تعریف و کاربرد انکودر
قطعه ای که حرکت مکانیکی (خطی و دوررانی) را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند تا امکان استفاده از مشخصه های دیگر سیگنال بوجود آید. به عدبارت ساده تر انکودر وسیله ای است برای تبدیل حرکت خطی یا دورانی به سیگنال دیجیتالی 0 یا 1 . برخی انکودرها خروجی آنالوگ 0 تا 10 ولت و یا 4 تا 20 میلی آمپر دارند.
انکودر در اتوماسیون صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد و بسیار با اهمیت است و عموما در صنایع بسته بندی و دستگاه های صنعتی که نیاز به اندازه گیری سرعت و موقعیت است از انکودر های مختلف استفاده می گردد. مثال دیگر کاربرد انکودرها در سرو موتور ها است که خروجی انکودر به اینورتر مخصوص سرو انتقال می یابد.
انواع انکودر
انکودر ها را می توان به دسته های مختلفی تقسیم کرد
- از لحاظ ساختمان: انکودر های خطی - انکودر های چرخشی و یا دورانی
- از لحاظ عملکرد و ساختمان داخلی: نوری- مغناطیسی- خازنی
- از لحاظ نوع خروجی سیگنال: مطلق - افزایشی
کاربرد انکودر
در سیستم های اتوماسیون و کنترلی عموما انکودر ها در محلی نصب می شوند که بتوانند فیدبک را از خروجی برای کنترلر بفرستند و پارارمترهای اندازه گیری سرعت، اندازه گیری و کنترل موقعیت و جهت چرخش شفت را مشخص نمایند.
فرضا برای کنترل سرعت یک موتور الکتریکی می توان فرمان های موتور را از یک اینورتر به آن اعمال کرد و سرعت را کاهش یا افزایش داد، در این حالت سرعت موتور کنترل شده است اما امکان دقیق و ثابت نگه داشتن سرعت موتور وجود نخواهد داشت. در این زمان نیاز به گرفتن فیدبک از موتور است اما آیا سرعت دقیق موتور برابر با همان عددی است که به آن اعمال شده؟ در نتیجه اندازه گیری سرعت موتور از دیگرکاربرد های انکودر است.
از دیگر کاربرد های پر اهمیت انکودر در صنعت مخصوصا در ماشین آلات بسته بندی و پرکن های صنعتی زمانی ست که قصد حرکت نقاله مورد نظر به اندازه ای مشخص و توقف در آن نقطه وجود دارد. برای این منظور خروجی انکودر اندازه گرفته شده و با در نظر گرفتن ضرایب گیربکس و کوپلینگ ها مسافت طی شده بدست می آید. این عمل در اصطلاح کنترل موقعیت نامیده می شود.
بخش داخلی انکودر
انکدرهای نوری یک فرستنده و گیرنده LED هستند که با قطع نور به ازای چرخش شفت انکودر در خروجی موجب تولید پالس های الکتریکی می شود. همین روند برای انکدر های خازنی و مغناطیسی هم وجود دارد.
انکودر چرخشی افزایشی
تا موقع حرکت انکودر ، پالس و سیگنال در خروجی وجود دارد و برای اندازه گیری سرعت و موقعیت میباست تعداد پالس ها در کنترلر شمرده شود، اما ضعف اینجاست که در صورت ریاستارت شدن کنترلر(قطع تغذیه و روشن شدن مجدد) موقعیت قبلی انکدر پاک شده و مجددا می بایست با شمارش پالس های انکدر اطلاعات جدید یه دست آید. همین مساله ی اشاره شده از معایب انکدر های افزایشی است که نمیتوان موقعیت قبلی و واقعی انکودر را داشت، به همین علت این مدل ارزان قیمت هستند.
انکودر چرخشی مطلق
این مدل در هر نقطه و موقعیت که قرار داشته باشد سیگنالی که در خروجی برای کنترلر ارسال می کند نشانگر همان مکان است. به عبارت دیگر در انکدر های مطلق یک تعداد عدد یونیک برای هر زاویه از انکدر مشخص شده است که موقع قرار گیری در آن نقطه پالس و کد آن در خروجی نمایش داده می شود این مدل به نسبت انکدر های افزایشی قیمت بالاتری دارد و پس از هربار ریاستارت کنترلر موقعیت شفت انکدر پاک نمی شود.
انکودر چرخشی مغناطیسی
این مدل مانند انکودر افزایشی است اما در تولید پالس از سنسورهای اثر هال بهره گرفته شده است.
انکدر چرخشی سینوسی و کسیونوسی(resolvers)
مطابق شکل،این مدل تفاوت بسیاری با انکدر های افزایشی و مطلق دارد، تفاوت در این است که در این مدل پالس ها به صورت سیگنال آنالوگ هستند و با اندازه گیری فرکانس و اختلاف فاز و شمارش نقاط صفر سیگنال ها می توان سرعت، موقعیت و جهت حرکت شفت را به دست آورد.
انکدر افزایشی خطی
این مدل از نظر پالس های خروجی مشابه انکدر های چرخشی است اما حرکت آن خطی است.
انکدر مطلق خطی
این مدل کاربرد زیادی در اندازه گیری های طولی دارد و معروف به خط کش دیجیتال است.
کاربرد های انوکدر
انکودر کاربرد های زیادی مانند اندازه گیری سرعت، اندازه گیری موقعیت، اندازه گیری جهت حرکت شفت، اندازه گیری زاویه، ماشین چاپ، آسانسور، ماشین cnc ، روبات های صنعتی، ماشین های بسته بندی و ....... دارد.