انکودر چیست؟ انواع و کاربرد آن را بیشتر بشناسید

آیا می‌دانید انکودر چیست و چه کاربردی دارد؟ در این مقاله قصد داریم به شما انواع آن را به همراه کاربردش معرفی کنیم. حتما تا انتهای این مقاله همراه ما باشید تا مطالب مهمی را در رابطه با انکودر با هم مرور کنیم.

قبل از اینکه به طور کامل  با نحوه ی عملکرد  انکودر (Encoder) آشنا شوید ابتدا باید بدانید این وسیله چیست و چگونه کار می‌کند. پس برای شناخت و نحوه کارکرد آن در این مقاله با ما همراه باشید.

انکودر چیست؟

این وسیله یک حسگر حرکت مکانیکی است که به تولید سیگنال‌های دیجیتال در پاسخ به حرکت است. به عنوان یک دستگاه الکترو مکانیکی، این دستگاه قادر است اطلاعات مربوط به موقعیت، سرعت و جهت را در اختیار کاربران سیستم کنترل حرکت قرار دهد.

انواع اساسی انکودرها

انکودرهای خطی و دوار به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: مطلق و افزایشی. ساخت این دو نوع  کاملاً مشابه است. با این حال از نظر خصوصیات فیزیکی و حرکت با هم تفاوت دارند.

۱٫انکودر افزایشی(Incremental encoder)
انکودر چرخشی افزایشی نیز به عنوان انکودر کوادراتور شناخته می‌شود. این نوع از سنسورهایی استفاده می‌کند که برای اندازه گیری زاویه‌ای از شمارش شاخص نوری، مکانیکی یا مغناطیسی استفاده می‌کنند.

انکودر افزایشی چگونه کار می‌کند؟

انکودر چرخشی افزایشی از یک دیسک شفاف استفاده می‌کند که شامل بخش‌های مات است که برای تعیین حرکت از یکدیگر فاصله دارند. از دیود ساطع کننده نور برای عبور از دیسک شیشه استفاده می‌شود و توسط ردیاب عکس شناسایی می‌شود. این باعث می‌شود که انکودرها هنگام چرخش قطاری پالس‌هایی با فاصله یکسان ایجاد کند.

۲٫انکودر مطلق(Absolute encoder)
یک انکودر مطلق شامل اجزایی است که در انکودرهای افزایشی نیز یافت می‌شوند. آن‌ها یک آشکارساز نوری و منبع نور LED را پیاده سازی می‌کنند اما به جای دیسک با خطوط به طور مساوی روی دیسک، از یک دیسک با الگوهای دایره متحدالمرکز استفاده می‌کند.

انکودرهای مطلق چگونه کار می‌کنند؟

سیگنال خروجی تولید شده از یک انکودر مطلق در بیت‌های دیجیتالی است که مربوط به یک موقعیت منحصر به فرد است. پیکربندی بیت توسط نوری که هنگام چرخش دیسک توسط دستگاه آشکارساز نوری دریافت می‌شود، تولید می‌شود. پیکربندی نور دریافت شده به کد خاکستری ترجمه می‌شود. در نتیجه، هر موقعیت پیکربندی بیت منحصر به فرد خود را دارد.

۳٫انکودر خطی(Linear encoder)
انکودر خطی یک سنسور، مبدل یا خواننده است که با مقیاسی که موقعیت را رمزگذاری می‌کند، مرتبط است. سنسور مقیاس را می‌خواند و موقعیت را به سیگنال آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می‌کند که به بازخوانی دیجیتالی تبدیل می‌شود. حرکت از تغییرات موقعیت با زمان تعیین می‌شود. هر دو نوع انکودر خطی نوری و مغناطیسی با استفاده از این نوع روش کار می‌کنند. با این حال، این ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها است که آن‌ها را متفاوت می‌کند.

انکودرهای خطی نوری چگونه کار می کنند؟

منبع نور و لنز یک پرتو نور موازی ایجاد می‌کنند که از چهار پنجره شبکه اسکن عبور می‌کند. چهار پنجره اسکن شده با فاصله ۹۰ درجه از یکدیگر تغییر مکان داده‌اند. سپس نور از مقیاس شیشه عبور کرده و توسط حسگرهای نور تشخیص داده می‌شود. سپس مقیاس هنگام حرکت واحد اسکن، پرتوی نوری را تشخیص می‌دهد. تشخیص نور توسط حسگر نور، خروجی های موج سینوسی تولید می‌کند. سپس سیستم انکودر خطی با ترکیب سیگنال‌های جابجا شده، دو خروجی سینوسی ایجاد می‌کند که متقارن هستند اما از فاز ۹۰ درجه خارج از فاز هستند.

چگونه انکودرها کنترل می شوند؟

انکودرها از طریق چرخشی که روی آن سوار شده است کنترل می شوند. شافت با توپی که در داخل انکودر است تماس می‌گیرد. با چرخش شافت، چرخش دیسک با خطوط شفاف و جامد در مدار این وسیله انجام می‌شود. مدارهای آن حاوی یک LED است که توسط یک دیود فوتوالکتریک گرفته شده و پالس‌هایی را به کاربر منتقل می‌کند. سرعت چرخش دیسک به سرعت شفتی که انکودر به آن متصل است بستگی خواهد داشت.

مشخصات فیزیکی انکودرها

انکودرهای خطی

اجزای اصلی انکودرهای خطی یک واحد اسکن، سنسور مبدل است که با مقیاس انتقالی یا بازتابنده جفت می‌شود که موقعیت را رمزگذاری می‌کند. مقیاس یک انکودر خطی به طور کلی از شیشه ساخته شده و بر روی یک تکیه گاه سوار می‌شود. و واحد اسکن شامل یک منبع نور، سلول‌های نوری و یک قطعه شیشه‌ای دوم به نام شبکه اسکن است.

انکودرهای دوار

اجزای اصلی این مدل، منابع نور و آشکارسازها و الکترونیک است. دیسک شامل یک الگوی منحصر به فرد از دایره‌های متحدالمرکز است و به طور متناوب بین بخش‌های مات و شفاف قرار دارد. این الگو پیکربندی‌های بیتی منحصر به فردی را ارائه می‌دهد و برای اختصاص موقعیت‌های خاص استفاده می‌شود.

انکودرهای افزایشی

اجزای اصلی انکودر افزایشی دیسک شیشه، LED (دیود ساطع کننده نور) و آشکارساز عکس است. دیسک شفاف شامل بخش‌های مات است که برای منحرف کردن نور در یک فاصله قرار دارند در حالی که بخش‌های شفاف اجازه عبور نور را می‌دهند. انکودر نوری از دیود ساطع کننده نور استفاده می‌کند که نور را از طریق قسمت‌های شفاف دیسک تابانده است.

کاربردهای انکودر

خودرو: صنعت خودرو از انکودرها استفاده می‌کند زیرا ممکن است حسگرهای حرکت مکانیکی برای کنترل سرعت استفاده شوند.

لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات اداری: در صنعت الکترونیک مصرفی، انکودرها به طور گسترده‌ای از تجهیزات دفتری و اداری مانند تجهیزات اسکن PC، چاپگرها و اسکنرها استفاده می‌کنند.

صنعتی: در صنعت، از انکودرها در ماشین های برچسب گذاری، بسته بندی و ابزارآلات با کنترل کننده‌های موتور یک و چند محور استفاده می‌شود. انکودرها را می‌توان در کنترل دستگاه CNC نیز یافت.

پزشکی: در صنعت پزشکی، این وسیله در اسکنرهای پزشکی، کنترل حرکت میکروسکوپی یا نانوسکوپی دستگاه‌های خودکار و پمپ‌های توزیع استفاده می‌شوند.

نظامی: ارتش همچنین در استفاده از آنتن‌های موقعیت یاب از این وسیله استفاده می‌کند.

معیارهای مهم در انتخاب انکودر :

• خروجی
• وضوح مورد نظر (CPR)
• سر و صدا و طول کابل
•  کانال شاخص
•  پوشش / پایه

مزایای انکودر

•  بسیار قابل اعتماد و دقیق
•  وضوح بالای آن
• الکترونیک یکپارچه
• فناوری نوری و دیجیتال فیوزها
•  قابل استفاده در برنامه‌های موجود
• اندازه جمع و جور

معایب انکودر

•  تداخل مغناطیسی یا رادیویی (انکوردهای مغناطیسی)
• تداخل منبع نور مستقیم  (انکوردهای نوری)
• در معرض آلودگی به خاک، روغن و گرد و غبار

از شما سپاسگزاریم که تا انتهای این مقاله همراه ما بودید. جهت خرید تجهیزات برق صنعتی از طریق الکتروشایلی می‌توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.