انکودر چیست؟

انکودر

تعاریف زیاد و پیچیده ایی برای این عبارت وجود دارد، ولی در این مقاله انکودرهایی که دردستگاه‌ها یا ماشین آلات برای بازخورد حرکت و کنترل حرکت مورد استفاده قرار می‌گیرند، مد نظر است. انکودر ها در برش طول، پلاتر ، روباتیک، بسته بندی، حمل، اتوماسیون و موارد بسیار دیگری استفاده می‌شوند. در اینجا به معرفی انکودر و کار آن می‌پردازیم.

انکودر چیست؟

به طور ساده، انکودر، یک ابزار حسگر و تولید کننده ی بازخورد است. انکودرها حرکت مکانیکی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند که قابل تشخیص توسط بعضی از انواع ابزار کنترل در یک سیستم کنترلی حرکت می‌باشد ، مانند PLC. انکودر یک سیگنال بازخوردی ارسال می‌کند که می‌توان از آن برای تعین موقعیت، تعداد، سرعت یا جهت استفاده کرد. ابزار کنترل قادر است با استفاده از این اطلاعات، فرمان یک عملکرد خاص را به دستگاه ارسال کند، به طور مثال، در یک رصدخانه، انکودرها با بازخورد موقعیتی، به فعال کننده‌ها می‌گویند که یک آینه ی قابل حرکت در چه موقعیتی قرار دارد. همچنین در کار چاپ، به کمک بازخورد انکودر، سَری چاپ برای علامت گذاری در یک جای مشخص، فعال می‌شود. نمونه های زیاد دیگری هم هستند ولی فرآیند کار در همه یکسان است؛ یک عددی توسط انکودر به وجود می‌آید، به کنترلر فرستاده می‌شود که سپس سیگنالی را برای انجام یک کار خاص به دستگاه ارسال می‌کند .

یک انکودر چگونه کار می کند؟

انکودرها برای تولید یک سیگنال، از تکنولوژی‌های مختلفی مانند مکانیکی، مغناطیسی، مقاومتی و نوری استفاده می‌کنند که تکنولوژی نوری رایج ترین آنها بشمار می‌رود. در این روش، انکودر براساس قطع و وصل شدن نور بازخورد می‌دهد.

در ساختار یک انکودر چرخشی افزایشی، یک پرتو نور صادرشده از LED، از Code Disk عبور می‌کند که توسط خطوط مات نقش دار می‌شود. همانطور که شفتِ انکودر می‌چرخد، پرتو نور صادر شده از LED، قبل از آنکه به وسیله ی Photodetector Assembly جمع آوری شود، توسط خوط مات روی Code Disk قطع می‌شود. این یک سیگنال پالس تولید می‌کند؛ نور باشد = روشن و اگر نور نباشد = خاموش. این سیگنال به شمارنده یا کنترلر فرستاده می‌شود که بعدا سیگنالی را برای تولید عملکرد دلخواه ارسال می‌کنند .

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 ۳۶۰درجه بیشتر و در نتیجه دقت اندازه گیری بیشتر می شود.