انواع انکودر و ویژگی های آن

تعریف انکودر:
اگر کسی با انکودر آشنایی نداشته باشد،‌ با دیدن این تجهیز، احتمالاً آن را با موتور اشتباه می‌گیرد. فکر می‌کند که با برق دادن به آن، شروع به چرخیدن می‌کند؛ اما این تصور کاملاً غلط است.
انکودر تجهیزی برای تشخیص پارامترهای حرکتی مانند زاویه چرخش، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت است که در ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی روی موتور یا عملگر چرخشی نصب می‌شود. انکودر در خانواده‌ سنسورها قرار می‌گیرد، زیرا حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و فیدبکِ پارامترهای حرکتی (سرعت، مسافت، جهت و …) را به واحد کنترل‌کننده مانند PLC می‌فرستند. PLC، بعد از بررسی فیدبک‌ها، فرمان‌های لازم را به عملگرها ارسال می‌کند.
اگر کسی با انکودر آشنایی نداشته باشد،‌ با دیدن این تجهیز، احتمالاً آن را با موتور اشتباه می‌گیرد. فکر می‌کند که با برق دادن به آن، شروع به چرخیدن می‌کند؛ اما این تصور کاملاً غلط است.
انکودر تجهیزی برای تشخیص پارامترهای حرکتی مانند زاویه چرخش، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت است که در ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی روی موتور یا عملگر چرخشی نصب می‌شود. انکودر در خانواده‌ سنسورها قرار می‌گیرد، زیرا حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و فیدبکِ پارامترهای حرکتی (سرعت، مسافت، جهت و …) را به واحد کنترل‌کننده مانند PLC می‌فرستند. PLC، بعد از بررسی فیدبک‌ها، فرمان‌های لازم را به عملگرها ارسال می‌کند.
ساختمان داخلی انکودر:
1. بدنه
2. منبع نور
3. دیسک
4.برد الکترونیکی
5.شفت
6. فوتودیتکتور یا آشکارساز

کاربرد های انکودر در صنعت:
انکودر در صنایعی که موتورها، پمپ‌ها و توربین‌ها حضور دارند، استفاده می‌شود زیرا برای عملکرد دقیق هر یک از آنها نیاز به کنترل و نظارت است در ادامه کاربرد های انمکودر را در صنایع و مشاغل مختلف نام برده و هریک مختصرا تو ضیح داده میشود.
1. صنعت نفت و گاز
سنسور انکودر در پمپاژ و انتقال نفت خام از زمین به نفتکش (یا پالایشگاه)، برای تشخیص سرعت و جریان دقیقِ نفت استفاده می‌شود. این اطلاعات به سیستم انتقال کمک می‌کند تا کنترل بهتری برای جابه‌جایی مواد انجام شود.

2.نیروگاه برق
از سنسور انکودر در توربین‌های بادی برای تشخیص و کنترل سرعت چرخش پره‌ها استفاده می‌شود.

3.دستگاه اندازه‌گیری و بُرش
یک دستگاه بُرش را تصور کنید، این دستگاه برای برش منظمِ مواد با طول ثابت و مشخص طراحی شده است. مواد خام مانند پارچه یا چوب و …، به‌طور پیوسته از یک قرقره وارد دستگاه بُرش می‌شود. هنگامی که طول مناسبی از پارچه وارد دستگاه شد، تیغه بُرش فرمان می‌گیرد و در لحظه مناسب از روی پارچه عبور می‌کند و پارچه را برش می‌دهد. در این نوع کاربردها، نیاز به یک انکودر است تا به سیستم کنترل بگوید، دقیقاً چه زمانی باید برش را انجام دهد

4.رباتیک
سنسور انکودر موقعیت بازوی ربات را به کنترل‌کننده ارسال می‌کند

.
۵- صنایع پزشکی
انکودر در دستگاه CT Scan موقعیت و زاویه دستگاه نسبت به بیمار را اندازه‌گیری کرده و به بخش کنترل ارسال می‌کند تا عکسبرداری از محل مورد نظر انجام شود.
انواع دسته بندی انکودر
1. حرکت و ساختمان
2. تکلونوژی ساخت
3. سیگنال خروجی

انکودر از نظر نوع حرکت
1.دورانی
2.خطی
دورانی:

خطی:

انکودرها از نظر نوع تکنولوژی ساخت
1.نوری
2.مکانیکی
3.خازنی
4. مغناطیسی

1.نوری
انکودر های نوری، رایج‌ترین و دقیق‌ترین نوع انکودرها هستند که در ربات‌ها، ماشین‌آلات بسته‌بندی و … کاربرد دارند. عملکرد این انکودرها به‌صورت زیر است:
• در این انکودر یک دیسک کد گزاری شده وجود دارد.
• در یک طرف آن LED و در سمت دیگر آن، یک سنسور گیرنده قرار گرفته است و با هر بار چرخش دیسک ارتباط نوری بین LED و گیرنده قطع و وصل میشود
• این قطع و وصل شدن ارتباط نوری باعث میشود که در خروجی سنسور گیرنده،یک موج سینوسی به وجود بیاید که به وسیله یک مدار الکترونیکی به شکل موج مربعی تبدیل می شودظ

انکودرها از نظر نوع سیگنال خروجی
انکودرها از نظر عملکرد و نوع سیگنال خروجی به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:
• افزایشی (Incremental)
• مطلق (Absolute)

انکودر افزایشی چیست؟
انکودر افزایشی (Incremental Encoders)، اطلاعاتی درباره موقعیت، زاویه، تعداد چرخش و جهت چرخش تولید کرده و با استفاده از یک دیسک نوری، حرکت را به سیگنال‌های پالسی تبدیل می‌کند.

این تجهیز، ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع انکودر است.
آن‌ها در ارائه فیدبکِ سرعت، جابه‌جایی و تغییرات موقعیت، بسیار قوی هستند.
این نوع انکودرها با کنترلرهای معمولی PLC و PC ارتباط برقرار می‌کنند و جزء اصلی در کنترل صنعتی هستند.

عملکرد انکودرهای افزایشی
عملکردِ انکودرهای افزایشی نوری باتوجه به تولید رشته پالس در دو کانال انجام می‌شود. A و B این دو کانال ۹۰ درجه اختلاف فاز الکتریکی و مکانیکی دارند. تعداد این پالس‌ها در هر دور گردش، رزولوشن انکودر (Encoder Resolution) را تعیین می‌کند. یعنی هرچه تعداد پالس‌های ایجاد شده در یک دور (۳۶۰ درجه) بیشتر باشد، محیط دایره به قسمت‌های کوچکتری تقسیم شده و امکان اندازه‌گیری حرکت‌های بسیار کوچک و دقیق‌تر هم فراهم می‌شود. تعداد پالس‌های خروجی به تعداد شیارهای تیره و شفاف انکودر نوری، بستگی دارد
انکودر مطلق چیست؟
تفاوت این انکودرها با انکودرهای افزایشی در الگوی دیسکِ آن‌ها است. در انکودرهای مطلق (Absolute Encoder)، بخش‌های مشخص و خاصی از دیسک رمزگذاری شده است. در ساختمان این تجهیز، گیرنده‌های نوری وجود دارند که در هر زمان، بعضی از آن‌ها صفر و برخی دیگر، یک هستند. لذا در انكودرهای مطلق، هر مكان كاملاً منحصر به فرد است. به‌طوری که یک عدد باینری به‌دست آمده و عدد زاویه‌ای انکودر را از ۰ تا ۳۶۰ درجه نمایش می‌دهد
انکودر افزایشی :

انکودر مطلق:

عملکرد انکودر مطلق
در این انکودرها، هنگامی که شفت می‌چرخد، یک الگو (کد) منحصر به فرد تولید می‌شود. یعنی هر موقعیت شفت، دارای یک الگوی خاص است که از این الگو برای تعیین موقعیت دقیق استفاده می‌شود. اگر زمانی که شفت در حال حرکت است، برق قطع شود، با وصل مجدد برق، موقعیت مطلق ثبت می‌شود.

 در کاربردهایی که به درجه اطمینان و دقت بالایی نیاز دارند، ترجیحا از انکودر مطلق استفاده می‌شود. زیرا در همه زمان‌ها، از موقعیت اصلی خود اطلاع دارد..

 E40: قطر انکودر ۴۰ میلی‌متر
 ):S دارای شفت (اگر H باشد، انکودر بدون شفت یا هالو شفت است
 هالو شفت: بیانگر انکودرهایی است که شفت ندارند
 ۶: قطر شفت ۶ میلی‌متر(برای کوپل شدن شفتِ انکودر به شفت الکتروموتور، حتما باید قطر شفتِ انکودر را در نظر بگیریم.)
 ۶۰۰: بیانگر رزولوشن: ۶۰۰ پالس در هر دور (600PPR)
 ۳: تعداد کانال های خروجی: A، B و Z
 N: نوع مدار خروجی انکودر (NPN Open-collector output)
 ۲۴: منبع تغذیه ۱۲ تا ۲۴ ولت DC

پایان