0

انکودر چیست؟ معرفی انواع انکودر و کاربردهای آن ها

نویسنده: پشتیبان 10 آبان 1400
انکودر چیست؟ معرفی انواع انکودر و کاربردهای آن ها

انکودر ها را می توان در دسته سنسور ها قرار داد. این تجهیزات به عنوان حسگرهای حرکت مکانیکی ایفای نقش می کنند که قادر به ایجاد کد های دیجیتالی به هنگام عبور اجسام هستند. معنی لغوی این سنسور رمزنگار است. این ابزار ها بر اساس فاکتور های متنوعی دسته بندی می شوند و مورد استفاده قرار می گیرند.

انکودر ها را می توان در دسته سنسور ها قرار داد. این تجهیزات به عنوان حسگرهای حرکت مکانیکی ایفای نقش می کنند که قادر به ایجاد پالس های دیجیتال به هنگام عبور اجسام هستند. معنی لغوی این سنسور رمزنگار است یعنی به عبارتی می توانند با توجه به داده و حرکت مکانیکی گرفته شده از محیط آن را رمز گذاری کرده و سپس داده را به شکل پالس ( کد دیجیتالی) به عنوان خروجی تولید نمایند و در آخر توسط دستگاه ترجمه می توان پالس ها را ترجمه نمود. 

این سنسور ها با اتصال به یک موتور یا سیستم چرخ دنده ای قادر می باشند حجم چرخش را سنجیده و موارد دیگری مثل شتاب، موقعیت مکانی، مسیر، سرعت و زاویه چرخش را  با ایجاد یک حلقه بسته (close loop) محاسبه نمایند. به طور خلاصه این طور می توان گفت که encoder ابزاری است که در اغلب مصارف صنعتی به جهت دریافت بازخورد (feedback ) مورد استفاده واقع می شود.

به بیان ساده تر نقش اصلی این حسگرها دریافت فیدبک از ابزارها و دستگاه ها و ترجمه آن به یک داده قابل پردازش است.

این تجهیزات در انواع مختلفی با توجه به نوع کارکرد و نیاز، تولید شده و در صنعت مورد استفاده واقع می‌شوند.

انواع انکودر و کاربردهای آن ها :

این سنسورها را می‌توان بر اساس فاکتور های مختلفی کلاس بندی کرد. به طور مثال می توان آنها را از منظور ساختاری، شفت، متد تولید شده و پالس خروجی بررسی نمود. در ادامه این مقاله به شرح انواع دسته بندی ها می پردازیم.

1_ انواع رمزنگار ها بر اساس متد و تکنولوژی استفاده شده :

یکی از اصلی‌ترین کلاس بندی ها در این سنسورها این مورد می باشد چرا که توسط این گروه بندی به شکل دقیق متد استفاده شده هر رمز نگار را متوجه خواهیم شد و اغلب در حین انتخاب این سنسورها این فاکتور را به عنوان اولین قدم مورد بررسی قرار می دهند که بر این اساس شامل موارد زیر می باشند :

رمزنگار های نوری (Optical )

این سنسور ها توسط یک یا دو عدد LED  فعالیت دارند. عملکرد آنها به این شکل می باشد که نور ارسالی به واسطه صفحه ای دوار به رنگ سیاه و سفید وصل و قطع می گردد، بدین منظور سیگنال های الکتریکی به شکل  "نور مشاهده شده" و یا "عدم مشاهده نور" ساخت می شوند.  این تجهیزات یکی از معمول ترین و کاربردی ترین رمزنگار ها می باشند.

اما در حین گزینش این سنسورها باید مواردی چون شرایط جوی و اقلیمی را مد نظر داشت چرا که عواملی مثل گرد و خاک و تکان می تواند در دقت این تجهیزات اختلال ایجاد کنند.

• انکودر مغناطیسی (Magnetic )

این سنسور ها ترجمه سیگنال را بر طبق عوض شدن شار مغناطیسی تولیدی انجام می دهند که این تغییر به واسطه حرکت دواری آهن ربا، روبروی حسگر صورت می پذیرد و عموما آهنرباها در قسمت شفت رمزنگار تعبیه می شوند. هنگامی که میدان مغناطیسی تغییر وضعیت می دهد، توسط حسگر تغییرات یادداشت برداری شده و به شکل سیگنال الکتریکی سوئیچ میشوند.

از فواید کلیدی این رمزنگار ها می توان به عدم نیاز به مجاورت در سیستم تشخیص اشاره کرد، که سبب عدم اصطکاک می شود. به همین دلیل هزینه‌ های تعویض قطعات و یا تعمیر به حداقل خواهد رسید و عمر بهینه آنها در مقایسه با سایر انکودر ها بیشتر می شود.

به علاوه این تجهیزات را می توان برخلاف نمونه های نوری در شرایط و فضاهایی که حاوی گرد و غبار، تکان و یا حتی رطوبت هستند استفاده کرد. اما در مقابل، توانایی تجزیه و تحلیل این مدل ها در قیاس با نمونه های نوری پایین‌تر است.

• انکودر خازنی ( Capacitive )

منبع تغییر در این رمزنگار تغییر وضعیت در ظرفیت خازن تعبیه شده است که عموماً  به عنوان فاکتور کلیدی متحرک محسوب می شود.

این تجهیزات در مقایسه با سایر نمونه ها جدیدتر هستند و از نظر مقاومت همانند مدل های مغناطیسی می باشند و از لحاظ دقت و تجزیه تحلیل نیز در درجه پایین تری از مدل های نوری قرار داده می شوند. البته بدون در نظر گرفتن متد و تکنولوژی لحاظ شده، تمامی نمونه ها توانایی شناسایی المان متحرک و بازخوانی آن به پالس الکترونیکی را دارا هستند.

• انکودر های مکانیکی ( Mechanical )

این تجهیزات به نام ویل انکودر نیز معروف می باشند و بر اساس موقعیت تعبیه شده ممکن است واجد یک یا دو چرخ مکانیکی باشند. کاربرد این رمزنگار ها اغلب به منظور سنجش طول، سرعت جسم یا تارگت است که به شکل مداوم در حال حرکت می باشد. 

از لحاظ عملکردی بسیار شبیه به رمزنگاری افزایشی می باشند با این تمایز که واجد یک جفت چرخ مکانیکی هستند.  

موارد استفاده این رمزنگار ها اغلب در کارخانه های تولید کاشی و یا موارد این چنینی می باشد. توانایی تفکیک پذیری این رمزنگار ها برعکس نمونه های افزایشی بر طبق سیگنال نیست بلکه بر طبق واحد هایی چون متر، سانتی متر و میلی متر است. به طور مثال بر اساس هر یک سانتیمتر، رمزنگار یک پالس درج می نماید.

چنانچه قصد تهیه این رمزنگار را دارید به فاکتورهایی مثل : وزن قطعه، توانایی تنظیم، میزان ولتاژ منبع، سایز رمزنگار، قابلیت ضد لرزش، قدرت تفکیک پذیری، متریال و فرم چرخ ها توجه کنید.

نکته : موارد دیگری نیز مثل رمزنگار های جریان گردابی، مقاومتی و غیره نیز در این دسته بندی قرار می گیرند، اما چون حالات استفاده آنها بسیار کم است از توضیحات درباره آنها فاکتور می گیریم.

انواع انکودر از لحاظ ساختار و فعالیت :

این سنسور ها با توجه به عملکرد در دو دسته کلی چرخشی یا دوار و انکودر خطی طبقه بندی می گردند. 

  • رمزنگار های خطی (Linear Encoder)

این تجهیزات به جهت اندازه گیری پوزیشن یا قرار گیری فضایی استفاده می شوند. این مدل ها به خط کش های دیجیتالی یا پالسی نیز معروف هستند.  

نام گیری این رمزنگار ها بر اساس خواندن پالس ورودی است. یعنی اگر حرکت دریافت شده توسط رمزنگار از مدل خطی باشد آن را رمزنگار خطی می نامند.

این مدل ها اغلب در دو گروه عملکردی وسیع مصرف می گردند که شامل "سنجش" و "سیستم های حرکتی" می باشند.

از جمله کاربرد های این رمزنگار ها استفاده در تجهیزات سی ان سی و کولیس ها است.

رمزنگار های خطی بسیار شبیه مدل های افزایشی می باشند، با این تمایز که در آن ها از صفحات دوار استفاده نشده و به جای آن از خط مستقیم بهره برده می شود. تفکیک پذیری این رمز نگارها در حین سنجش فاصله بین حفره ها لحاظ می گردد. مثلاً اگر فاصله بین دو حفره یک صدم میلیمتر باشد، قدرت تفکیک این رمزنگار هم معادل یک صدم میلیمتر خواهد بود و پس از هر یک صدم میلیمتر جابجایی، رمزنگار یک پالس را درج می نماید.

نکته : رمزنگار های خطی که مدل نوری هستند واجد کد خروجی دیجیتالی می باشند، اما رمزنگار های خطی که مدل مقاومتی و مغناطیسی هستند خروجی آنها آنالوگ است.

 

  • انکودر های دوار ( Rotary Encoder)

این رمزنگار ها وظیفه دارند تا جایگیری فضایی و یا زاویه چرخش یک شفت را به شکل دیجیتال یا آنالوگ به فرم الکترومکانیکی سوئیچ کنند.

این مدل ها به طور روتین از دو یا چهار عدد ال ای دی گیرنده، فرستنده و همچنین یک عدد صفحه درجه دار( سفید سیاه یا حفره دار و بدون حفره) تشکیل شده اند.

صفحه درجه دار بین حسگر گیرنده و فرستنده جای داده می شود و کل تجهیزات بر روی یک محور متحرک تعبیه می گردند. در حین حرکت شفت، دیسک درجه دار نیز به همراه آن چرخش پیدا میکند و حسگر فرستنده و گیرنده بدون حرکت باقی می ماند، بدین صورت اطلاعاتی که از سوی فرستنده به گیرنده مخابره می شود به واسطه حرکت دواری صفحه مرتباً وصل و قطع می گردد. در این حالت در قسمت خروجی گیرنده یک سیر مداوم پالس‌ هایی را خواهیم داشت که به شکل متوالی شامل صفر و یک منطقی خواهند بود و مثل کدهایی می باشند که رمزنگار آنها را می سازد. در نهایت به جهت تغییر آنها به یک پوزیشن یا تعداد چرخش شفت، می بایست داده‌ها به یک دیکودر منتقل کرد تا بر اساس برنامه از پیش تعیین شده دیکودر پالس ها را ترجمه نماید.

این رمزنگار ها را اصطلاحاً شفت انکودر Shaft encoder نیز می‌نامند و چنانچه فاقد شفت بوده باشند نام آن ها هالو شفت Hollow shaft خواهد بود.

انواع انکودر از لحاظ تولید سیگنال خروجی :

بر اساس این طبقه بندی این تجهیزات به دو گروه کلیدی و معروف به نام رمزنگار های افزایشی و مطلق کلاس بندی می شوند.

  • رمزنگار های افزایشی ( Incremental Encoder)

این مدل ها بر اساس نمایش تعویض زاویه به صورت لحظه ای، نسبت به حالت ابتدایی( مبدا) انجام وظیفه می‌کنند. این انکودر ها در صنعت به شکل وسیع و گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. از انواع آنها می‌توان به موس های توپی اشاره کرد.

  • رمزنگار های مطلق ( Absolute Encoder)

نمونه های پیشرفته تر رمزنگارهای افزایشی هستند که محدودیت و معایب نمونه های قبلی در این مدل حذف شده است. به طور مثال در هنگام قطع برق پالس های ثبت شده حفظ می شوند و نیازی به استارت مجدد دستگاه نیست. از کاربردهای این مورد می‌توان به استفاده در دستگاه های سی ان سی و به جهت جایگیری فضایی دقیق برای تجهیزاتی چون آسانسور، درب های اتوماتیک و جرثقیل اشاره کرد.

خرید و قیمت انکودر :

قیمت انکودر ها بر اساس تمامی فاکتورهای ذکر شده در متن و تجهیزات، متد، متریال به کار رفته و همچنین برند سازنده طیف وسیعی را شامل می شود و بهتر است به جهت خرید و اطلاع از قیمت های به روز با کارشناسان بخش فروش ارتباط برقرار نمایید.