کاربرد اینکودر و انواع آن
مقدمه
انکودرها، سنسورهایی هستند که حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. این سیگنالها حاوی اطلاعاتی درباره موقعیت، سرعت و جهت حرکت هستند و در بسیاری از سیستم‌های کنترل صنعتی، روبات‌ها و تجهیزات اتوماسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عبارت ساده‌تر، انکودرها به سیستم‌های کنترل اجازه می‌دهند تا حرکات را با دقت بسیار بالا اندازه‌گیری و کنترل کنند.
اینکودر چیست و کاربرد آن در صنعت :
رمز گذار یا اینکودر در واقع یک تجهیز الکترومکانیکی است که حرکت یک جسم را یه یک کد دیجیتال ۰-۱ ، Pulse یا آنالوگ (۴ تا ۲۰ میلی آمپر یا ۰ تا ۱۰ ولت) تبدیل میکند و این کد در تجهیز دیگری به نام دیکودر (Decoder) یا رمزگشا بنا به نیاز به تعداد دوران یا سرعت زاویه ای ویا مسافت تبدیل می شود.پایه علمی طراحی و ساخت اینکودر ها بهره گیری از تکنولوژی های نوری و مغناطیسی است.
این محصول تغییرات مکان (Postition) و جهت (Direction) را به سیگنال های الکتریکی ترجمه می کنند.اینکودر حسگری است که به محور چرخ ، و یا موتور وصل می شود و می تواند میزان چرخش را اندازه گیری کند ، با اندازه گیری میزان جا به جا یی ، سرعت ، شتاب یا زاویه چرخشی را تعیین کرد.
تقسیم بندی انواع اینکودر ها :
انکودرها از لحاظ ساختمان به ۲ مدل تقسیم می شوند :
- اینکودر های خطی
- اینکودر های چرخشی و یا دورانی
اینکودر ها از لحاظ عملکرد و ساختمان داخلی به ۳ دسته تقسیم می شوند :
- نوری
- مغناطیسی
- خازنی
اینکودر ها از لحاظ از نظر نوع خروجی سیگنال به ۲ دسته تقسیم می شوند :
- مطلق (Absolute)
- افزایش (Incremental)
کاربرد اینکودر :
اینکودر ها معمولا در سیستم های اتوماسیون و کنترلی در قسمتی نصب میشوند که بتوانند از خروجی فیدبک را برای کنترل ارسال کنند و پارامتر های زیر مشخص کنند :
- اندازه گیری سرعت
- اندازه گیری و کنترل موقعیت
- جهت چرخش شفت
تصور کنید که قصد کنترل سرعت یک موتور الکتریکی را دارید ، اگر شما فرمان های موتور را از یک اینورتر یه آن اعمال کنید و سرعت را کم و زیاد نمایید توانسته اید تا سرعت موتور را کنترل کنید ولی مشکل اصلی زمانی پیش می آید که شما قصد داشته باشید تا سرعت موتور را روی سرعت خاص به صورت دقیق و ثابت نگه دارید در این حالت شما نیاز به گرفتن فیدبک از موتور هستید.
اما سوال پیش می آید که آیا سرعت دقیق موتور همان عددی که شما به آن اعمال کرده اید هست یا نه ؟ پس یکی دیگر از کاربرد های اینکودر اندازه گیری سرعت موتور ها می باشد.
مواردی پیش می آید که شما میخواهید نوار نقاله مورد نظرتان به اندازه ای مشخص حرکت کتد و در آن نقطه توقف کند که این موضوع یکی از پرکاربرد ترین نوع استفاده از اینکودر در صنعت مخصوصا در ماشین آلات بسته بندی و پر کن های صنعتی بکار گرفته می شود.برای این کار شما خروجی اینکودر را اندازه گیری میکنید و با در نظر گرفتن ضرایب گیربکس و کوپلینگ ها مسافت طی شده را به دست می آورید ، این کار به اصطلاح کنترل موقعیت نامیده می شود.
کاربرد اینکودر و انواع آن :
اینکودر های چرخشی افزایشی :
در انکودرهای چرخشی از یک صفحه شفاف استفاده می شود، که بخش های خاصی از آن سیاه شده اند. این صفحه درمیان چندین گیرنده و فرستنده مادون قرمز قرار دارند،در هر لحظه تعدادی از این گیرنده ها صفر و تعدادی یک را نشان می دهند، بدین ترتیب یک عدد باینری بدست میآید که زاویه ای بین ۰ تا ۳۶۰ را نشان می دهد.
برای مثال اگر تعداد فرستنده ها و گیرنده ها هشت عدد و عدد باینری خوانده شده ۰۰۱۰۰۱۱۱ باشد (که درمبنای ۱۰ برابر ۳۹ است) زاویه مطلق برابر خواهد بود با :
در محاسبه بالا عدد ۲۵۵ زمانی بدست می آید که همه گیرنده ها یک باشند. یعنی(۱۱۱۱۱۱۱۱)
اینکودر های چرخشی مطلق :
انکودرهای مطلق در هر نقطه و موقعیت که باشد سیگنالی که در خروجی برای کنترلر ارسال میکند بیانگر همان مکان می باشد،در واقع اینکودر های مطلق یک تعداد عدد یونیک برای هر زاویه از اینکودر دارند که با قرار گیری در آن نقطه پالس و کد آن در خروجی ظاهر میشود.این اینکودر ها نسبت به اینکودر های افزایشی گرانتر بوده و پس از هربار بازنشانی کنترلر موقعیت شفت اینکودر فراموش نمی شود.
در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده می شود، که بخش های خاصی از آن سیاه شده اند. این صفحه درمیان چندین گیرنده و فرستنده مادون قرمز قرار دارند،در هر لحظه تعدادی از این گیرنده ها صفر و تعدادی یک را نشان می دهند، بدین ترتیب یک عدد باینری بدست میآید که زاویه ای بین ۰ تا ۳۶۰ را نشان می دهد.
برای مثال اگر تعداد فرستنده ها و گیرنده ها هشت عدد و عدد باینری خوانده شده ۰۰۱۰۰۱۱۱ باشد (که درمبنای ۱۰ برابر ۳۹ است) زاویه مطلق برابر خواهد بود با :
در محاسبه بالا عدد ۲۵۵ زمانی بدست می آید که همه گیرنده ها یک باشند. یعنی(۱۱۱۱۱۱۱۱)
اینکودر های چرخشی مغناطیسی :
این انکودرها مانند انکودرهای افزایشی است اما در تولید پالس از سنسورهای اثر هال استفاده شده است.
اینکودر های چرخشی سینوسی و کسینوسی Resolvers :
این انکدر ها تفاوت عمده ای با انکدر های افزایشی و مطلق دارد،با این تفاوت که در این انکدر ها پالس ها به صورت دیجیتال نبوده و به صورت سیگنال آنالوگ می باشد که با اندازه گیری فرکانس و اختلاف فاز و شمارش نقاط صفر سیگنالها می توانیم سرعت،موقعیت و جهت حرکت شفت را به دست آوریم
اینکودر های مطلق خطی :
یکی از مدل های دیگر انکدرها به صورت مطلق خطی بوده که کاربرد بسیاری در اندازه گیری های طولی دارد که به خط کش های دیجیتال معروف هستند.
ساختار و عملکرد انکودر
ساختار داخلی انکودرها بسته به نوع آن‌ها متفاوت است. اما به طور کلی، یک اینکودر شامل یک دیسک کددار، یک منبع نور و یک آشکارساز است. دیسک کددار دارای الگوی خاصی از نوارهای شفاف و تیره است. با چرخش دیسک، نور از طریق نوارهای شفاف به آشکارساز می‌تابد و سیگنال‌های الکتریکی تولید میشود. این سیگنالها توسط مدار الکترونیکی داخلی اینکودر پردازش شده و به صورت پالس یا کد دیجیتال در اختیار سیستم کنترل قرار می‌گیرد.
مواردی از کاربرد اینکودر و انواع آن :
- اندازه گیری سرعت
- اندازه گیری موقعیت
- اندازه گیری زاویه
- اندازه گیری جهت حرکت شفت
- ماشین های CNC
- ماشین های چاپ
- آسانسور
- رباتهای صنعتی
- ماشین های بسته بندی
سخن آخر (کاربرد اینکودر و انواع آن )
به طور کلی می‌توان گفت که اینکودرها ابزارهایی هستند که برای تبدیل حرکت و موقعیت مکانی یا زاویه به یک سیگنال الکتریکی استفاده میشوند. این دستگاه‌ها در بسیاری از کاربردها از جمله رباتیک، سیستم‌های CNC، ماشین‌آلات، سیستم‌های کنترل موقعیت، رهگیری موقعیت، و سیستم‌های خودرویی استفاده میشوند. اینکودرها به کنترلرها اطلاعات دقیق در مورد حرکت و موقعیت فعلی موتورها یا دیگر اجزای مکانیکی را ارائه می‌دهند که برای کنترل و مانیتورینگ دقیق این سیستم‌ها بسیار حیاتی است. اینکودر ها در برند ها و قیمت های مختلفی در بازار وجود دارد برخی از این برند ها آتونیکس ، فناک ، کاکن ، واخندورف ، اپکن و… است.
برای خرید اینکودر به سایت کنترل۲۴ مراجعه کنید و یا از طریق لینک زیر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
