محصول مورد نظر با موفقیت به سبد خرید افزوده شد.

( روزهای شنبه تا چهارشنبه از 9 تا 17) 09351182424 - 02188820309
0

انکودر چیست؟ معرفی انواع انکودر و کاربردهای آن ها

انکودر یک نوع سنسور حرکت است. اگر حرکتی که انکودر سنس میکند از نوع دورانی باشد به آن انکودر زاویه یا دوار میگوییم و اگر حرکتی که سنس میکند از نوع خطی باشد به آن انکودر خطی میگوییم. علت اصلی به کاربردن انکودر در صنایع مختلف گرفتن فیدبک (feedback) از محیط است و با استفاده از آن میتوان یک سیستم حلقه بسته (close loop) ایجاد کرد. ترجمه فارسی انکودر، رمزگذار است. علت این نامگذاری این است که انکودر حرکت را رمزگذاری میکند و آن را به صورت کدهای دیجیتال در می آورد. بعد از آن با اتصال انکودر به یک دستگاه رمزخوان مانند PLC، مقدار حرکت ثبت شده توسط انکودر قابل خواندن میشود.

انواع انکودر

همانطور که گفته شد، بر اساس نوع کارکرد، انکودرها به دو نوع انکودر دوار (Rotary Encoder)  و انکودر خطی تقسیم می شوند. انکودرهای دوار به دو نوع انکودر مطلق یا absolute  و انکودر افزایشی یا incremental تقسیم میشوند. انکودرهای خطی برای اندازه گیری حرکت های خطی مورد استفاده قرار میگیرند و به انواع انکودر خطی، خط کش اهمی و خط کش مغناطیسی تقسیم بندی میشوند. در ادامه مقاله با ما همراه باشید تا ساختار و نحوه کارکرد هر یک را بیاموزیم.

انکودر افزایشی (incremental)

عملکرد این نوع انکودر به وسیله نور انجام میشود به این صورت که درون انکودر افزایشی یک صفحه دوار قرار دارد که بر روی آن صفحه پر از سوراخ است. هر بار که صفحه حرکت میکند و سوراخ ها از مقابل منبع نور عبور میکنند، نور از سوراخ عبور کرده و به سنسور نور برخورد میکند. در نتیجه انکودر متوجه میشود که حرکت انجام شده است. با هر بار عبور نور از سوراخ اصطلاحا گفته میشود که انکودر یک پالس می اندازد.

یکی از معایب انکودر افزایشی این است که تنها مقدار تغییرات حرکت را مشخص میکند و قادر به تعیین موقعیت نیست. دقت انکودر افزایشی به تعداد سوراخ های آن وابسته است به این صورت که هر چه تعداد این سوراخ ها بیشتر باشند، دقت انکودر نیز بیشتر است. به عنوان مثال اگر در یک انکودر تعداد 360 سوراخ را داشته باشیم، از آنجا که کل صفحه 360 درجه است، در نتیجه انکودر مورد نظر از دقتی برابر با 1 درجه برخوردار است. در واقع دقت انکودر افزایشی از رابطه زیر محاسبه میشود:

انکودر مطلق (absoluto)

انکودر مطلق علاوه بر حرکت، تعیین موقعیت نیز انجام میدهد. نحوه کارکرد این نوع انکودر به این صورت است که درون انکودر مطلق یک صفحه دوار قرار دارد که این صفحه متشکل از چندین شبکه است و هر کدام از این شبکه ها به چندین قطاع تقسیم شده اند. به هر یک از قطاع های شبکه ها یک بیت گفته میشود. به هر کدام از شبکه ها یک الگوی رنگی منحصر بفرد اختصاص داده میشود. با توجه به اینکه شاخص روی چه الگوی رنگی قرار گرفته، انکودر مطلق تشخیص میدهد که موقعیت فعلی در چه زاویه ای قرار دارد.

با توجه به نوع ساختار، انکودر مطلق در مقایسه با انکودر افزایشی از دقت بیشتری برخوردار است. دقت انکودر مطلق با بیت بیان میشود و از فرمول زیر محاسبه میشود:

 

سیم های ABZ در انکودر افزایشی

 

تغذیه انکودر 5 ولت است. در انکودر افزایشی 5 سیم خارج شده است. دو سیم که مربوط به تغذیه مثبت و منفی 5 ولت هستند. دو سیم A و B نام دارند که مربوط به خاموش و روش کردن و پالس انداختن هستند و تعداد پالس های انجام شده در یک دور را میشمارند و یک سیم Z نام دارد.

در انکودر افزایشی علاوه بر سوراخ هایی که روی لبه صفحه قرار گرفته، یک تک سوراخ هم در میانه های صفحه ایجاد شده است. در واقع این سوراخ تعیین کننده زاویه صفر و نقطه شروع حرکت است و حرکت انکودر را کالیبره میکند و تعداد دورهای کامل را میشمارد. از طریق این سوراخ میتوان در حرکت های طولانی خطای انکودر را اصلاح کرد به این صورت که وقتی که یک دور کامل زد ممکن است به علت خطا بجای 360 درجه 350 درجه اعلام کند که وقتی به نقطه Z میرسد با صفر شدن زاویه خطا نیز اصلاح میشود.

انکودرهای با کیفت تر به صورت 8 سیمه ساخته میشوند و علاوه بر سیم های گفته شده، سیم های A not, B not, Z not را هم دارند. در این نوع انکودرها وقتی A روشن است باید A not خاموش باشد و برای B و Z نیز  به همین صورت است یعنی وقتی B روشن است باید B not خاموش باشد و وقتی Z روشن است باید Z not خاموش باشد. اگر به هر علتی سنسور خراب باشد یا سوراخ ها گرفتگی داشته باشند مثلا در اثر نفوذ گرد و غبار پر شده باشند، هم A روشن میشود و هم A not و این مسئله نشان میدهد که انکودر مشکل دارد.

 

نکته: در انکودر مطلق به تعداد بیت ها سیم وجود دارد.

انکودر کالسکه

عملکرد انکودر کالسکه در واقع مشابه با عملکرد انکودر افزایشی است با این تفاوت که دو عدد چرخ بر روی آن سوار شده است. این چرخ ها بر روی سطحی که حرکت میکند قرار میگیرند و با حرکت سطح، چرخ ها نیز میچرخند و حرکت را به انکودر منتقل میکنند.

کاربرد انکودر کالسکه در صنایعی مانند صنایع کاشی سازی است که مثلا هر به ازای هر یک متر، قرار است سنگ برش بخورد. باید به این نکته توجه کرد که دقت انکودر کالسکه ای بر خلاف انکودر افزایشی، بر اساس پالس نیست بلکه بر اساس میلی متر، سانتی متر و یا متر است. مثلا انکودر کالسکه ای با دقت یک میلیمتر، به ازای هر یک میلیمتری که طی میشود یک پالس می اندازد.

 

اندازه گیری حرکت خطی

 

اندازه گیری حرکت خطی توسط این سه ابزار انجام میشود: انکودر خطی، خط کش اهمی، خط کش مغناطیسی. در این ابزارها مشخصه ای به نام کورس وجود دارد و بیانگر حداکثر طولی است که دستگاه قادر به اندازه گیری آن است. به عنوان مثال در یک انکودر خطی با کورس 30، انکودر مذکور میتواند حداکثر 30 سانتی متر حرکت خطی را اندازه گیری کند.

انکودر خطی

عملکرد انکودر خطی که به آن خط کش پالسی یا خط کش دیجیتالی نیز گفته میشود کاملا مشابه با انکودر افزایشی است با این تفاوت که صفحه به کار رفته در آن به جای اینکه گرد باشد به صورت یک خط مستقیم است. در این نوع انکودر، دقت اندازه گیری را فاصله بین سوراخ ها تعیین میکند. به عنوان مثال اگر فاصله بین سوراخ ها 0.1 میلیمتر باشد، دقت این انکودر هم برابر با 0.1 میلیمتر است، یعنی به ازاری هر 0.1 میلیمتر حرکت، انکودر یک پالس را ثبت میکند.

 

خط کش اهمی (مقاومت متغیر)

ساختار خط کش اهمی مانند رئوستا است. در واقع خط کش اهمی یک نوع مقاومت متغیر است که مقدار حرکت را از طریق اندازه گیری تغییرات مقدار مقاومت محاسبه میکند به این صورت که وقتی سیم متغیر جابجا شده و به جلو یا عقب میرود، مقاومت سیم پیچ تغییر میکند و از طریق این تغییرات میتوان طول حرکت را اندازه گیری کرد. مثلا اگر به مقدار 5 اهم تغییر در مقدار مقاومت داشته باشیم، این به معنی این است که به میزان 10 سانتی متر جابجا شده ایم. به علت ساده بودن ساختار، این خط کش اهمی به لحاظ قیمت، ارزان تر از انکودر خطی است.

 

خط کش مغناطیسی

خط کش مغناطیسی در واقع یک میله است که به چندین قطعه تقسیم شده که هر قطعه قطب N یا S آهنربا است. در روبروی این میله، یک میله مغناطیسی دیگر نیز در حال حرکت است. با حرکت میله دوم بر روی میله اول، وقتی قطب های همنام در مقابل هم قرار گیرند، به دلیل خاصیت مغاناطیسی، میله ها یکدیگر را دفع میکنند و وقتی قطب های غیرهمنام روبروی هم قرار بگیرند میله ها یکدیگر را جذب میکنند. بر اساس تعداد دفع و جذب های انجام شده مقدار حرکت اندازه گیری میشود.

 

 

این نوع خط کش کاربردهای متنوعی دارد. مثلا در یک دستگاه تزریق پلاستیک که قرار است کاور موبایل تولید کند، دستگاه تزریق باید با دقت خیلی زیاد و در حد صدم میلیمتر حرکت کند زیرا اگر دستگاه یک مقدار بیشتر جلو برود، کاور موبایل تولیدی ضخیم شده و برای موبایل تنگ میشود و اگر هم کمتر از مقدار تعیین شده حرکت کند، کاور نازک تر شده و برای موبایل گشاد میشود بنابراین به دقت بسیار بالایی نایز است تا اندازه ها دقیقا به مقدار تعیین شده در بیایند، خط کش مغناطیسی این مقدار را اندازه میگیرد و آن را گزارش میدهد.

ارسال نظر

  • (نمایش داده نخواهد شد)

* فیلدهای الزامی