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Dans le monde actuel, les attentes à l’égard des machines sont plus élevées que jamais. Que ce soit dans les usines, dans nos maisons ou dans les véhicules que nous conduisons, nous voulons contrôler ces machines avec une grande précision.

L’automatisation des tâches nécessite généralement un mouvement physique, souvent facilité par au moins un moteur. On trouve des moteurs dans les robots, les ascenseurs, les automobiles et bien d’autres choses encore. Pour garantir l’utilité et la sécurité, ces applications de moteur nécessitent un contrôle précis et, comme condition préalable, la capacité de déterminer leur position absolue.

La précision du contrôle moteur repose sur une détection exacte et fiable de la position du moteur qui, à son tour, dépend de la technologie de capteur utilisée. Les machines modernes utilisent des capteurs de position inductifs qui offrent des niveaux élevés de précision de positionnement.

Technologie des encodeurs

Historiquement, la méthode préférée pour détecter la position du moteur consistait à utiliser des encodeurs magnétiques ou optiques. Les deux types d’encodeurs s’appuient sur la relation entre les changements de position du moteur et sa vitesse.

De nombreux types d’encodeurs magnétiques sont disponibles et utilisés. Cependant, malgré quelques différences (notamment en taille et poids), ils reposent tous sur des variations du même phénomène : des aimants sont fixés à la partie mobile du moteur. Lorsque les aimants se déplacent par rapport à un détecteur magnétique, le champ magnétique change proportionnellement au mouvement.

Selon le type d’encodeur magnétique utilisé, la résolution disponible, qui influe sur la précision, varie et peut être faible, de l’ordre de quelques centaines d’impulsions par tour (pulses per revolution, PPR). La précision des encodeurs magnétiques peut être améliorée par une fabrication précise, mais cela augmente les coûts.

De nombreuses applications de moteurs industriels peuvent être soumises à des niveaux élevés d’interférences électromagnétiques (EMI) qui rendent les capteurs magnétiques peu fiables, voire inutilisables. De plus, des températures extrêmes ont un effet négatif sur leur précision.

Les encodeurs optiques sont une technologie alternative, qui créent puis détectent des impulsions lumineuses. Ici, un moteur est équipé d’une grille en forme de disque présentant un motif alternant le translucide et l’opaque. Lorsque la grille tourne, la lumière peut traverser les secteurs translucides, créant une série d’impulsions lumineuses. Ces impulsions sont détectées par une photodiode qui permet de déterminer la vitesse de rotation et la position du moteur.

Les encodeurs optiques étant uniquement basés sur la lumière, ils ne sont pas affectés par les champs magnétiques et les interférences EMI. Cependant, ils peuvent être compromis par des contaminants tels que la saleté, la suie ou même l’humidité sur le disque qui risquent d’obscurcir les sections translucides. Ils peuvent également être affectés par des températures extrêmes.

Bien que coûteux, les encodeurs optiques peuvent fournir une haute résolution tout en offrant une excellente précision, à condition qu’ils soient correctement installés. Cependant, la précision tend à diminuer lorsqu’ils sont utilisés à des vitesses élevées.

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