انکودر و انواع آن

شاید برای بسیاری از کاربران آقای برق این کلمه مبهم باشد ولی انکدر یکی از ساده ترین وپرکاربرترین تجهیز کنترلی در صنایع مختلف هستند که با مطالعه یک مقاله ساده و کاربردی از آن می توانید به طور کامل با این تجهیز آشنا شوید.

انکدر چگونه کار می کند؟؟

به طور کلی کلمه انکدرها از کد کردن گروهی از بیت های دیجیتالی می اید که با سرعت خیلی زیاد ایجاد می شوند.در واقع انکدرها حرکت های خطی و دورانی را به این کدهای دیجیتال تبدیل می کنند تا بتوانیم مشخصه های متفاوتی مـثل سرعت و موقعیت و … از آن سیگنال را خارج کنیم.

البته ناگفته نماند که بعضی از انکدرها خروجی انالوگ 0 تا 10 ولت و یا 4 تا 20 میلی امپر دارند که به صورت کوتاه به آن ها اشاره می کنیم.

خوب با یک مثال ساده انکدر را معرفی می کنیم:

تصور کنید قصد دارید سرعت یک موتور را کنترل کنید،در این صورت شما از یک درایو استفاده می کنید حال فرض کنید که شما بخواهید در یک سرعت خاص به صورت دقیق موتور را روشن نگه دارید ویا در یک موقعیت خاص از سرعت موتور کم کنید. این مشکل را درایو نمی تواند حل کند در اینجا از یک انکدر بر روی شفت موتور استفاده می کنیم و یک سیگنال فیدبک از آن گرفته و به درایو اعمال می کنیم تا در نقطه مورد نظر ما برسد.

حال شاید برای بعضی از کاربران این سوال پیش بیاید که با خود درایو و تنظیم فرکانس ان می توان به همان سرعت رسید یا خیر؟ جواب منفی است زیرا رابطه سرعت و فرکانس موتورها غیر خطی عمل می کند. و نمی توان از فرکانس به سرعت مورد نظر رسید.تا اینجا مختصری به معرفی انکدرپرداختیم . حال به معرفی انواع انکدرها می پردازیم.

انکدرها بر اساس کاربرد دو مدل هستند :

1-خطی

2-چرخشی

همان طور که از اسم آن ها پیداست مدل خطی برای انداره گیری حرکت های خطی یا طولی به کار می رود.مدل دورانی برای اندازه گیری حرکت های چرخشی مثل موتورها کاربرد دارد.

انکدرها برای تولید سیگنال های دیجیتال از چند روش استفاده می کنند :

1- نوری

2- مغناطیسی

3- خازنی

در نوع نوری انکدرها معمولا از سنسورهای یک طرفه و دو طرفه و یا انعکاسی استفاده می کنند.در این انکدرها که از سنسورهای نوری برای تشخیص چرخش استفاده می کنند صفحه چرخان انکدر که دارای سوراخ هایی زیادی است، همان طور که در عکس زیر میبینید با حرکت صفحه ی چرخان سیگنال های 0 و1 از این سنسورها دریافت می شود که به کدهای دیجیتال تبدیل می شوند.

در مدل های دیگر از سنسورهای مغناطیسی ، القایی و یا سنسورهای اثر هال استفاده میشود که نمونه ای از کاربرد این سنسور را در شکل زیر میبینید در این مدل از انکدرها صفحه چرخان دارای زایده هایی است که از مقابل این سنسورها عبور کرده و سیگنالی را تولید می کند. در نوع خازنی نیز مانند سنسورهای القایی و اثرهال عمل می کند.

انکدرها از نوع خروجی سیگنال به دو دسته تقسیم می شوند :

1-مطلق

2-افزایشی

در ادامه به تشریح این دو مدل می پردازیم از کاربرد این انکدرها می توان به اندازه گیری سرعت ، موقعیت و جهت چرخش اشاره کرد.

1-انکدرهای چرخشی :

مدل افزایشی به این معناست که تا زمانی که صفحه ی چرخان در حال حرکت است وبا عبور صفحات سوراخ دار از مقابل سنسورهای نوری یک سری سیگنال های دیجیتال تولید می کند که به صورت افزایشی این پالس ها افزایش پیدا می کند و معمولا این پالس های انکدرها را به کانتر صنعتی و یا plc متصل می کنند و تعداد این پالس ها را با ازای هر دور چرخش محاسبه می کنند .

بزرگترین عیب استفاده از روش افزایشی این است که نمی تواند موقعیت قبلی خود را به ما بدهد که این عیب باعث ارزان قیمت شدن این نوع از انکدرها شده است.

2-نوع مطلق :

در این نوع از انکدرها در هر نقطه موقعیت توسط یک کد مشخص است.همان طور که در شکل زیر میبینید در واقع انکدرهای مطلق یک تعداد عدد خاص برای هر زاویه از انکدر دارند که با قرارگیری در ان نقطه کد دیجیتالی ان در خروجی ظاهر می شود .همان طور که در شکل زیر میبینید در هر زاویه توسط یک سنسور که معمولا نوری است سیگنالی برای گیرنده که در طرف دیگر دیسک است میفرستد حال بستگی به زاویه و کد ان دارد که آن 4 تا سیگنال به گیرنده برسند یا خیر که اگر برسند 1 را به ما میدهد و اگر نرسد 0 را به ما میدهد حال با این 4 تا سیگنال کد زاویه تولید می شود. این انکدرها مشکل انکدرهای افزایشی را حل کرده اند و نسبت به انکدرهای افزایشی قیمت بالاتری دارند.

انکدرهای انالوگ

انکدرهای چرخشی (رزولور) :

این انکدرها از نوع انالوگ هستند یعنی خروجی انها به صورت سیگنال انالوگ است.تفاوت بزرگ این انکدرها با مدل های قبلی در نوع خروجی آن هاست.

همان طور که در عکس زیر میبینید با اندازه گیری فرکانس ، اختلاف فاز و شمارش نقطه صفر سیگنال ها می توانیم سرعت ، موقعیت و جهت حرکت شفت را بدست می آوریم.

در قسمت دوم مقاله در مورد انکدرهای خطی بحث می کنیم.

همان طور که گفته شد انکدرها در دو نوع چرخشی و خطی بودند. همانند نوع چرخشی ، نوع خطی نیز در دو نوع افزایشی و مطلق هستند.

انکدرهای افزایشی خطی :

این انکدرها همانند انکدرهای چرخشی هستند همان طور که در عکس زیر میبینید با حرکت خطی تجهیز ، انکدربا تجهیز حرکت کرده و یک سری پالس هایی را تولید می کند. به این نوع از انکدر ها خط کش های دیجیتالی نیز گفته می شود.

انکدرهای مطلق خطی :

به طورکلی منظور از مطلق بودن ، خاص بودن کدی است که در هر موقعیت و یا زاویه انکدر به خود اختصاص می دهد.این انکدرها نیز مانند چرخشی مطلق ها هستند.

انکدرهای افزایشی چه از نوع خطی و چه از نوع چرخشی دارای 5 رشته سیم هستند که 2 تا از آن ها تغذیه و 3 تای دیگر خروجی هستند.2 تا از این خروجی ها که با نام های A&B شناخته می شوندپالس هایی تولید می کنند که یکی جلوتر و یا عقب تر از دیگری است که جهت چرخش را به ما می دهد و رشته سوم به ازای هر دور کامل چرخش یک پالس به ما می دهد.

انکدرهای مطلق دارای 6 رشته سیم هستند که 2 تا از آن ها تغذیه و 4 رشته ی دیگر خروجی پالس ها است همان طور که در عکس زیر میبینید این 4 تا پالس با هم یک کد را تولید می کنند که موقعیت ، سرعت و جهت چرخش را برای ما مشخص می کند. این 4 تا خروجی به صورت زوج هستند که اگر زاویه رو به افزایش باشد خروجی مثیت و اگر زاویه رو به کاهش باشد خروجی منفی تولید کد می کند.منظور از خروجی مثبت و منفی یعنی با ازای چرخش راست و چپ یک مثبت ویا در خروجی داریم.