نقش برجسته انکودر در پیشرفت تکنولوژی
بسیاری از افراد سوال می‌کنند که انکودر چیست؟ در واقع، انکودر یک قطعه بسیار کاربردی و حیاتی در صنعت می‌باشد که در دسته سنسورهای فیدبک قرار می‌گیرد. اصطلاح "انکودر" به معنای "کدگذار" است و وظیفه این دستگاه این است که مختصات یک صفحه گردان یا حرکت خطی را کدگذاری کرده و آن را به صورت الکتریکی به کنترلر مربوطه ارسال نماید.
استفاده از انکودردر صنایع مختلف به منظور دریافت بازخورد موقعیت از محیط بسیار مهم است و این دستگاه به وسیله‌ی کدگذاری موقعیت، ایجاد یک سیستم حلقه بسته را فراهم می‌کند. به این ترتیب، انکودرها نقش اساسی در کنترل و موقعیت‌یابی در انواع ماشین‌آلات و سیستم‌های صنعتی ایفا می‌کنند.
آشنایی با انواع انکودر
به طور کلی، انکودرها به دو دسته خطی و چرخشی تقسیم می‌شوند. انکودرهای خطی بیشتر با نام خط‌کش شناخته می‌شوند و در کاربردهایی که نیاز به حرکت خطی با دقت بالا و در مسیرهای کوتاه وجود دارد، کاربرد دارند.
همچنین، انکودرهای چرخشی به دو دسته انکودر مطلق و انکودر افزایشی (Incremental) تقسیم می‌شوند. انکودرهای خطی نیز به دو نوع، خط‌کش اهمی و خط‌کش مغناطیسی تقسیم می‌شوند. در ادامه مقاله، ساختار و عملکرد هر کدام از این انواع را بررسی خواهیم کرد.
انکودر افزایشی (Incremental)
در این نوع انکودر، عملکرد اصلی به وسیله نور یا مغناطیس صورت می‌گیرد. در داخل انکودر نوری افزایشی، یک صفحه دوار با سوراخ‌های زیاد قرار دارد. هرگاه صفحه حرکت کند و سوراخ‌ها از مقابل منبع نور عبور کنند، نور از آنها عبور کرده و به سنسور گیرنده نور برخورد می‌کند. این عمل باعث ایجاد پالس‌ها می‌شود که هرکدام نمایانگر یک حرکت است.
دقت این نوع اینکودر Encoder به تعداد سوراخ‌ها بستگی دارد، به عبارت دیگر، هرچه تعداد سوراخ‌ها بیشتر باشد، دقت انکودر نیز بیشتر است. این دقت به سادگی با تقسیم ۳۶۰در تعداد سوراخ‌ها محاسبه می‌شود.
انکودرهای مغناطیسی
انکودرهای مغناطیسی هم به همین روش عمل می‌کنند، اما به جای سوراخ‌های صفحه دوار، از قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی و یک سنسور مغناطیسی برای انجام این کار استفاده می‌کنند.
یکی از ویژگی‌های انکودرهای افزایشی این است که توانایی تعیین موقعیت دقیق را ندارند و بیشتر برای اندازه‌گیری سرعت استفاده می‌شوند. برای سیستم‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق موقعیت دارند، لازم است که موقعیت اولیه (هومینگ) با استفاده از سنسورها و لیمیت سوییچ‌ها تعیین شود.
انکودر مطلق
انکودرهای مطلق در دستگاه‌های چرخشی به‌کار می‌روند و ساختاری خاص دارند. درون این انکودر، یک صفحه دوار وجود دارد که به چندین قسمت تقسیم شده است. هر قسمت، از مرکز دایره شروع شده و به محیط آن ادامه دارد. نور به هر یک از این لاین‌ها تابیده می‌شود و سنسورها متناظر با آن لاین‌ها این نور را دریافت می‌کنند. تعداد این خطوط تعیین‌کننده بیت انکودر است.
با توجه به ساختار خود، انکودر مطلق (انکودر ابسولوت) نسبت به انکودرهای افزایشی دقت بیشتری دارد. دقت انکودر مطلق با تعداد بیت و از طریق فرمول مشخص می‌شود.
یکی از خصوصیات مهم انکودرهای مطلق این است که با هر دور چرخش شفت، موقعیت خود را به صفر بازمی‌گردانند. در برخی از نمونه‌ها که به نام مولتی‌ترن شناخته می‌شوند، باتری و چرخ دنده‌ها وجود دارند که تعداد دورها را ذخیره می‌کنند تا بتوانند در چرخش‌های بیشتر از 360 درجه موقعیت را حفظ کنند.
انکودر کالسکه
انکودر چرخ دار کالسکه به ما این امکان را می‌دهد که از انکودر چرخشی برای حرکات خطی استفاده کنیم. این کاربرد در صنایعی مانند تولید کاشی بسیار مفید است، به‌عنوان مثال، برای هر متر حرکت، قرار است سنگ برش بخورد. دقت انکودر کالسکه بر خلاف انکودرهای افزایشی، بر اساس میلیمتر، سانتیمتر یا متر است و به ازای هر یک این واحدها یک پالس می‌اندازد.
سوال اساسی این است که در چه شرایطی از انکودر کالسکه و در چه شرایطی از انکودر خطی (خط‌کش) استفاده کنیم؟ جواب این است که خط‌کش‌ها برای طول کورس‌های کوتاه و دقت بالا به‌کار می‌روند، درحالی‌که انکودرهای کالسکه برای حرکات خطی با دقت کمتر و بیشتر برای برش ورق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آشنایی با انکودر موتور
انکودر موتور، نوعی از انکودرهاست که به صورت روتاری بر روی محور موتور الکتریکی نصب می‌شود. این دستگاه با رصد سرعت و/یا موقعیت محور موتور، سیگنال‌های بازخورد حلقه‌بسته را فراهم می‌کند.
انواع مختلف انکودرهای موتور وجود دارد که شامل افزایشی یا مطلق، نوری یا مغناطیسی، محور دار یا محور توخالی و غیره می‌شوند. انتخاب نوع انکودر موتور به عوامل مختلفی بستگی دارد، به خصوص نوع موتور و کاربرد موردنیاز بازخورد حلقه‌بسته و همچنین پیکربندی نصب.
در کل، انکودرهای موتور با ارائه اطلاعات دقیق درباره سرعت و موقعیت، به بهبود عملکرد موتورها کمک می‌کنند و در حلقه‌بسته کنترل موتورها نقش مهمی ایفا می‌کنند.
نکات اساسی در انتخاب انکودرها
انکودرها دستگاه‌هایی هستند که موقعیت یا سرعت یک جسم را اندازه‌گیری می‌کنند. آنها در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله کنترل حرکت، اتوماسیون صنعتی و اندازه‌گیری استفاده می‌شوند. در هنگام انتخاب انکودر، چند نکته اساسی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:
· نوع انکودر را دقت کنید، زیرا انکودرها در دو نوع اصلی مطلق و افزایشی موجود هستند. انکودرهای مطلق موقعیت یا سرعت فعلی را به صورت عددی ارائه می‌دهند، در حالی که انکودرهای افزایشی فقط تغییرات در موقعیت یا سرعت را اندازه‌گیری می‌کنند.
· تعداد پالس‌هایی که یک انکودر در هر دور تولید می‌کند، دقت آن را تعیین می‌کند. انکودرهای با تعداد پالس بیشتر دقیق‌تر هستند، اما گران‌تر هستند.
· انکودرها می‌توانند دارای خروجی‌های مختلف باشند، از جمله ولتاژ، جریان، دیجیتال و آنالوگ. نوع خروجی مورد نیاز شما به کاربرد خاص شما بستگی دارد.
· دقت انکودر را تعیین می‌کند که تا چه حد می‌تواند موقعیت یا سرعت را با دقت اندازه‌گیری کند. دقت معمولاً با یک واحد اندازه‌گیری مانند میلیمتر یا درجه بیان می‌شود.
· سرعت انکودر را تعیین می‌کند که تا چه حد می‌تواند موقعیت یا سرعت را با سرعت اندازه‌گیری کند. سرعت معمولاً با یک واحد اندازه‌گیری مانند دور بر دقیقه یا درجه بر ثانیه بیان می‌شود.
· محیطی که انکودر در آن استفاده می‌شود، باید در نظر گرفته شود. انکودرها در برابر طیف گسترده‌ای از شرایط محیطی، از جمله دما، رطوبت و گرد و غبار، مقاوم هستند.
هنگام انتخاب انکودر، مهم است که نیازهای خاص کاربرد خود را در نظر بگیرید. با در نظر گرفتن این عوامل، می‌توانید انکودر مناسب را از کارشناسان پیمان الکتریک برای نیازهای خود انتخاب کنید.
