انکودر (encoder) وسیله ای است که در بسیاری از صنایع برای فیدبک (feedback) استفاده می شود.
با مطالعه این مقاله و مشاهده ویدیو 8 دقیقه ای اطلاعات کاملی درباره انکودرها بدست می آورید.
در ادامه این مقاله مطالب زیر را بیان می کنیم:
با ما همراه باشید.
در بیشتر موارد اساسی، که در ادامه توضیح می دهیم، از یک انکودر برای اندازه گیری موارد زیر استفاده میشود.
??
انکودر در تکنولوژی های مختلف، از حرکت (motion) استفاده می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
سپس این سیگنال به دستگاه کنترل کننده مانند PLC فرستاده شده و تبدیل می شود، به این معنی که
مقیاس پذیر (scaled) می شود، تا یک مقدار را ارائه دهد که بعدا در برنامه استفاده شود.
?
بعضی از تکنولوژی هایی که در انکودر وجود دارد شامل موارد زیز است.
بیشترین تکنولوژی تبدیل حرکت که در انکودر استفاده می شود، اپتیکال است.
انکودرها انواع مختلفی دارند:
?
برای مثال یک انکودر افزایشی اپتیکال را در نظر می گیریم.
این انکودر از یک پرتو نور که از روی دیسک عبور می کند، استفاده می کند.
دیسک مورد نظر دارای خطوط ماتی است که دارای یک الگوی خاص هستند، چیزی شبیه به چرخ دنده.
در سمت دیگرِ دیسک، وسیله تشخیص عکس وجود دارد که نور را بر اساس
تبدیل می کند.
سپس پالس های نور به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند که
از طریق خروجی انکودر به پروسسور (processor) برگشت داده می شوند.
?
انکودرها کاربردهای گسترده ای دارند مانند:
که جزءکاربردهای حلقه بسته (closed loop) است.
در این قسمت مثال هایی از فرآیندهایی می آوریم که انکودر می تواند در آنها استفاده شود.
برای کنترل اینورتر، شما ممکن است که از یک پمپ روی اینورتر استفاده کنید تا مخزن را پر از مایع کند.
شما یک سرعت مشخص را درخواست می کنید و میخواهید اطمینان حاصل کنید که
پمپ اینورتر در همان سرعت مورد نظر است.
یک انکودر روی اینورتر می تواند برای فیدبک سرعت استفاده شود.
?
در این قسمت مثالی برای فرآیند اندازه گیری بیان می کنیم.
برای مثال شما نیاز دارید که قطعات محصول آلومینیومی را با اندازه های مشخص برش بزنید.
شما یک رول طولانی از یک صفحه آلومینیوم را با استفاده از یک ماشین برش عبور می دهید.
شما نیاز دارید که مقدار ورودی آلومینیوم را اندازه بگیرید. در این صورت می توانید صفحات را
به اندازه مناسب برش بزنید تا بتوانند به صورت جداگانه در سایر فرآیندها استفاده شود.
?
انکودر به نقاله وصل شده و طول ماده ورودی برای برش را می خواند.
سپس این فیدبک می تواند برای تنظیم تیغه برش برای قطع طول مورد نیاز استفاده شود.
برای مثال در نظر بگیرید که شما نوار نقاله ای دارید که بطری هایی روی این نقاله در حال حرکت هستند.
این بطری ها هنگام ورود با استفاده از یک سنسور عکس – چشم (photo-eye sensor) شمارش می شوند.
آنها یک سر آلومینیومی هم دارند که این سر ضد ضربه باید به بطری متصل شود.
وقتی که آلومینیوم محکم شد، بطری به سمت نقاله حرکت می کند و خروج آن از
طریق سنسور عکس – چشم (photo-eye sensor) تایید می شود.
مواردی مورد نیاز برای این حالت شامل:
است.
?
یک بطری معیار را در نظر بگیرید. تنها ویژگی این بطری این است که دسته ندارد و اندازه های آن استاندارد است.
حالا یک بطری ضدیخ با سر کوچک و یک دسته بسیار بزرگ را در نظر بگیرید.
حالا با در نظر گرفتن این دو بطری چطور می توانید موارد مورد نیاز دستگاه را
فراهم کنید و آن را همچنان منعطف نگه دارید.
اگر یک بطری قرص را در نظر بگیرید، می بیند که در فرآیند ورود بطری، آب بندی یا سیل (seal) بطری و
خروج آن، هیچ سنسوری مسدود نشده است.
اگر یکی از موارد مورد نیاز دستگاه مثل ورود بطری یا آب‌بندی آن تامین نشود، بطری شمرده نمی شود،
دستگاه متوقف می شود و اپراتور دستگاه پیغامی درباره سوء عملکرد دستگاه دریافت می کند.
این مورد درباره بطری ضدیخ به چه صورت است؟
در هنگام ورود بطری، درپوش آن از مقابل سنسور ورود عبور می کند، پس بطری شمرده می شود.
سپس نوبت دسته می شود. دستگاه پیغام خطا می دهد چون می بیند که قسمت ورود مسدود شده است.
حالا چطور میخواهید به دستگاه بفهمانید که این یک بطری متفاوت است و
باید عملکرد دستگاه هم متفاوت باشد؟
در این حالت قطعا می توانید از یک انکودر و سوییچ انتخاب کننده (selector switch) برای
تنظیم حالت دستگاه استفاده کنید.
برای تنظیم دستگاه، محصول مورد نظر خود را وارد کنید که در اینجا محصول مورد نظر بطری ضدیخ است.
شما باید مطمئن شوید که ابتدا درپوش آلومینیومی را وارد کنید.
برنامه شما، ورود را از طریق سنسور می خواند و خواندن انکودر (encoder reading) را رکورد (record) می کند.
هم چنین با توجه به اندازه‌ها متوجه می شود که درپوش در حال ورود است و این را نیز رکورد می کند.
سپس برنامه بقیه موارد ورودی را می خواند و با توجه به اندازه متوجه می شود که
درپوش نیست و مربوط به یک قسمت دیگر بطری مثلا دسته بطری است.
یک بطری به تنهایی به حرکت خود در خط مونتاژ ادامه می دهد تا سنسور خروج را فعال کند.
?
در این قسمت هم دوباره انکودر مقداری را رکورد می کند.
شما در حال حاضر یک انکودر شمارش گر دارید که منطبق بر ورود و خروج بطری ها است.
در کد مورد نظر، شما مقدار ورود را از خروج کم می کنید و تعداد بطری ها را بدست می آورید.
حال شما با دقت می دانید که چقدر طول می کشد که بطری در کل سیستم حرکت کند و
به قسمت ورود و خروج در زمان تعیین شده برسد، در این حالت انکودر، شمارش را انجام می دهد.
شما با استفاده از انکودر دستگاه را برای انواع مختلف بطری قابل استفاده و منعطف کردید.
هم چنین می توانید سنسور های ورود و خروج را در هر فاصله معنی داری نسبت به هم قرار دهید.
وقتی به حالت اجرا (run) برمی گردید، کد می داند که دسته مربوط به بطری است و
هنگام ورود آن را در نظر نمی گیرد بنابراین پیغام خطایی از طرف دستگاه صادر نمی شود.
شما انکودر را در هر ورود بطری ثبت می کنید و زمان خروج بطری را از پیش تعیین می کنید.
?
اگر بطری در زمان برنامه ریزی شده و بر اساس شمارش انکودر از دستگاه خارج نشد، دستگاه مشکل دارد.
این یک استفاده عالی از انکودر است که کاملا قابل تنظیم است.
شمارش ورود و خروج، تفاضل و در نهایت شمارش بطری ها.
روتاری انکودر های خازنی نسبت به دو مدل قبلی در دنیای صنعت تازه وارد محسوب می شوند. انکودر های خازنی از نظر نیرومندی مانند مدل های مغناطیسی هستند ولی قدرت تفکیک پذیری انکودر های نوری از روتاری انکودرهای خازنی بالاتر است. البته انکودر های خازنی بدون توجه به نوع تکنولوژی مورد استفاده قابلیت تشخیص حرکت و تبدیل آن به سیگنال های استاندارد رایج در صنعت را دارا هستند.
اما با این وجود روتاری انکودر افزایشی نسبت به این انکودر ها بیشترین کاربرد را دارند مخصوصا اگر قابل برنامه ریزی باشند. زیرا این روتاری انکودرها خروجی پالس را با دقت بیشتری ارائه می دهند.
انکودر های مغناطیسی با وجود اینکه از انکودر های نوری مقاوم ترند و اغلب در محیط های در معرض آلودگی ، بخار، لرزش و سایر انواع تداخل های محیطی استفاده می شونداما با این حال قدرت تفکیک resolution یا دقت انکودر های نوری بالاتر می باشد .در انکودر مغناطیسی شیار های شفافی که در انکودر نوری داشتیم، اینبار قابل تشخیص با سنسور مغناطیسی هستند و دوران آن ها و رد شدن مرتب آنها از کنار سنسور امکان سنجش به ما می دهد.
در این نوع انکودرها از دو فرستنده و گیرنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیاردار با فاصله مشخص استفاده می شود بنابراین با چرخش چرخ ما دو پالس خروجی داریم که با یکدیگر اختلاف فاز دارند و براساس آن می توان جهت چرخش را نیز مشخص نمود. به طور مثال اگر از این انکودر در رباتی استفاده شده یاشد و لحظه ای برق قطع شود، پس از اتصال دوباره برق ربات باید از نقطه صفر دوباره شروع به کار کند.
?
در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده می شود که بخش های خاصی از آن سیاه شده اند و از چندین فرستنده گیرنده (به طور مثال 8 جفت) استفاده می شود. در هر لحضه تعدادی از این گیرنده ها صفر و برخی یک را نشان می دهد، بدین ترتیب یک عدد باینری می دهد که زاویه بین صفر تا 360 درجه می توان محاسبه کرد. پس این نوع انکودر علاوه بر میزان جابجایی، موقعیت را نیز به شما می دهد. به طور مثال اگر از این انکودر در رباتی استفاده شده یاشد و لحظه ای برق قطع شود ،پس از اتصال دوباره برق نیازی نیست که ربات شما از نقطه صفر دوباره شروع به کار کند.
?
اساس کار این انکودر مانند انکودرهای نسبی می باشد با این تفاوت که بجای صفحه ی شیار دار از نوار یا (Tape) استفاده می شود. جرثقیل ها پرکاربردترین مکان برای استفاده از این سری از انکودرها می باشد.
منابع :
https://www.manamotor.com/blog/didactic/what-is-encoder
http://azhman.com/article/%D8%A7%D9%86%DA%A9%D9%88%D8%AF%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F
https://peymanelc.com/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA/item/109-%D8%A7%DB%8C%D9%86%DA%A9%D9%88%D8%AF%D8%B1-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F.html
https://namatek.com/%D8%A7%D9%86%DA%A9%D9%88%D8%AF%D8%B1/
