ロータリーエンコーダって、そもそもナニ？
はじめに
こんにちは！今回は、名前は聞いたことがあるけど、「一体何をするモノ？」と思っているかもしれないガジェット、「ロータリーエンコーダ」についてお話しします。このちょっと謎めいたデバイス、実は私たちの身近な場所で大活躍しているんです。一緒にその魅力を探ってみましょう！
ロータリーエンコーダとは？
ロータリーエンコーダは、簡単に言うと回転の「動き」や「位置」などを電気信号に変えるセンサーです。例えば、エレベーターが目的の階でピタッと止まったり、産業ロボットがミリ単位で物を掴むのに必要な「正確な位置」や「速度」を測るための情報を提供しています。
「回るもの」さえあれば使える便利なアイテムで、工場の製造ライン、ゲーム機、家電製品まで…どこかで必ず使われているんです。
こんなところで使われている！
ロータリーエンコーダが活躍する場面は無数にあります。いくつか例を挙げてみましょう。
| エレベータやエスカレータ | エレベーターが「正確なフロア」に止まるには、何階分動いたかを正確に計測する必要があります。そこでロータリーエンコーダが大活躍！ |
| ロボットの肘や指 | 産業用ロボットの精密な動きも、関節部分にあるロータリーエンコーダが「今どのくらい回転しているか」をモニタリングしているからこそ実現できるんです。 |
| 家庭用アイテム | 電気オーブンや回転式ボリュームのついたデバイスなどに搭載されている場合もあります。自分で知らないうちに触れているかもしれませんね。 |
| 自動車のハンドルやタイヤ制御 | 車のアクティブセーフティ機構などにも組み込まれていて、ステアリングの回転や速度調整を精密に把握します。 |
| ラジオや無線機などのつまみ | 周波数（チャンネル）を選局するダイヤルや、音量を調節するためのつまみにも使われています。 |
しくみはどうなってるの？
次に、ロータリーエンコーダがどのように動いているのか、少しだけ覗いてみましょう。
基本的な構造
ロータリーエンコーダの主要な部品は次の通りです：
- 円盤（Disk）: 回転に合わせて光や磁気を遮ったり通したりする役割を持ちます。
- センサー: 円盤の動きを電気信号としてキャッチします。
例えば、「光学式ロータリーエンコーダ」という一般的な種類では、次のように動きます。
動作の流れ
- 光を照射
LEDから光を出します。 - 円盤を通過
円盤には小さな“スリット”が等間隔で刻まれています。このスリットを光が通ったり遮られたりします。 - 光の信号をキャッチ（Channel）
受光センサーが「光が通った＝ON」「光が遮られた＝OFF」として信号を電気に変換します。 - 電気信号を解析
電子回路でこのONとOFFのパターンを計算し、「回転した角度」「回転方向」「回転速度」を測定します。
このように、単純な仕組みですが、組み合わせるだけで非常に多くの情報を得ることができるのがロータリーエンコーダの魅力です。
意外と奥深い種類
ロータリーエンコーダにはいくつかの種類があります。それぞれの特徴を簡単にまとめてみました。
- インクリメンタル型
この形式では、「動きの量」や「回転方向」を計測します。ただし、電源が切れてしまうと「0」から再スタートする特性があります。
例：ゲーム機のコントローラー、オーディオボリューム - アブソリュート型
こちらは、回転の「絶対的な位置」を測ることができます。たとえ電源が切れても、位置を記憶している優れた方式。
例：ロボットアーム、エレベーター
どうして使われるの？
ロータリーエンコーダがいろんな場面で使われる理由は、何と言っても「精密さと汎用性」にあります。
メリット
高い精度: ミリ単位からナノ単位まで測れるほどの精度を実現。
耐久性が抜群: 多くは摩擦が少ない無接点式（光や磁気を利用）。
小型化可能: 指先サイズまでコンパクトにできる。
デメリット
高精度なほど高価格。
ノイズや衝撃に弱い場合がある。
それでも、他に代わる手段がないため、必要不可欠と言えるデバイスです。
あなたの知らない未来と可能性
最近では、このロータリーエンコーダがますます進化しています。たとえば、「全自動運転の車」には、車内の無数のモーターや機構にロータリーエンコーダが使われていると言われます。また、産業用ロボットだけでなく、家庭用デバイスやスマート家電にも応用されるようになっています。
最後に
ロータリーエンコーダ、実はとても身近で、そして奥深いデバイスでした。小さな円盤が回るだけでこれだけ多くの情報を得られるなんて、まさに「不思議な魔法」と言えるかもしれませんね。
もし少しでも興味が出たら、電子工作キットやArduinoでロータリーエンコーダを使ったプロジェクトに挑戦してみるのはいかがでしょう？この不思議なデバイスがさらに好きになるはずですよ！
