Approfondir : quadrature, sens et vitesse

La fourche unique voit défiler des fentes — lumière, ombre, lumière — et le spectacle est rigoureusement identique dans les deux sens de rotation. Le compteur monte donc toujours, que le robot avance, recule ou se fasse pousser par un coéquipier. Pour une distance en ligne droite, passe encore ; pour une odométrie complète, c'est disqualifiant : reculer d'un mètre doit RETIRER un mètre de l'estimation, pas l'ajouter.

La parade tient en une idée : ajouter un deuxième point de vue, légèrement décalé. Deux signaux pris à deux endroits différents du disque racontent la même rotation, mais pas au même instant — et l'ORDRE dans lequel ils changent dépend du sens. C'est le principe de la quadrature, la norme de tous les encodeurs sérieux, du servomoteur industriel à la molette de ta souris.

Un encodeur en quadrature délivre deux voies, A et B, décalées d'un quart de période — 90°. En marche avant, A change la première et B la suit ; en marche arrière, l'ordre s'inverse. Le sens de rotation n'est écrit nulle part ailleurs que dans cette chronologie : qui monte en premier dit tout.

Le décodage logiciel est d'une sobriété exemplaire : interruption sur le front montant de A, et dans la routine, une seule lecture — l'état de B. B bas : la roue avance, compteur plus un. B haut : elle recule, compteur moins un. Le compteur devient signé, et l'odométrie hérite gratuitement du sens : pousser le robot en arrière retire enfin des impulsions au lieu d'en ajouter.

Pendant le passage d'une seule fente, les deux voies offrent quatre fronts — A monte, B monte, A descend, B descend — soit quatre repères de position au lieu d'un. Les décoder tous porte la résolution de 20 à 80 crans par tour : 20,4 ÷ 80 ≈ 2,6 mm par front. Même matériel, finesse quadruplée : c'est le mode « fois quatre » des encodeurs en quadrature.

Le revers : compter quatre fois plus de fronts, c'est offrir quatre fois plus d'occasions aux fronts parasites. Tu as vu un bouton rebondir à l'oscilloscope ; un disque voilé ou une fourche limite produisent les mêmes bavures. Les encodeurs à sorties propres et les décodages qui vérifient la séquence complète des deux voies éliminent ces fantômes — mais la leçon d'atelier demeure : soigne le signal avant de raffiner le comptage.

La vitesse se mesure en comptant les impulsions d'une fenêtre de temps fixe : à chaque tic — toutes les 50 ms, par exemple — la boucle lit le compteur, le remet à zéro, et divise par la durée. Deux impulsions en 50 ms font 40 impulsions par seconde, soit 2 tours par seconde et environ 0,41 m/s avec la roue de l'établi. Le comptage vit dans l'interruption, le calcul vit dans la boucle : l'architecture ne change pas.

La taille de la fenêtre est un curseur entre deux défauts. Courte, elle réagit vite mais contient peu d'impulsions : à 2 impulsions par fenêtre, l'incertitude de ±1 impulsion pèse ±50 % — la vitesse affichée tremble. Longue, elle lisse le bruit — ±1 sur 20 impulsions ne pèse plus que ±5 % — mais répond avec retard. La quadrature adoucit l'arbitrage en offrant quatre fois plus de fronts par fenêtre ; le choix final dépendra de qui consomme la mesure, et ton asservissement sera le client le plus exigeant.