انکودر ها و انواع آن
انکودر Encoder به معنی کدگذار قطعه ای بسیار مهم و کاربردی در صنعت می باشد. انکودر یک تجهیز الکترومکانیکی است که اطلاعات را از یک فرمت به فرمت دیگری تبدیل می کند. این قطعه در ماشین آلات و تجهیزات صنعتی برای تشخیص پارامتر های حرکتی مانند زاویه چرخش، مسافت، سرعت، جهت و موقعیت است.
انکودر در دسته سنسور ها قرار می گیرد که یک سنسوز بسیار قوی است که یک دسته اطلاعات مشخص را جمع آوری می کند که این اطلاعات مریوط به حرکت است و بعد از تبدیل آن به سیگنال الکتریکی که می تواند توسط برخی از انواع دستگاه های کنترل در یک سیستم کنترل حرکت، مانند LPC یا شمارنده خوانده شود.
وحود انکودر ها از این جهت حائز اهمیت است که امروزه تشخیص و کنترل دقیق حرکت به خصوص در سرعت های بالا حائز اهمیت است. بسیاری از تولیدات، وابسته به اندازه گیری دقیق جهت حرکت، مقدار جابجایی، موقعیت شی، سرعت حرکت، شمارش تعداد آن ها هستند که تشخیص این موارد توسط انسان کاری بسیار سخت و زمان بر یا غیر ممکن است. بنابراین از بین هزاران سنسوری که در صنعت وجود دارد، انکودر ها روانه بازار شدند تا بتوانند زاویه چرخش، فاصله جابجایی، سرعت چرخش و هر آنچه مربوط به حرکت است را تشخیص دهند.
ساختمان داخلی انکودر ها دارای قسمت های مختلفی هستند که با دقت بسار بالایی، پارامتر های حرکتی را تشخیص می دهند.
این اجزا عباتند از:
- بدنه
- منبع نور
- دیسک کد گذاری شده
- فوتودیتکتور یا آشکار ساز
- برد الکترونیکی
- شفت
از کاربرد های انکودر می توان به موارد مختلفی مثل صنعت نفت و گاز، نیروگاه برق، دستگاه اندازه گیری وبرش، رباتیک، صنایع پزشکی و چرثقیل اشاره کرد.
انواع انکودر:
۱) انکودر ها از لحاظ ساختمان به دو دسته تقسیم می شوند:
- خطی
- چرخشی یا دورانی
۲) انکودر ها از لحاظ عملکرد ئ ساختمان داخلی به سه دسته تقسیم می شوند:
- نوری
- مغناطیسی
- خازنی
- مکانیکی
۳) انکودر ها از لحاظ نوع خروجی سیگنال به دو دسته تقسیم می شوند:
- مطلق
- افزایشی
انکودر خطی:
انکودر خطی یا خط کش های الکتریکی خطی که با نام Linear Encoder هم شناخته می شوند. در واقع نوعی سنسور برای تعیین موقعیت می باشند. از این انکودر برای تشخیص جا به جایی خطی استفاده می شود.
انکودر چرخشی:
انک.در چرخشی یا Rotary Encoder یک تجهیز الکترومکانیکی جهت تبدیل یک وضعیت زاویه ای و یا حرکت یک شفت یا محور به یک کد دیجیتال یا آنالوگ می باشد.
انکودر نوری:
انکودر های نوری از رایج ترین و دقیق ترین انکودر ها هستند که در ماشین آلات بسته بندی، ربات ها و … کاربرد دارند.
عملکرد این انگودر ها به صورت زیر است:
در این مدل از انکودر ها یک دیسک کد گذاری شده وحود دارد. در یک طرف آن یک منبع نوز (LED) و در سمت دیگر آن یک سنسور گیرنده قرار گریفته است. با هر چرخش دیسک، ارتباط نوری بین LED و گیرنده قطع و وصل می شود. این قطع و وصل شدن ارتباط نوری، باعث می شود که در خروجی سنسور گیرنده یک موج سینوسی به دست آید. موج سینوسی به وسیله یک مدار مجدور کننده ( برد الکترونیکی ) به شکل موج مربعی تبدیل می شود.
انکودر مغناطیسی:
انکودر مغناطیسی نسبت به انکودر های نوری پیشرفته تر می باشد که از دو قسمت روتور و حسگر تشکیل شده است. روتور با شفت می چرخد و در اطراف محیط خود قطب های متناوب ( میدان مغناطیسی متناوب ) ایجاد می کند.
انکودر خازنی:
در انکودر خازنی صفحه رسانا با چرخش شفت می چرخد و موجب تغییر ظرفیت خازن بین دو الکترود می شود. می توان از این تغییر ظرفیت قابل اندازه گیری به عنوان پالس برای محاسبات پردازنده یا کنترلر استفاده کرد.
میزان دقت و رزولوشن خروجی انکودر خازنی مانند انکودر مغناطیسی است.
انکودر مکانیکی:
انکودر مکانیکی عملکردی دارد که سیگنال خروجی این انکودر به کمک پتانسیومتر یا مقاومت متغیر یا دقت حرکنی به شدت بالا تعیین شده که به آن سوییچ گردان هم گفته می شود.
انکودر مطلق:
در انکودر های مطلق، هر موقعیت دارای یک کد باینری خاص و متفاوت است. هر کد باینری یا BCD نشان دهنده زاویه انکودر از صفر تا ۳۶۰ درجه است. بسته به تعداد سنسور های گیرنده یا فرستنده و لایه های دیسک انکودر، تعداد طول رشته کد باینزی وجود دارد. بنابراین تجهیزاتی در صنعت نیاز به انکودر مطلق دارند که نیاز به حرکت از نقطه شروع هنگام قطع منبع تغذیه یا کنترلر ندارند و همچنین انکودر مطلق فقط زمانی که نیاز به خوانش کد باشد روشن می شود.
انکودر افزایشی:
انکودر افزایشی یا انکودر پالسی ساده ترین و رایج ترین نوع انکودر است. برای اندازه گیری موقعیت در جریکت های خطی و چرخشی به کار می رود. انکودر افزایشی اطلاعاتی درباره موقعیت، زاویه، تعداد چرخش و جهت چرخش تولید کرده و با استفاده از یک دیسک نوری، حرکت را به سیگنال های پالسی تبدیل می کند.
تفاوت انکودر مطلق با انکودر های افزایشی در الگوی دیسک آن هاست. در انکودر های مطلق بخش های مشخص و خاصی از دیسک رمز گذاری شده است. در ساختمان این تجهیز گیرنده های نوری وجود دارند که در هر زمان، بعضی از آن ها صفر و برخی دیگر یک هستند لذا در انکودر های مطلق هر مکان کاملا منحصر به فرد است.
