تعریف انکودر و تقسیم بندی بر اساس ساختمان

انکودر (ENCODER) چیست؟

انکودر که ترجمه فارسی آن رمز گذار می باشد، در واقع یک تجهیز الکترومکانیکی است که حرکت یک جسم را به یک کد دیجیتال (۰-۱ Pulse) یا آنالوگ (۴-۲۰mA or 0-10V) تبدیل می کند و این کد در تجهیز دیگری به نام دیکودر (Decoder) یا رمز گشا بنا به نیاز به تعداد دوران یا سرعت زاویه ای و یا مسافت تبدیل می شود. انکودرها یکی از تجهیزات مهمی هستند که در سرو موتور از آن ها استفاده می شود. انکودرها از لحاظ ساختمان در دو نوع خطی (Linear encoder) و چرخشی (Rotaryencoder) و از لحاظ عملکرد نیز در دو نوع انکودر مطلق (Absolute encoder) و انکودر افزایشی (Incremental encoder) طراحی و ساخته می شوند.

تقسیم بندی انکودر بر اساس ساختمان:

انکودر خطی:

این نوع انکودر همانطور که از نامش پیداست، جهت اندازه گیری حرکت خطی استفاده می شود. از لحاظ ساختمانی در انواع نوری ، مغناطیسی و مقاومتی (در واقع نوعی پتانسیومتر است) ساخته می شود. انکودر خطی مدل نوری دارای خروجی دیجیتال و انکودر خطی مدل مغناطیسی و مقاومتی دارای خروجی آنالوگ است. از این انکودرها در دستگاه هایی مثل دستگاه پرس برای اندازه گیری میزان حرکت طولی پیستون جک و غلتک ها برای اندازه گیری میزان فاصله طولی بین توپی های غلتک استفاده می شود.

انکودر دوار:

انکودر دوار که به شافت انکودر (Shaft encoder) نیز معروف است ، در واقع یک تجهیز الکترومکانیکی که موقعیت یا حرکت زاویه ای یک شافت یا یک محور را به یک کد آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می کند. این نوع انکودر به طور معمول از یک یا دو جفت LED فرستنده و گیرنده و یک دیسک مدرج (سیاه و سفید یا جای خالی و جای پر) استفاده می شود. دیسک مدرج مابین سنسورهای فرستنده و گیرنده قرار دارد و این مجموعه بر روی محور چرخان دستگاه مستقر است. هنگام چرخش شافت دیسک مدرج همراه با شافت می چرخد و سنسورهای فرستنده و گیرنده ثابت می مانند. به این ترتیب سیگنالی که از سمت فرستنده به گیرنده ارسال می شود توسط چرخش دیسک به طور متوالی قطع و وصل می شود. به این صورت ما در خروجی گیرنده یک قطار از پالس های متوالی صفر و یک منطقی خواهیم داشت. این پالس ها همان کدهایی هستند که انکودر تولید می کند و برای اینکه تبدیل به موقعیت و یا تعداد دوران شافت شود، به ورودی یک دیکودر داده می شود و طبق برنامه ای که به دیکودر داده شده است، این پالس ها به موقعیت تبدیل می شود. هر چه تعداد نقاط سیاه و سفید روی دیسک مدرج بیشتر باشد، تعداد این صفر و یک های منطقی در یک دوران ۳۶۰ درجه بیشتر و در نتیجه دقت اندازه گیری بیشتر می شود.

تقسیم بندی انکودر بر اساس عملکرد:

انکودر افزایشی (Incremental encoder) :

اگر انکودر فقط دارای یک ردیف پالس باشد، نمی تواند به درستی جهت چرخش را نشان دهد. بنابر این باید دارای یک ردیف پاس دومی نیز باشد که به این منظور باید یک فرستنده و گیرنده نوری دیگر به مجموعه اضافه شود. همچنین ممکن است در لحظاتی هر دو پالس یک منطقی و در لحظاتی صفر منطقی باشند. بنابر این در این لحظات نمی توان جهت چرخش شفت را تشخیص داد. برای حل این مشکل نیاز به پالس سومی داریم که این پالس بر اثر یک دور چرخش کامل به وجود می آید که به آن پالس فرمان می گویند و از آن برای شمارش تعداد دوران نیز استفاده می شود.
​

برای مثال اگر مجموعه پالس A قبل از پالس B وجود داشته باشد، شفت در جهت عقربه های ساعت می چرخد. ولی اگر پالس B  زودتر از پالس A وجود داشته باشد، شفت در جهت عکس عقربه های ساعت می چرخد و پالس C به علت چرخش به وجود می آید، در نتیجه پالس C با پالس B مچ شده و جهت چرخش بر این مبنا تعیین می شود. چنانچه از انکودر افزایشی مشروط به یکی از پالس ها استفاده شود، باید از home switch همراه با آن استفاده کرد، برای اطمینان از این که انکودر واقعا با نقطه شروع به کار فیکس (تنظیم) باشد.

انکودر مطلق (Absolute encoder) :

یک اشکال بزرگ انکودرهای افزایشی این است که شمارش پالس های آن در یک میانگیر یا اکسترنال کانتر (Counter External) ذخیره می شود. اگر برق قطع شود و یا به هر حال اختلال پیدا کند، شمارش گم خواهد شد ( نقطه صفر برای دستگاه به هنگام راه اندازی مجدد کم یا تعریف نشده است) این بدان معناست که چنانچه قدرت را از یک ماشین الکتریکی با انکودری که دارای چرخاننده الکتریکی است بگیریم، (به هر دلیلی ممکن است، به خاطر تعمیرات یا هر شب بعد از ساعات کاری باشد) دیگر انکودر موقعیت صحیح را نخواهد دانست. برای حل این مشکل از انکودرهای مطلق استفاده می شود که در این صورت ماشین همیشه موقعیتش را خواهد دانست. در انکودر مطلق دیسکی که دارای چندین گروه از قطعات به فرم دایره های متحدالمرکز نقطه شروع دایره های متحدالمرکز در مرکز دیسک انکودر چرخشی است استفاده می شود. چنانچه حلقه به سمت محیط دایره برود، هر یک از آن ها دارای دو برابر قطعه نسبت به حلقه قبلی و داخلی تر خود خواهند داشت. اولین حلقه که داخلی ترین حلقه هاست یک قسمت شفاف و یک قسمت تیره خواهد داشت و حلقه سوم نیز از هر یک از قطعات ۴ قسمت خواهد داشت. اگر انکودر دارای ۱۰ حلقه باشد، آخرین حلقه یا دورترین آن از مرکز دارای ۵۱۲ قطعه می باشد چنان چه هر حلقه از انکودر مطلق دارای دو برابر قطعه از حلقه قبلی خود باشد، بین شماره ها یک سیستم باینری برقرار می شود. در این نوع انکودر به ازای هر حلقه روی دیسک یک منبع نور و دریافت کننده  آن وجود دارد.

برای مثال، اگر بر روی یک دیسک ۸ ترک وجود داشته باشد، این انکودر قادر به تولید ۲۵۶ پوزیشن مجزا و یا با وضوح زاویه ای از ۱.۴۰۶ درجه (۳۶۰/۲۵۶) است. رایج ترین انواع رمزگذاری عددی مورد استفاده در رمزگذار مطلق کدهای خاکستری و باینری است.

 

اينورتر دانفوس Aqua انکودر ,پالس ,حلقه ,استفاده ,دارای ,دیسک ,اندازه گیری ,دیسک مدرج ,تقسیم بندی ,داشته باشد، ,انکودر افزایشی ,انکودر افزایشی incremental encoder منبع