انواع انکودر

انواع انکودر:

پیش­تر در رابطه با انکودر و اینکه چطور می­تواند در کاربردهای مختلف پیاده سازی شود بحث کردیم.

در این ویدیو شما را با انواع انکودر و همچنین کاربردهای آن برنامه های مختلف را توضیح خواهیم داد.

انواع دسته بندی انکودر:

انکدرها دسته بندی های مختلفی دارند ولی از نظر تکنولوژی حسگر به دو مدل تفسیم میشوند:

1. دورانی یا Rotary Encoder
2. 2-     خطی و یا Linear Encoder

همچنین از نظر نوع اندازه گیری  هر یک به دو دسته دیگر زیر شاخه می شوند:

1. مطلق یا Absolute
2. افزایشی یا Incremental

و نهایتا از نظر دسته بندی های تکنولوژی الکترومکانیکال به صورت زیر دسته بندی می شوند:

1. مغناطیسی(Magnetic)
2. نوری(Optical)
3. القایی (Inductive)
4. خازنی(Capacitive)
5. لیزری(Laser)

اطلاعات گسترده در رابطه با انواع انکدر وجود دارد که برای جلوگیری از پیچیدگی به همین موارد بسنده می کنیم. توصیفاتی مانند دورانی یا خطی ، نوری و مغناطیسی ، مطلق و افزایشی. برای درک بیشتر این مفاهیم  اینکه چه هستند و چرا استفاده می شوند به بیان چند اصل می پردازیم.

ابتدا این دسته بندی را خورد کرده و در رابطه با چند پیکربندی مختلف صحبت خواهیم کرد.

انکودر خطی:

انکدرهای خطی از یک ترندیوسر برای اندازهگیری بین دونقطه استفاده می­کنند. همین طور، از میله و یا کابل که بین ترندویسر انکدر و جسم برای اندازهگیری حرکت استفاده میکنند. همچنان که مشاهده میکنید با حرکت وقتی جسم حرکت میکند، ترنسدویسر اطلاعات را از طریق میله و یا کابل جمع آوری میکند و سیگنال خروجی را که شامل حرکت خطی جسم است را ایجاد میکند. همانطور که فاصله اندازه گیری میشود، انکدر خطی این اطلاعات را برای مشخص شدن موقعیت جسم استفاده می کند.  یکی از کاربردهای آن استفاده در ماشین آلات فرز CNC  است که دقت اندازه گیری حرکت برای دقت در ساخت مهم است. انکدرهای خطی میتوانند مطلق و یا افزایشی باشند. در ادامه به بررسی این دو نوع خواهیم پرداخت.

انکودرهای دورانی:

انکدرهای دورانی،  بر اساس چرخش هدف و یا به عبارت دیگر چرخش تجهیز، اطلاعات را جمع آوری و فیدبک را مهیا میکنند. تولید و ارسال میکند. این نوع از انکدر ها را بعضا انکدرهای شفت دار نیز می نامند. این انکدر ها می توانند موقعیت و یا حرکت زاویه ای هدف را به چرخش شفت بر اساس نوع استفاده شده، تبدیل کنند.

انکدر مطلق می تواند موقعیت زاویه ای را اندازه گیری کند. در حالی که انکدر افزایشی میتواند فاصله، سرعت و موقعیت خطی را اندازه گیری کند. این انکدر های کاربردهای مختلفی در زمینه های کامپیوتر و رباتیک دارند. انکدرهای دورانی در تنوع گسترده برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند، مانند دستکاه های ورودی کامپیوتر نظیر ماوس، گوی جستجو و همچنین رباتیک.

انکدرهای دورانی همانطور که قبلا هم گفته شد می توانند: مطلق و یا افزایشی باشند.

انکودر موقعیت:

این انکدر برای موقعیت مکانیکی یک جسم مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع از انکدرهای یکی از انواع انکدرهای مطلق هستند.  همچنین از آنها ممکن است به عنوان تغییرات موقعیت بین جسم و انکدر نیز استفاده شود. تغییرات در موقعیت یک جسم و انکدر یک تغییر افزایشی خواهد بود. انکدرهای موقعیت کاربرد گسترده ای در صنعت دارند به ویژه در اندازهگیری موقعیت ابزارآلات و موقعیت دستگاه های چند محور.

انکودر نوری:

انکدرهای نوری اطلاعات را از طریق پالس های نوری تفسیر می کنند که برای تشخیص موقعیت، جهت و سرعت مورد استفاده قرار میگیرد. شفت یک دیسک را با بخشهای مات  (opaque segments)که یک الگوی خاص را نشان می دهند می چرخاند. این انکدرها می توانند هنگام تعیین موقعیت دقیق در توابع “خطی” ، حرکت یک جسم را برای کاربردهای “چرخشی” یا “شفت” تعیین کنند. انکدرهای نوری در کاربردهای مختلفی مانند چاپگرها ، فرزهای CNC و رباتیک ها مورد استفاده قرار می گیرند. باز هم ، این انکدر ها ممکن است مطلق یا افزایشی باشند.

بعد از توضیحح گروه ها اصلی، ممکن است مدل های دیگری ها نیز مشاهده کنید. اساسا تمام انکدرها یک کار مشابه انجام می دهند، یک سیگنال الکتریکی تولید میکنند که به موقعیت، سرعت و یا سرعت زاویه ای و غیره تبدیل می­شود.

انکودرهای مطلق و افزایشی:  

اکنون که گروههای اصلی را تجزیه کرده ایم ، بیایید روی تفاوت بین اندازه گیری های مطلق و افزایشی را بحث کنیم. برای مقایسه این دو از یک انکدر دورانی استفاده کرده ایم.

انکودرمطلق:

در انکودر مطلق از یک دیسک شکافدار روی یک شفت همراه  با اتصال به یک نگه دارنده ثابت استفاده می شود. هنگامی که شقت چرخش میکند، یک الگوی کد منحصر به فرد تولید میشود. این بدان معناست که هر موقعیت از شقت یک الگو ارد و این الگو برای مشخص شدن دقیق موقعیت مورد استفاده قرار میگیرد. اگر تغذیه انکدر قطع شود و شفت چرخیده شود، وقتی تغذیه مجددا متصل گردد، انکدر موقعیت مطلق را ثبت خواهد کرد، همانطور که توسط الگوی منحصر به فرد دیسک منتقل شده و توسط نگهدارنده نشان داده می شود. این نوع اندازه گیری در کاربردهایی که به درجه اطمینان بالایی نیاز دارند مانند مواردی که ایمنی یک نگرانی اصلی است، پیشنهاد داده میشود. چرا که انکدر درتمامی لحظات میداند موقعیت قطعی اش بر اساس الگوی واحد تولید شده است.

اندازه گیری مطلق می تواند به دو صورت باشد:

1. Single turn
2. Multi turn

نوع اول برای اندازه گیری در فواصل کوچک استفاده میشود. نوع دوم برای فواصل طولانی تر و همچنین سیستم های پیچیده تر استفاده خواهد شد.

انکودرهای افزایشی:

برای اندازه گیری انکدرهای افزایشی، سیگنال خروجی هر باری که شفت میچرخد یک مقدار اندازه گیری شده را ایجاد میکند. سپس آن سیگنال خروجی بر اساس تعداد سیگنالهای هر دور تحلیل می شود. انکدر افزایشی با روشن شدن شمارش خود را از صفر شروع می کند. از آنجا که انکدر افزایشی در هنگام راه اندازی یا قطع برق شمارش خود را از صفر آغاز می کند ، تعیین یک نقطه مرجع برای همه کارهایی که نیاز به موقعیت دارند لازم است.

مثال:

در ویدیوی قبلی استفاده از یک انکدر را به منظور شمارش  شرح دادیم و این مثال برای درک بهتر از انکدر های افزایشی بسایر مناسب است.

فرض کنید که برق قطع نشده باشد و شما نوار نقاله را روشن کرده و دستگاه را در حالت راه اندازی قرار داده اید. به محض اینکه انکدر روشن شود، کنترل کننده شمارش را دریافت میکند. رنج اندازه را بین 0 تا 10 هزار در نظر میگیریم. این یک انکدر افزایشی است بنابراین موقعیت مطلق مشخص نیست، ما تنها میدانیم که یک دور کامل از شفت مقدار ده هزار را ثبت می کند. جسم را روی نوار نقاله قرار میدهیم به محض اینکه سنسور چشم ورودی جسم را تشخیص دهد، موقعیت اندازهگیری شده فعلی انکدر نیز ثبت خواهد شد. این عدد 5232 در نظر گرفته شده است. سپس هنگامی که جسم در حال خارج شدن است، با سنسور چشم خروجی مجددا موقعیت انکدر خوانده میشود. این عدد نیز برابر 6311 خواهد بود. بنابراین برای شمارش یک سیر کامل، مقدار 5232 را از 6311 کم میکنیم و مشخص می وشد میزان مسافت رفته شده جسم برابر با 1079 خواهد بود. با استفاده از این مثال ، بدیهی است که ما مکان مطلق و دقیق جسم را نمی دانیم ، فقط می دانیم که میزان مسافت از ورودی تا خروجی 1079 است. این به ما نمی گوید که برای مثال جسم 3 اینچ از خروجی فاصله دارد، فقط وارد می شود و غیره. ما فقط می دانیم، جسم وار می شود، یک شمارش انجام و جسم خارج و مجددا شمارش اندازه گیری میشود. در مواقعی که ، درصورتی که شاهد خروج جسم در تعداد مجاز حرکت به اضافه یا منهای یک deadband  نباشیم ، دستگاه خطا می کند و روند متوقف می شود.

انکدرهای بسیار بسیار متفاوت وجود دارند که ما می توانیم ساعت ها راجع به آن صحبت کنیم. امیدواریم توانسته باشیم مطالب پایه ای برای زمانی بخواهید یکی از انواع آن را انتخاب کنید، در اختیارتان قرار داده باشیم.

هانیانگ یکی از برندهای معتبر در ارائه انکودر می باشد که مدل های HE40B / HE50B را شامل میشود.

برای مشاهده انکودر هانیانگ روی لینک زیر کلیک نمایید.

مشاهده انکودرهای هانیانگ