はTI2の状態で決定
• 低分解能・ノイズ耐性が高い
• シンプルな設定向き

Encoder Mode TI1 and TI2

• TI1・TI2 両方を使用
• 両方のエッジでカウントし、方向は位相関係で決定
• 高分解能（4倍）・ノイズによる誤カウントリスクあり
• 精密な位置制御向き

比較表

モード	使用信号	カウント方式	分解能	ノイズ耐性
TI1	TI1のみ	TI1のエッジのみ	低い	高い
TI1 and TI2	TI1・TI2	両方のエッジ	高い（4倍）	低い

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app_main.cpp内

1. Encoderクラスのインスタンスを作成します

   Encoder encoder(&htim1, 4096);

2. エンコーダーのカウントを開始します

   encoder.start();

3. 必要に応じてデータを取得します

   int pulses = encoder.getPulses();
   float angle = encoder.getAngleDeg();
   int direction = encoder.getDirection();
   float rpm = encoder.getRPM();
   float rps = encoder.getRPS();
   float angularVelocity = encoder.getAngularVelocityDeg();

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注意事項

• エンコーダの設定は適切に行ってください

CAUTION

このライブラリは値を取得するタイミングで、TIMのカウントをリセットしています。 定期的に値を取得し、TIMのカウントをリセットしないとTIMのカウントがオーバーフローしてしまいます。 回転数が非常に高い場合などは、タイマー割り込みを使って定期的に .get~ を呼び出すか、分解能を下げてください。

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サンプルコード

以下は、このライブラリを使用したサンプルコードです (AMT102 を使用)。

app_main.cpp

#include "main.h"
#include "../../Library/HALbed/Inc/HALbed.hpp"

extern UART_HandleTypeDef huart2;
extern TIM_HandleTypeDef htim1;
using namespace HALbed;
UART pc(&huart2);
Encoder encoder(&htim1, 4096); // 4096パルスのエンコーダーを使用

extern "C" void app_main(void) {
    encoder.start();
    while (1) {
        pc.xprintf("Pulses: %d\t\t", encoder.getPulses());
        pc.xprintf("Angle: %f\t\t", encoder.getAngleDeg());
        pc.xprintf("Direction: %d\t\t", encoder.getDirection());
        pc.xprintf("RPM: %f\t\t", encoder.getRPM());
        pc.xprintf("RPS: %f\t\t", encoder.getRPS());
        pc.xprintf("Angular Velocity: %f\r\n", encoder.getAngularVelocityDeg());
        HAL_Delay(100);
    }
}