معرفی انواع کارت های انکودر و کاربرد آنها:
انکودر که به آن رمز نگار هم گفته می‌شود نوعی از حسگرهای مکانیکی بوده که سیگنال‌های دیجیتالی را در پاسخ به حرکت از خود ساطع می‌کند. بنابراین می‌توان آن را دستگاهی الکترومکانیکی دانست. از این تجهیز به‌منظور کنترل سیستم حرکت و ثبت و انتقال اطلاعات موقعیتی و جهت و سرعت استفاده کرد. از این تجهیزات برای اندازه‌گیری چندین پارامتر مختلف در یک شی استفاده می‌کنند. با توجه به‌موارد کاربردی این تجهیز بر آن شدیم تا در مقاله‌ای با همین عنوان به اینکه انکودر چیست و انواع و کاربردهایی که انکودر در صنعت دارد بپردازیم.
مطلب مرتبط: انکودر (Encoder) چیست؟
انکودر چیست؟
این تجهیز با هدف ارائه‌دادن بازخوردهایی در خصوص حرکت در اجسام مختلف به سیستم‌های کنترل کننده که عموما در اتوماسیون‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد به‌کار گرفته می‌شود. با اطلاعات ارائه شده به وسیله این تجهیز سیستم کنترلی قادر است تا پی ببرد آیا شی مورد نظر بر اساس پیشبینی‌ها و در مسیر و جهت درستی در حرکت است یا خیر.
بر اساس این داده‌ها تنظیمات لازم روی شی هدف نیز صورت می‌گیرد. برای درک بهتر موضوع با مثالی ابعاد مختلف آن را مشخص خواهیم کرد. فرض کنید که دستگاه برش باید در طول‌های یکسان برش‌هایی را روی پارچه ایجاد کند. بر اساس حرکت نقاله تجهیز تعیین می‌کند که آیا پارچه در موقعیت مناسبی برای برش قرار دارد یا نه. بسیار ضروری است تا برش در بازه‌ی زمانی درست و بر نقطه مورد نظر روی پارچه قرار گیرد. در این زمان از انکودر برای اندازه‌گیری و تعیین محل درست قرار گیری پارچه استفاده می‌کنند.
حتما بخوانید:
پی ال سی (PLC) چیست؟ کاربرد آن
انواع مختلف انکودر چیست؟
پارامترهای مختلفی وجود دارند که این تجیهزات را بر اساس آنها می‌توان طبقه‌بندی نمود. اما از بین این پارامترها یکی از اصلی‌ترین گروه‌بندی‌ها بر اساس نوع حرکت تجهیز است. از این رو می‌توان انواع مختلفی از انکودر را مشخص نمود که عبارتند از:
1- انکودر خطی:
در این نوع از یک مبدل استفاده شده تا فواصل بین دو نقطه را برآورد و اندازه‌گیری نماید. نوع خطی از برخورد با جسم در مسیر خطی برای شناسایی موقعیت ان استفاده می‌کند. چنانچه این فواصل طولانی باشند از کابل و اگر کوتاه باشند از میله برای اندازه‌گیری استفاده می‌شود.
در نوع طولانی یک کابل در حد فاصل بین تجهیز و جسم مورد نظر قرار خواهد گرفت و با تغییر مکان پیدا کردن جسم مبدل‌های تعبیه شده در تجهیز داده‌ها را جمع و ثبت کرده و سپس از طریق سیگنال‌های خروجی که می‌توانند آنالوگ و یا دیجیتال باشند به نمایش می‌گذارد.
2- انکودر چرخشی:
بازخوردهای مربوط به اجسام در حال چرخش و یا دستگاه‌هایی با حرکت چرخشی از طریق این نوع اندازه‌گیری و سنجیده می‌شوند. موقعیت زاویه‌ای در جسم از طریق انکودر چرخشی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت و به داده‌هایی از جنس آنالوگ و یا دیجیتال بدل می‌گردد. سیستم کنترلی از طریق این داده‌ها قادر خواهد بود تا سرعت و موقعیت شفت در موتور یا هر جسم هدف دیگری را تعیین کرده و بر اساس آن اقدامات لازم و دستورات ضروری را اعمال نماید.
به‌همین دلیل در اتوماسیون‌های صنعتی از این قطعه استفاده می‌شود. در این تجهیزاتی گاهی از اوقات شفت و در پاره‌ای از اوقات نیز سوراخ‌هایی تعبیه می‌کنند. بنابراین این امکان فراهم است تا روی محور چرخان موتورها نصب شوند. البته تنوع در نوع سوراخ دار بسیار بیشتر بوده و در ابعاد و با ویژگی‌های متفاوتی ساخته و ارائه می‌شوند. همچنین برای استفاده در برنامه‌هایی برای طراحی ماشین آلات نیز مناسب هستند. قطعاتی به نام فلنچ نیز در کنار انکودر به کار می‌روند تا از چرخش همزمان این قطعات با محور موتور پیشگیری بعمل آید.
3- انکودر زاویه‌ای:
این نوع از نظر ساختاری و عملکرد شباهت زیادی با نوع چرخشی دارند چرا که در هر دو بر روی حرکت‌های چرخشی نظارت و ارزیابی صورت می‌گیرد. اما نوع زاویه‌ای از دقت بالاتری نسبت به نوع چرخشی برخوردار است و همین وجه تمایز اصلی این دو از یکدیگر است.
4- انکودر مطلق:
در این نوع سیگنال‌های خروجی که به‌وسیله تجهیز صادر می‌شوند تبدیل به گروهی از بیت‌های دیجیتالی شده و موقعیت خاصی از شی مورد نظر را نشان خواهند داد. در این نوع اگر قدرت نیز از بین برود امکان شناسایی مکان جسم وجود دارد چرا که در هر شرایطی سیگنالی دیجیتالی و خاص وجود خواهد داشت. هر دو نوع خطی و چرخشی از انکودر در حالت مطلق وجود دارند. نوع مطلق خود دارای زیر شاخه‌هایی است بنام:
- تک دور
- چند دور
که نوع تک دور اطلاعات هر دور چرخش را ارائه می‌کنند اما نوع چند دور در تعداد زیادی از چرخش‌ها اطلاعات دقیقی را بویژه در خصوص مکان شفت ارائه می‌دهند. در برنامه‌ها و سیستم‌های کنترلی که دانستن موقعیت دقیق یک جسم اهمیت زیادی دارد از این نوع مطلق استفاده می‌گردد. البته در مواقعی که ماشین آلات برای ساعات زیادی فعالیت ندارند و یا سرعت حرکت در آنها پایین است نیز از نوع مطلق این تجهیز استفاده می‌شود.
5- انکودر افزایشی:
این نوع از شیوه‌های ساده‌تری استفاده می‌کند تا شمارش حرکت را اندازه‌گیری نماید. برای تعیین موقعیت جسم از شمارش تعداد دفعات ضربه بهره‌برده می‌شود و در واقع با استفاده از پالس‌های ارسالی موفق به موقعیت‌یابی جسم هدف خواهد شد. اما مشکلی که در این نوع انکودر وجود دارد این است که اگر قدرت از بین برود هیچ راه تشخیصی منحصر به فردی برای پیدا کردن و تعیین موقعیت مکانی جسم هدف وجود نخواهد داشت.
در واقع این نوع قادر به تعیین حرکت‌های نسبی در جسم هدف هستند در حالی که نوع مطلق مکان نقطه‌ای جسم هدف را با استفاده از کد سیگنال‌های منحصر به فرد مشخص می‌کند. گروه صنعتی سپیانی یکی از گروه‌های موفق در کشور در زمینه ارائه تجهیزات و اتوماسیون‌های صنعتی بشمار می‌رود. همچنین در صورت تمایل به راه اندازی خط تولید میتوانید با مهندسین و مشاورین گروه صنعتی سپیانی تماس گرفته و خدمات و اطلاعات مورد نیاز خود را دریافت کنید.
تا اینجا به‌معرفی انواع این تجهیز بر اساس نوع حرکتی که اندازه‌گیری می‌کنند پرداختیم. اما انواع دیگری از دسته‌بندی‌ها نیز وجود دارد که بر مبنای نوع سنسور و حسگری که در این تجهیزات بکار رفته‌است می‌باشد.
انواع سنسورهای انکودر و فناوری آنها:
در ساخت این تجهیزات اندازه‌گیری مکانی از فناوری و تکنولوژی‌هایی استفاده می‌شود که متفاوت از هم هستند. از مرسوم‌ترین انوع این فناوری‌های بکار رفته در این تجهیزات می‌توان به:
- فناوری نوری
- فناوری لیزری
- فناوری خازنی
اشاره نمود.
1- انکودر نوری:
نوع نوری نسبت به دیگر انواع این تجهیز دارای دقت بالاتری است. در این نوع از یک منبع نوری مانند LED استفاده می‌شود. همچنین یک دیسک گردان که دارای خطوط و شکاف‌هایی مات است در یک الگوی متناوب در آنم تعبیه شده که با عبور نور از آن حسگری که در سمت دیگر آن نصب شده فعال گردد.
بعد از اینکه سنسور موفق به تشخیص نور شد سیگنال‌ایی از خود منتشر کرده و این سیگنال‌ها به کمک یک مدار الکتریکی به تبدیل به پالس‌هایی می‌شود که بر اساس تعداد آنها می‌توان موقعیت مکانی جسم هدف را تعیین نمود. این داده‌ها به سیستم کنترل کمک می‌کند تا محورهای چرخشی جسم را تعیین کرده و بر اساس آن برنامه ریزی‌های لازم را انجام دهد.
2- انکودر مغناطیسی:
این نوع از شار مغناطیسی برای تعیین کردن موقعیت و نوع حرکت جسم هدف کمک می‌گیرند. این نوع از یک دیسک مغناطیسی ساخته‌شده‌است که قطب‌هایی مغناطیسی در امتداد آن قرار داده شده‌اند. سنسوری در مجاورت این دیسک تعبیه شده است که در زمان چرخیدن دیسک و تغییر یافتن میدان مغناطیسی ارسالی قادر به تشخیص موقعیت مکانی آن است. سیگنال‌هایی که در این نوع انکودر ارسال می‌شود نیز به‌کمک مدار کنترل تبدیل به‌پالس‌هایی مربعی شده و در اختیار سیستم کنترلر قرار می‌گیرد.
3- انکودر خازنی:
این نوع از فناوری‌های جدیدتری برای ساخت استفاده می‌کنند. مبنای عمل در این مدل سنجش تغییر یافتن ظرفیت خازنی به‌کمک سیگنال‌های مرجعی است که در فرکانس بالا صادر می‌شوند. نوع خازنی خود از مدل‌های مختلفی دیگری نیز تشکیل شده است. بعنوان مثال نوع خازنی دوار از سه بخش مختلف برای فعال شدن و ارسال سیگنال بهره می‌گیرد. روتور- فرستنده ثابت و گیرنده ثابت سه بخش مورد نظر هستند.
انکودر چهارگانه چیست؟
انکودرهای تک کاناله برای تشخیص حرکت مفید هستند اما قادر به تعیین جهت حرکت نیستند. مثلا انکودرهای چرخشی قادرند تا حرکت در عقربه‌های ساعت را تشخیص دهند اما قادر به تعیین جهت این حرکت نیستند. در حقیقت خروجی در این تجهیزات تنها قادر به شناسایی اندازه حرکت است و نه جهت آن.
برای رفع این مشکل باید از نوع چهار گانه آن استفاده گردد. نوع چهارگانه از دو کانال مجزای خروجی ساخته‌شده‌است و سیگنال‌های خروجی تولید شده توسط آنها خراج از فاز می‌باشد. همین موضوع این امکان را برای انکودر ایجاد می‌کند تا از تفاوت بین فازهای ارسالی جهت حرمت را نیز مشخص نماید.
شیوه کنترل انکودر چگونه است؟
شفتی روی این تجهیزات نصب شده که بوسیله آن می‌توان تجهیز را کنترل نمود. این شفت با بخشی به‌هاب که در داخل انکودر قرار دارد در تماس قرار گرفته‌و همین تماس در زمان چرخش شفت موجب خواهد شد تا دیسک نیز به همراه دو خط شفاف و مات خود به چرخش درآید.
در مدار آن از یک LED استفاده شده است و یک دیود فتوالکتریک نیز سیگنال‌ها را به‌پالس تبدیل و بعد به کاربر منتقل می‌نماید. سرعت شفت نیز ارتباط مستقیمی با سرعت چرخش در دیسک دارد.
از انکودر در چه مواردی استفاده می‌کنند؟
چنانچه در مواردی نیاز باشد تا بازخوردهایی از موقعیت و یا سرعت و جهت و فاصله جسمی تعیین و ثبت گردد از انکودر استفاده می‌شود مانند:
- ماشین برچسب زنی
- رباتیک
- تجهیزات پزشکی
- ماشین مونتاژ
- چاپگر
- آزمایش ماشین آلات صنعتی
- تجهیزات CNC
- منسوجات
- بازخورد موتور
- ماشین حفاری
- بسته‌بندی
- سیستم نشانگر
که همگی از استفاده‌های انکودر هستند.
صنایع و بخش‌های نیازمند به انکودر کدامند؟
در شمار زیادی از برنامه‌های کاربردی در صنعتی به این تجهیزات نیاز هست. صنایعی از قبیل:
1- در سنسورهای حرکت مکانیکی بکار رفته‌در خودرو از انکودر استفاده می‌شود.
2- لوازم و تجهیزات الکترونیکی که در بسیاری از ادارات مورد استفاده قرار می‌گیرد نظیر اسکنر و پرینتر و رایانه‌ها نیز از این تجهیز استفاده می‌کنند.
3- در تجهیزات بسته‌بندی و برچسب زنی در صنایع از این تجهیزات پر کاربرد در سطح وسیعی استفاده می‌کنند. البته موارد استفاده از انکودر در صنعت فراتر از این چند مورد می‌باشد.
4- در پزشکی در اسکنرها و میکروسکوپ‌ها و نانوسکپی‌های مورد استفاده از این تجهیزات استفاده می‌شود.
5- در آنتن‌های مکان یاب مورد استفاده در صنایع نظامی نیز از این تجهیز استفاده‌شده‌است.
6- تجهیزات و ابزارهای علمی نیز برای تعیین موقعیت مکانی و سرعت و جهت اجسام مثلا در تلسکوپ‌های رصد خانه از انکودر استفاده می‌کنند.
مطالب مرتبط:
مزیت‌های استفاده از انکودر چیست؟
این تجهیزات بسیار قابل اطمینان بوده و اطلاعات بدست آمده‌از طریق آنها قابل استناد و استفاده در برنامه‌ریزی‌های لازم است. از طرفی هزینه بسیار کمی نیز در بر دارند . این مزیت نیز به استفاده بیشتر از این تجهیزات برای سنجش موقعیت مکانی اجسام شده‌است. همچنین در ساخت آنها از فناوری‌های پیشرفته‌و دقیق نوری و دیجیتالی استفاده‌شده‌است. از نظر ابعاد و اندازه نیز بسیار کم حجم بوده و جاگیر نیستند. از طرفی در برنامه‌های موجود در سیستم کنترل مورد استفاده نیز می‌توان از انکودر استفاده کرد.
سخن آخر:
در این مقاله دریافتیم که انکودر چیست. انکودر ابزاری است برای اندازه‌گیری کردن پارامتر موقعیت مکانی اجسام مورد نظر و استفاده از این اطلاعات برای کنترل سیستم تحت نظارت در اتوماسیون‌ها به همین دلیل دارای انواع مختلفی است که بتواند انواع مختلفی از پارامترهای حرکتی را به شیوه‌های متفاوت اندازه‌گیری و ثبت نماید.
جهت خرید انواع انکودر میتوانید به فروشگاه ما مراجعه فرمایید. همچنین برای دریافت اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید از طریق واتس اپ و نیز فرم درخواست مشاوره با ما در تماس باشید.
ممنونم بسیار عالی بود
سپاس از توجه شما