انکودر
سنسور انکودر چیست؟

سنسور انکودر به سنسوری گویند که حرکت مکانیکی را تبدیل به یک کد دیجیتال می‌کند. سنسور انکودر به عنوان یک دستگاه الکترو مکانیکی، برای تعیین موقعیت، سرعت و جهت، در یک سیستم کنترلی استفاده می‌شود. دو نوع انکودر وجود دارد؛ خطی[۱] و دایره‌ای[۲]. انکودر خطی، برای حرکات خطی روی یک مسیر و انکودر دایره‌ای، برای حرکات دایره‌ای استفاده می‌شود. عموما انکودرها بر اساس خروجی‌یشان دسته‌بندی می‌شوند؛ افزایشی[۳] و مطلق[۴]. انکودر افزایشی، قطاری از پالس تولید می‌کند که برای تعیین موقعیت و سرعت به کار می‌رود. انکودر مطلق، به ازای هر موقعیتی، یک کد دیجیتالی تولید می‌کند که مستقیما موقعیت شفت موتور از آن قابل تشخیص است.

در شکل ۱ بلوک دیاگرام یک موتور انکودر دار رسم شده است.

شکل ۱: بلوک دیاگرام یک انکودر

انکودر چرخشی افزایشی، از یک دیسک شفاف که تعدادی قسمت مات به صورت مساوی بر روی آن وجود دارد، تشکیل شده‌است. توسط یک دود نورانی، نوری به این صفحه تابیده می‌شود و در طرف دیگر صفحه توسط یک حسگر نوری آشکار می‌شود. وجود نقاط مات بر روی صفحه سبب می‌شود تا نور به گیرنده نرسد و با چرخش دیسک، پالس‌های مربعی تولید شود. خروجی این حسگرها به صورت پالس بر دور اندازه‌گیری می‌شود که برای تعیین موقعیت و یا سرعت استفاده می‌شود. با استفاده از انکودر چرخشی افزایشی تک کاناله فقط موقعیت و سرعت قابل تشخیص است، در صورتی که توسط انکودر چرخشی دو کاناله، جهت چرخش نیز قابل تشخیص است.

شکل ۲: ساختار یک انکودر چرخشی افزایشی

ساختار انکودر مطلق تقریبا شبیه انکودر چرخشی است با این تفاوت که به جای استفاده از یک دیسک شفاف با خطوط مات با فاصله یکسان، از یک الگوی رمزنگاری شده بر روی صفحه استفاده می‌کنند و به ازای هر موقعیت از شفت، یک کد گری واحد در خروجی تولید می‌شود.

شکل ۴: انکودر چرخشی مطلق


در انکودر خطی، نور تولید شده پس از گذشتن از یک لنز، از چهار دریچه بر روی صفحه اسکن تابیده می‌شود. این چهار پنجره نسبت به یکدیگر ۹۰ درجه اختلاف دارند. نور پس از عبور از صفحه شیشه‌ای اسکن توسط سنسورهای نوری گیرنده آشکار می‌شود. صفحه اسکن نور، تابیده شده را هنگام حرکت دستگاه، کد می‌کنند. گیرنده‌های نوری، نور دریافت شده را تبدیل خروجی سینوسی شکل می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها با یکدیگر ترکیب می‌شوند و به صورت دو سیگنال سینوسی متقارن ولی با ختلاف فاز ۹۰ درجه، در خروجی قرار می‌گیرند. در برخی از انکودرها یک نقطه مرجع نیز درگرفته می‌شود تا در صورت قطع و راه‌اندازی مجدد سیستم، موقعیت به نقطه مرجع (صفر) برگردد.

شکل ۳: انکودر خطی افزایشی LM15

علاوه بر انکودرهای نوری، انکودرهای خازنی و مغناطیسی نیز وجود دارند. تعداد پالسی که به ازای واحد مسافت (اینچ یا میلی‌متر) تولید می‌شود بیانگر وضوح[۵] انکودر است.

کاربرد انکودرها

سنسورهای انکودر در کاربردهایی که نیاز به بازخورد[۶]دارند، نقش اساسی دارند. آنجایی که نیاز است سرعت، جهت و مکان یک وسیله کنترل دقیق شوند، سنسورهای انکودر به کار می‌آیند. به خاطر دقت بالا، مقاومت بالا و قیمت ارزان، سنسورهای انکودر انتخاب مناسبی در بسیاری از زمینه‌ها هستند. امروزه سنسورهای انکودر در همه جا از جمله پرینترها، اسکنرهای پزشکی و تجهیزات علمی استفاده می‌شوند.

شکل ۵: سنسور انکودر استفاده شده در اسپیندل یک دستگاه CNC

چگونه یک انکودر مناسب انتخاب کنیم؟

چندین فاکتور مهم در انتخاب سنسور انکودر مناسب، باید در نظر گرفته شود:

  • خروجی (افزایشی یا مطلق)
  • وضوح مورد نیاز
  • نویز و طول کابل
  • تعداد کانال
  • شکل و اندازه
مزایای انکودر
  • بسیار قابل اطمینان و دقیق
  • فیدبک ارزان
  • وضوح بالا
  • مدار الکترونیکی مجتمع
  • ترکیب تکنولوژی نوری و دیجیتال
  • به راحتی می‌تواند به کاربرد مورد نظر اضافه شود
  • اندازه جمع و جور
معایب انکودر
  • تداخلات رادیویی و مغناطیسی در انکودرهای مغناطیسی
  • تداخلات نوری در انکودرهای نوری
  • حساس به گرد و غبار، روغن و خاک

 

[۱] Linear

[۲] Rotary

[۳] Incremental

[۴] Absolute

[۵] Resolution

[۶] Feedback

اشتراک گذاری:

یک دیدگاه بگذارید

آدرس ایمیل شما منتشر نمیشود.

1 × 2 =

0

بالا