{"id":7119,"date":"2025-08-05T07:24:46","date_gmt":"2025-08-05T07:24:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.omch.com\/?p=7119"},"modified":"2025-11-14T09:11:14","modified_gmt":"2025-11-14T09:11:14","slug":"what-is-an-encoder","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.omch.com\/fr\/what-is-an-encoder\/","title":{"rendered":"Qu'est-ce qu'un codeur ? Des principes de base \u00e0 l'application"},"content":{"rendered":"

Les codeurs (\u00e9galement appel\u00e9s capteurs de mouvement ou transducteurs de position) constituent un \u00e9l\u00e9ment tr\u00e8s important de l'automatisation, mais qu'est-ce que les codeurs ? Qu'est-ce qu'un codeur, comment fonctionne-t-il et pourquoi est-il si important dans les machines contemporaines ?<\/p>\n\n\n\n

Il semble que dans l'environnement de l'automatisation industrielle contemporaine et de l'\u00e9lectronique num\u00e9rique, la pr\u00e9cision ne soit plus un luxe, mais une exigence essentielle d'efficacit\u00e9, de s\u00e9curit\u00e9 et de qualit\u00e9. La cl\u00e9 de cette pr\u00e9cision est un composant important : le codeur d'arbre. Bien qu'il s'agisse d'une petite machine, son importance d\u00e9passe la montagne. Ses utilisations sont si nombreuses dans le contr\u00f4le des mouvements qu'il est devenu le m\u00e9canisme de r\u00e9troaction sensorielle dans ce domaine d'applications, permettant \u00e0 un mouvement physique d'\u00eatre plac\u00e9 dans une langue vernaculaire num\u00e9rique que les syst\u00e8mes de contr\u00f4le peuvent lire et \u00e0 laquelle ils peuvent r\u00e9agir. Ce document propose une analyse approfondie des diff\u00e9rents types de codeurs, y compris leur fonctionnement, les diff\u00e9rents types de technologies disponibles et leur mode d'utilisation, ainsi que les questions cl\u00e9s lors de la s\u00e9lection d'un dispositif particulier adapt\u00e9 \u00e0 votre utilisation sp\u00e9cifique.<\/p>\n\n\n\n

Qu'est-ce qu'un codeur ? D\u00e9finition de sa fonction principale<\/h2>\n\n\n\n

Un codeur est un dispositif dans les termes les plus simples et c'est un dispositif vital qui est utilis\u00e9 pour coder le mouvement m\u00e9canique en signal \u00e9lectrique, qu'il s'agisse de la position, de la vitesse, de la direction ou de lectures constantes dans un ensemble donn\u00e9. Un dispositif de contr\u00f4le interpr\u00e8te ensuite ce signal ; il peut s'agir d'un contr\u00f4leur logique programmable (PLC), d'une unit\u00e9 de commande num\u00e9rique par ordinateur (CNC) ou d'un entra\u00eenement de moteur.<\/p>\n\n\n\n

Il peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un transducteur de mouvement. Dans tout syst\u00e8me de contr\u00f4le de mouvement en boucle ferm\u00e9e, un contr\u00f4leur envoie une commande \u00e0 un moteur. Les changements de position qui en r\u00e9sultent sont mesur\u00e9s par le codeur, normalement connect\u00e9 \u00e0 l'arbre du moteur ou \u00e0 un autre \u00e9l\u00e9ment mobile, et transmettent un rapport au contr\u00f4leur. C'est cette boucle de r\u00e9troaction qui permet au contr\u00f4leur de s'assurer que la commande \u00e9mise a \u00e9t\u00e9 ex\u00e9cut\u00e9e avec pr\u00e9cision et, en cas d'\u00e9cart, de la corriger en temps r\u00e9el. Un tel retour d'information n'aurait pas \u00e9t\u00e9 possible et, par cons\u00e9quent, les syst\u00e8mes d'exploitation sans retour d'information ou en mode boucle ouverte auraient \u00e9t\u00e9 tr\u00e8s impr\u00e9cis et auraient pu tomber en panne en raison de toute modification de la charge, de l'usure des composants m\u00e9caniques ou m\u00eame de l'environnement. Le codeur est donc la connexion la plus importante qui facilite la pr\u00e9cision, la r\u00e9p\u00e9tabilit\u00e9 et la fiabilit\u00e9 d'une machine automatis\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fonctionnement des codeurs : Un aper\u00e7u de la technologie<\/h2>\n\n\n\n

La m\u00e9thode par laquelle un codeur traduit un mouvement en un signal est d\u00e9termin\u00e9e par sa technologie sous-jacente. Bien qu'il existe plusieurs m\u00e9thodes, la grande majorit\u00e9 des codeurs industriels reposent sur des principes optiques ou magn\u00e9tiques, chacun offrant des avantages distincts pour diff\u00e9rents environnements d'exploitation.<\/p>\n\n\n\n

Le codeur optique : L'utilisation de la lumi\u00e8re pour une pr\u00e9cision ultime<\/h3>\n\n\n\n

Les codeurs optiques constituent le nec plus ultra des applications de haute pr\u00e9cision. Ils fonctionnent sur le concept de l'interruption d'un faisceau de lumi\u00e8re. Ce qui constitue le c\u0153ur du syst\u00e8me :<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Une diode \u00e9lectroluminescente (DEL) qui fournit une source de lumi\u00e8re fixe.<\/li>\n\n\n\n
  2. Un disque d'indexation (ou \u00e9chelle lin\u00e9aire) en verre ou en plastique souple et durable, dont le motif est un ensemble de lignes ou de fentes opaques et transparentes. Ce disque est mont\u00e9 sur l'arbre rotatif.<\/li>\n\n\n\n
  3. L'autre face du disque comporte un assemblage de photod\u00e9tecteurs d'un c\u00f4t\u00e9 et une photodiode (PCL) qui d\u00e9tecte la lumi\u00e8re g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par la diode \u00e9lectroluminescente.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Le disque enfich\u00e9 r\u00e9unit la DEL et le photod\u00e9tecteur dans le disque de codage lorsque l'arbre tourne. Les parties transparentes de la structure laissent passer la lumi\u00e8re et les parties opaques la bloquent. Cette perturbation continue forme une vague d'impulsions lumineuses que le photod\u00e9tecteur traduit en un signal \u00e9lectrique carr\u00e9. Le motif et la fr\u00e9quence de ces impulsions sont exactement proportionnels \u00e0 la vitesse et \u00e0 la r\u00e9volution de l'arbre. Plus le motif du disque est petit, plus le nombre d'impulsions produites par le disque par tour est \u00e9lev\u00e9 et plus la r\u00e9solution est grande. Les codeurs rotatifs absolus et d'autres types de codeurs optiques peuvent avoir des r\u00e9solutions bien sup\u00e9rieures \u00e0 des dizaines de milliers d'impulsions par r\u00e9volution (PPR), ce qui est important dans des applications telles que l'usinage CNC, la robotique et les appareils m\u00e9dicaux, o\u00f9 la pr\u00e9cision est primordiale.<\/p>\n\n\n\n

    Le codeur magn\u00e9tique : Durabilit\u00e9 pour les environnements difficiles<\/h3>\n\n\n\n

    Les codeurs magn\u00e9tiques sont robustes et fiables, en particulier l\u00e0 o\u00f9 la poussi\u00e8re, l'humidit\u00e9, l'huile et les fortes vibrations peuvent masquer un syst\u00e8me optique. Ils utilisent des champs magn\u00e9tiques au lieu d'un faisceau lumineux. Parmi les \u00e9l\u00e9ments importants, on peut citer<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Une roue ou un anneau magn\u00e9tique, avec des p\u00f4les magn\u00e9tiques successifs (p\u00f4les alternatifs du Nord et du Sud), tout autour de la circonf\u00e9rence. Cette roue est fix\u00e9e \u00e0 l'arbre rotatif.<\/li>\n\n\n\n
    2. Un r\u00e9seau de capteurs, g\u00e9n\u00e9ralement un capteur \u00e0 effet Hall ou un capteur magn\u00e9tor\u00e9sistif, qui mesure lorsque le champ magn\u00e9tique varie en tournant sur la roue.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      Les capteurs utilis\u00e9s d\u00e9tectent les p\u00f4les Nord et Sud lorsqu'ils passent et produisent le signal de sortie du codeur, qui se pr\u00e9sente sous la m\u00eame forme que le signal \u00e9lectrique. Comme ce processus ne d\u00e9pend pas d'une ligne de vis\u00e9e \u00e9vidente, le codeur magn\u00e9tique a tendance \u00e0 r\u00e9sister fortement aux contaminants. Leur r\u00e9solution est traditionnellement inf\u00e9rieure \u00e0 celle des codeurs optiques, mais le d\u00e9veloppement des syst\u00e8mes de communication, des protocoles de communication et du traitement des signaux r\u00e9duit consid\u00e9rablement cet \u00e9cart. Actuellement, les codeurs magn\u00e9tiques offrent une solution tr\u00e8s performante pour r\u00e9pondre aux applications difficiles dans les aci\u00e9ries, les cha\u00eenes de montage comme celles de l'automobile, les usines de transformation des aliments, etc.<\/p>\n\n\n\n

      Il existe d'autres technologies telles que les codeurs m\u00e9caniques (\u00e0 contact), capacitifs et \u00e0 induction, chacune ayant son utilisation sp\u00e9cifique, mais les codeurs optiques et magn\u00e9tiques ont domin\u00e9 les diverses industries en raison de leurs performances et de leur fiabilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

      Les principaux types de sortie des codeurs : Des signaux de base \u00e0 la communication intelligente<\/h2>\n\n\n\n

      Bien que les codeurs soient g\u00e9n\u00e9ralement regroup\u00e9s en fonction de leur technologie de d\u00e9tection (optique, magn\u00e9tique, capacitive, etc.), il existe \u00e9galement une autre mani\u00e8re, peut-\u00eatre plus pratique, de les classer : par le type de signal qu'ils produisent. La sortie d\u00e9termine la mani\u00e8re dont les donn\u00e9es relatives \u00e0 la position ou au mouvement sont transmises au contr\u00f4leur et, enfin, elle d\u00e9termine la compatibilit\u00e9 d'un codeur avec un syst\u00e8me donn\u00e9. Il est important de conna\u00eetre ces types de sorties pour choisir le codeur appropri\u00e9 \u00e0 utiliser dans votre application.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      1. Sortie incr\u00e9mentale : Les fondements du retour d'information sur le mouvement<\/h3>\n\n\n\n

      Les codeurs \u00e0 sortie incr\u00e9mentale fournissent une s\u00e9rie d'impulsions \u00e9lectriques en relation avec le mouvement. La r\u00e9ponse est absolue dans le sens o\u00f9 le codeur n'indique pas une position d\u00e9finie sur l'endroit o\u00f9 vous avez \u00e9t\u00e9, mais le mouvement du codeur a eu lieu. Ces signaux sont g\u00e9n\u00e9ralement g\u00e9n\u00e9r\u00e9s sur deux canaux, qui sont des ondes carr\u00e9es en quadrature (A et B), de sorte que le syst\u00e8me peut mesurer \u00e0 la fois la direction et la vitesse. Un troisi\u00e8me canal Z, en option, fournit une impulsion de r\u00e9f\u00e9rence une fois par tour.<\/p>\n\n\n\n

      Cas d'utilisation<\/strong>
      Option parfaite pour la mesure de la vitesse, le retour d'information sur la vitesse du moteur et le positionnement simple dans les situations o\u00f9 une perte de puissance peut \u00eatre anticip\u00e9e. Utilis\u00e9 dans les syst\u00e8mes de convoyage, les machines textiles et l'automatisation de l'emballage.<\/p>\n\n\n\n

      2. Sortie absolue : La position qui n'oublie jamais<\/h3>\n\n\n\n

      D\u00e9finition<\/strong>
      Les codeurs absolus sont utilis\u00e9s pour offrir une valeur num\u00e9rique exclusive, au lieu de chaque position d'arbre. Cette sortie indique toujours la position r\u00e9elle, m\u00eame apr\u00e8s un cycle d'alimentation, de sorte que ces codeurs sont essentiels pour les syst\u00e8mes o\u00f9 le repositionnement est co\u00fbteux ou impossible. L'\u00e9tat est g\u00e9n\u00e9ralement repr\u00e9sent\u00e9 en binaire, en code gris ou sous une autre forme, et peut \u00eatre envoy\u00e9 en s\u00e9rie (exemple de bouclage) ou en parall\u00e8le (exemple de bus parall\u00e8le), ou en tant que simple sortie num\u00e9rique.<\/p>\n\n\n\n

      Cas d'utilisation<\/strong>
      Les applications comprennent la robotique, les \u00e9quipements m\u00e9dicaux et les machines \u00e0 commande num\u00e9rique o\u00f9 la m\u00e9moire du syst\u00e8me et la r\u00e9cup\u00e9ration d\u00e9terministe sont importantes.<\/p>\n\n\n\n

      3. Sortie de communication s\u00e9rie : Transfert de donn\u00e9es efficace et \u00e0 haute r\u00e9solution<\/h3>\n\n\n\n

      D\u00e9finition<\/strong>
      Les codeurs de sortie \u00e0 communication s\u00e9rie envoient les informations de position dans des protocoles de communication num\u00e9rique, le plus souvent sur deux ou quatre fils. Ces protocoles (par exemple SSI, BiSS-C, EnDat ou Hiperface) sont capables d'indiquer une position \u00e0 haute r\u00e9solution et \u00e0 faible latence et incluent souvent des diagnostics ou d'autres informations d'\u00e9tat. Les interfaces s\u00e9rielles sont synchronis\u00e9es avec l'horloge, insensibles au bruit, contrairement aux sorties de signaux bruts, et pr\u00e9sentent donc une meilleure int\u00e9grit\u00e9 sur de longues distances.<\/p>\n\n\n\n

      Cas d'utilisation<\/strong>
      Ils sont surtout utilis\u00e9s dans les applications d'asservissement de haute pr\u00e9cision, les machines-outils et la construction de semi-conducteurs. Ils peuvent \u00eatre couramment rencontr\u00e9s dans les applications qui exigent un niveau \u00e9lev\u00e9 de pr\u00e9cision dans la r\u00e9troaction dans la plage du micron et une robustesse am\u00e9lior\u00e9e de la communication.<\/p>\n\n\n\n

      4. Sortie bus r\u00e9seau : Codeurs intelligents pour syst\u00e8mes connect\u00e9s<\/h3>\n\n\n\n

      D\u00e9finition<\/strong>
      Les codeurs de sortie en r\u00e9seau (bus de terrain ou Ethernet industriel) sont des composants intelligents d'un syst\u00e8me d'automatisation. Ils fonctionnent selon des normes de communication industrielle en temps r\u00e9el telles que CANopen, PROFINET, EtherCAT, Modbus et DeviceNet, ajoutant non seulement la position et la vitesse, mais aussi les diagnostics, la configuration et la coordination multi-axes. Ces codeurs peuvent \u00eatre dot\u00e9s de microprogrammes et de processeurs int\u00e9gr\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

      Cas d'utilisation<\/strong>
      Il est parfait pour les r\u00e9seaux d'automatisation complexes et distribu\u00e9s o\u00f9 le volume est un facteur important, comme dans les cha\u00eenes de montage automobile, les usines d'emballage, les centres logistiques et les cellules robotis\u00e9es de fabrication. Il facilite la maintenance pr\u00e9dictive, les diagnostics \u00e0 distance et l'int\u00e9gration dans les automates ou les contr\u00f4leurs modernes.<\/p>\n\n\n\n

      Tableau r\u00e9capitulatif : Types de sorties et types d'encodeurs<\/h3>\n\n\n\n
      Type de sortie<\/strong><\/th>Description<\/strong><\/th>Types de codeurs typiques<\/strong><\/th><\/tr>
      Sortie incr\u00e9mentale<\/strong><\/td>Impulsions de mouvement relatif (canaux A\/B\/Z) pour le retour d'information sur la vitesse et la direction<\/td>Codeurs incr\u00e9mentaux rotatifs, lin\u00e9aires, optiques et magn\u00e9tiques<\/td><\/tr>
      Sortie absolue<\/strong><\/td>Code num\u00e9rique repr\u00e9sentant la position r\u00e9elle, conserv\u00e9 en cas de perte de puissance<\/td>Codeurs absolus monotour, multitours, optiques, magn\u00e9tiques<\/td><\/tr>
      Sortie de communication s\u00e9rie<\/strong><\/td>Donn\u00e9es num\u00e9riques via des protocoles tels que SSI, BiSS, EnDat, Hiperface<\/td>Codeurs absolus haute r\u00e9solution avec interfaces num\u00e9riques<\/td><\/tr>
      Sortie du bus de r\u00e9seau<\/strong><\/td>Communication multi-n\u0153uds en temps r\u00e9el via CANopen, EtherCAT, PROFINET, etc.<\/td>Codeurs intelligents avec mise en r\u00e9seau et diagnostic int\u00e9gr\u00e9s<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      Comprendre les principales sp\u00e9cifications : Sp\u00e9cifications techniques<\/h2>\n\n\n\n
      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      Pour choisir un encodeur, il faut comprendre ses principaux param\u00e8tres de performance :<\/p>\n\n\n\n