انکودر

انکودر (Encoder) چیست؟

انکودر که ترجمه فارسی آن رمز گذار میباشد در واقع یک تجهیز الکترومکانیکی است که حرکت یک جسم را به یک کد دیجیتال (0-1 Pulse) یا آنالوگ (4-20mA or 0-10V) تبدیل میکند 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 از لحاظ ساختمان در دو نوع خطی (Linear encoder) و چرخشی (Rotary encoder) 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 دستگاههایی مثل دستگاه پرس برای اندازه گیری میزان حرکت طولی پیستون جک ، غلتکها 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 میکند. این نوع انکودر به طور معمول از یک با 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 پالسهای متوالی صفر و یک منطقی خواهیم داشت. این پالسها همان کدهایی هستند که انکودر تولید میکند 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 دکودر داده شده است این پالسها تبدیل به می شود. هر چه تعداد نقاط سیاه و سفید روی دیسک مدرج بیشتر باشد تعداد این صفر و یک های منطقی در یک دوران 360 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. همانطور که در شکل پایین ملاحظه میکنید در لحظاتی هر دو پالس یک منطقی و در لحظاتی صفر منطقی هستند بنابر این در این لحظات نمیتوان جهت چرخش شفت را تشخیص داد بنابر این 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 میگویند و از آن برای شمارش تعداد دوران نیز استفاده می شود.

شكل بالا نمونه هائي از مجموعه پالس B,A و پالس فرمان را نشان مي دهد اگر مجموعه پالس Aقبل از پالس B وجود داشته باشد شفت در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد ولي اگر پالس Bزودتر از پالس A وجود داشته باشد شفت در جهت عكس عقربه هاي ساعت مي چرخد و پالس Cبه علت چرخش به وجود می آید و همانطور که ملاحظه پالس C با پالس B مچ شده است و جهت چرخش بر این مبنا تعیین می شود. چنانچه از انكودر افزايشي مشروط به يكي از پالسها استفاده شود بايد از home switch همراه با آن استفاده كرد براي اطمينان از اينكه انكودر واقعا با نقطه شروع به كار فيكس (تنظيم) باشد.

انکودر مطلق (Absolute encoder) :

يك اشكال بزرگ انكودرهاي افزايشي اين هست كه شمارش پالسهاي آن در يك ميانگير يا اكسترنال كانتر (Counter External) ذخيره مي شود. اگر برق قطع شود و يا به هر حال اختلال پيدا كند شمارش گم خواهد شد ( نقطه صفر براي دستگاه به هنگام راه اندازي مجدد كم يا تعريف نشده است) اين بدان معناست كه چنانچه قدرت را از يك ماشين الكتريكي با انكودري كه داراي چرخاننده الكتريكي است بگيريم حال به هر دليلي كه ممكن است به خاطر تعميرات يا هر شب بعد از ساعات كاري باشد ديگر انكودر موقعيت صحيح را نخواهد دانست. براي حل اين مشكل از انكودرهاي مطلق استفاده مي شود كه در اين صورت ماشين هميشه موقعيتش را خواهد دانست. در انکودر مطلق دیسکی که دارای چندين گروه از قطعات به فرم دايره هاي متحدالمركز نقطه شروع دايره هاي متحدالمركز در مركز ديسك انكودر چرخشي است استفاده می شود. چنانچه حلقه به سمت محيط دايره برود هر يك از آنها داراي دو برابر قطعه نسبت به حلقه قبلي و داخلي تر خود خواهند داشت اولين حلقه كه داخلي ترين حلقه هاست يك قسمت شفاف و يك قسمت تيره خواهد داشت و حلقه سوم نيز از هر يك از قطعات 4 قسمت خواهد داشت اگر انكودر داراي 10 حلقه باشد آخرين حلقه يا دورترين آن از مركز داراي 512 قطعه مي باشد چنانچه هر حلقه از انكودر مطلق داراي دو برابر قطعه از حلقه قبلي خود باشد بين شماره ها يك سيستم باينري برقرار مي شود. در اين نوع انكودر به ازاي هر حلقه روي ديسك يك منبع نور و دريافت كننده آن وجود دارد.

برای مثال، اگر بر روی یک دیسک 8 ترک وجود داشته باشد، این انکودر قادر به تولید 256 پوزیشن مجزا و یا با وضوح زاویه ای از 1.406 درجه (360/256) است. رایج ترین انواع رمزگذاری عددی مورد استفاده در رمزگذار مطلق کدهای خاکستری و باینری است.

Decimal code	Rotation range (deg.)	Binary code	Gray code
0	0-22.5	0000	0000
1	22.5-45	0001	0001
2	45-67.5	0010	0011
3	67.5-90	0011	0010
4	90-112.5	0100	0110
5	112.5-135	0101	0111
6	135-157.5	0110	0101
7	15.75-180	0111	0100
8	180-202.5	1000	1100
9	202.5-225	1001	1101
10	225-247.5	1010	1111
11	247.5-270	1011	1110
12	270-292.5	1100	1010
13	292.5-315	1101	1011
14	315-337.5	1110	1001
15	337.5-360	1111	1000

کدهای چهار بیتی خاکستری و باینری

انکودر

مطالب مشابه :

قطار مسافری اهواز قم راه اندازی شد

کوه رباط لرستان (22/2/84)

مشهد تا بهبهان

انکودر

سفری به خوزستان

عکسهای صعود به قله توچال

فاجعه در دریاچه ی سد کارون 3- برگرفته از سایت تابناک

بازدید از بناهای تاریخی و مناطق گردشگری و تفریحی مسیر اهواز ، رامهرمز ،ایذه و شهرکرد

برگزاری همایش بختیاری ها در دشت ذیلائی