انواع انکودر

انکودر

انکودر ها به دو دسته نوری و غیر نوری تقسیم می شوند. در قسمت اول به توضیح ساختار داخلی و انواع انکودر نوری می پردازیم. انکودر های نوری نیز خود به دو دسته انکودر های مطلق و انکودر های افزایشی تقسیم می گردند.

 

انکودر مطلق

انکودر مطلق یکی از انواع انکودر است که در شکل زیر نشان داده شده است. کد خروجی از طریق مسیرهای مجزائی که بر روی دیسک انکودر موجودند و آشکارساز های نوری مربوط به خود، تولید می شوند. خروجی این آشکارساز های نوری متناسب با الگوی کد روی دیسک یا وضعیت مشخص محور high یا low خواهند بود.

 

ساختمان داخلی انکودر مطلق 8بیتی
ساختمان داخلی انکودر مطلق 8بیتی

 

انکودرهای مطلق یکی از انواع انکودر هستند و در مواردی کاربرد دارند که وسیله برای مدت زمان طولانی، متوقف می شود یا با سرعت کمی حرکت می کند. بعنوان مثال کنترل سطح، تلسکوپ ها، جرثقیل های بزرگ و غیره. انکودرهای مطلق قادر به استفاده از چندین هزار کد مختلف هستند، اما معمول ترین آنها کدگری و باینری و یا BCD می باشند.

این وسیله دارای چندین محدوده علامت دار هم مرکز، مرتبط با موقعیت و زاویه واقعی است. خروجی این دستگاه بر خلاف نوع افزایشی بصورت مقادیر عددی باینری و مرتبط با موقعیت مطلق و واقعی محور آن بوده و دارای کاربردهای وسیعی از جمله اندازه گیری وضعیت چرخش مفاصل در بازوهای روبات های صنعتی می باشد.

در این انکودر یک دیسک متحرک که روی آن منافذی قرار داده شده است وجود دارد. منافذ دیسک متحرک در چهار مسیر و یا بیشتر تعبیه می شوند و سنسورهای نوری در صورتی که چهار مسیر در دیسک متحرک تعبیه شده باشد، در چهار نقطه در پشت دیسک متحرک قرار می گیرند.اگر پترن بصورت کدهای باینری باشد، مشابه با پترن سمت چپی نشان داده شده در شکل زیر و یک شعاع نوری از دیودهای منتشر کننده نوری حاصل و سلول های فتو الکتریک یا فتو دیودها در مقابل دیودهای نوری و در سمت دیگر پترن قرار گرفته باشند، موقعیت زاویه ای بصورت یک سری صفر و یک و وابسته به اینکه نور از پترن رد شده یا نه، ظاهر می شود.

 

عملکرد انکودر مطلق
عملکرد انکودر مطلق

 

 

از انکودرها بطور وسیعی در مواردی که نیاز به دقت بالا داریم، استفاده می شود. بعضی از کاربرد انکودر ها عبارتند از استفاده در ماشین های تراشکاری CNC, NC و تلسکوپ های رادیوئی و نوری.

 

انکودر های افزایشی

انکودر افزایشی دسته ای دیگر از انواع انکودر می باشد که یک سری پالس یکنواخت و پشت سر هم متناسب با چرخش مکانیکی مورد نظر تولید می نماید. بعنوان مثال، اگر بخواهیم چرخش مکانیکی محور را به ۱۰۰۰ قسمت تقسیم کنیم، می توانیم از انکودری استفاده کنیم که ۱۰۰۰ سیکل موج مربعی به ازای هر دور چرخش ایجاد نماید. با استفاده از یک شمارنده برای شمارش این سیکل ها، می توانیم بفهمیم که محور چقدر چرخیده است. عدد ۱۰۰ معادل ۳۶درجه، ۱۵۰ معادل ۵۴  درجه و غیره خواهند بود.

نکته: تنها محدودیت موجود، ظرفیت حافظه شمارنده میباشد. تعداد سیکل ها در هر دور چرخش نیز، بوسیله فاصله فیزیکی علائم روی دیسک چرخان و کیفیت نور مورد استفاده محدود می شود. شکل زیر قطعات جدا شده یک انکودر نوری را نشان می دهد. نوع ساده تر انکودرهای افزایشی، انکودر دورسنج است. شکل موج و مسیر کد گذاری شده دیسک متحرک درشکل زیر نمایش داده شده اند. این نوع انکودر بعضی اوقات انکودر افزایشی تک کدی نامیده می شود، زیرا فقط یک خروجی داشته و قادر به تشخیص جهت نیست. خروجی آن معمولا موج مربعی است.

 

خروجی انکودر افزایشی تک کانال
ساختمان داخلی انکودر افزایشی

 

اطلاعات مربوط به سرعت، با اندازه گیری زمان بین پالس ها و یا شمارش تعداد پالس ها در یک زمان معین، میسر است. وقتی زمان بین پالس ها اندازه گیری می شوند، انکودر باید قادر به تولید دقیق لبه به لبه پالس ها باشد. هر گونه عدم دقت باعث می شود که سیستم خطائی را اندازه گیری نماید که نتیجه عدم یکنواختی الگوی دیسک است.

 

 

خروجی انکودر افزایشی تک کانال
خروجی انکودر افزایشی تک کانال

 

 

غالب انکودر های افزایشی برای اندازه گیری موقعیت، از دو کانال خروجی که با هم ۹۰ اختلاف فاز دارند، استفاده می کنند. شکل موج های خروجی و علائم روی دیسک برای چنین انکودری در شکل زیر نشان داده شده است. این امر ما را قادر می سازد که لبه ها را بشماریم و وضعیت کانال دوم را در مدت این انتقال، بررسی کنیم. با استفاده از این اطلاعات می توان محاسبه کرد که آیا A جلوتر از B است یا خیر و در نتیجه، جهت چرخش را معین کرد.

 

خروجی انکودر افزایشی در کانال
خروجی انکودر افزایشی دو کانال

 

 

      برای خرید انواع انکودر از سایت یوتاب صنعت دیدن فرمایید.

 

 

 

داشتن اطلاعات مربوط به جهت چرخش به دلیل وجود لرزش ذاتی سیستم ها،مهم می باشد. در صورتی که انکودر تک کانال ( دور سنج ) بر روی لبه از حرکت بایستد، یک خطا در شمارش روی می دهد. چنانچه لرزش باعث شود که سیستم در طول این لبه به عقب و جلو بچرخد، شمارنده آن را به عنوان یک لبه خواهد شمرد. هرچند که سیستم متوقف باشد، با استفاده از خروجی دوم یا کانال دوم، و اندازه گیری لبه ها و رابطه آنها با وضعیت کانال مخالف، می توانیم اطلاعات دقیقی از جهت بدست آوریم.

 

مطالب ارائه شده توسط تولید کننده را قبل از اتصال هر کدام از انواع انکودر دقیقا مطالعه نمایید. باید برای انکودر یک ولتاژ و زمین مناسب تهیه شود. خروجی های انکودر معمولا کلکتور باز یا Totem pole هستند. صفر منطقی مساوی با اتصال به زمین و یک، مساوی با مدار باز است.

 

مشخصه های اصلی در انواع انکودر:

 

1-تعداد بیت های خروجی: این مشخصه، مربوط به انکودرهای مطلق می باشد. انکودرهای مطلق در انواع 8-10-12-14-17و…..ساخته می شوند که این اعداد نشانگر تعداد بیت های خروجی آن ها می باشند، هرچه تعداد بیت های یک انکودر از نوع مطلق بیشتر باشد، قدرت تفکیک پذیری (Resolution) آن بالاتر خواهد بود.

تفکیک پذیری یک انکودر مطلق را می توان از رابطه  R= 360/2^n  به دست آورد که در این رابطه n تعداد بیت های خروجی انکودر می باشد و R برحسب درجه خواهد بود.به عنوان مثال در یک انکودر مطلق 8 بیتی داریم:

360

این عدد بدین معنا است که این انکودر قادر به تشخیص چرخش 1.4 درجه ای بوده و به ازای هر 1.4 درجه چرخش خروجی جدیدی را تولید می کند. بدیهی است که با بالا رفتن تعداد بیت ها  تفکیک پذیری بیشتر شده است و قادر به تشخیص درجه های کوچکتری از چرخش خواهیم بود، مثلا اگر n =10 باشد، داریم:

 

0.3

2-تعداد پالس های خروجی: این مشخصه مربوط به انکودرهای افزایشی بوده و نشان دهنده تعداد پالس های خروجی به ازای یک دور چرخش می باشد. به طور مثال اگر این عدد 300 باشد به معنای این است که به ازای یک دور کامل چرخش، این انکودر 300 پالس در خروجی خواهد داشت، پس به ازای هر 1.2 درجه چرخش یک پالس در خروجی خواهیم داشت. این عدد نیز در انکودر های افزایشی بیانگر تفکیک پذیری آنها می باشد و هرچه بالاتر باشد انکودر از قدرت تفکیک پذیری بالاتری برخوردار خواهد بود.

 

3-تعداد کانال های خروجی:

این مشخصه نیز در مورد انکودر های افزایشی به کار می رود و این نوع انکودرها میتوانند تک کانال، دو کانال، سه کانال، چهار کانال و پنج کانال باشد.

 

انکودر تک کانال: این نوع انکودرها تنها یک پالس در خروجی خود خواهند داشت. با این نوع انکودر قادر به تعیین سرعت چرخش و موقعیت خواهیم بود ولی قادر به تشخیص جهت چرخش نخواهیم بود (کانالA).

 

انکودر دو کانال: این نوع انکودر در خروجی دارای دو پالس خواهد بود که این دو پالس با یکدیگر اختلاف فاز 90 درجه داشته که تقدم و تاخر انها نسبت به یکدیگر نشان دهنده جهت چرخش خواهد بود (کانالB).

 

انکودر چهار کانال: این انکودر ها دارای خروجی کانال A و معکوس کانال A و کانال B و معکوس کانال B می باشد.

 

انکودر پنج کانال: این انکودر ها 4 کانال ذکر شده را  دارا بوده و علاوه برآن یک کانال به نام Z دارند که زمانی که انکودر یک دور کامل چرخش انجام داده این خروجی به صورت یک پالس ظاهر می شود.

 

 

کانال های AوBوZ
کانال های AوBوZ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *