انواع انکودر ها

برای تعریف انکودر بهترین توضیحی که به ذهن می رسد این است که:

اینکودر وسیله ای است که جهت خروجی در پالس استفاده می شود و برای اندازه گیری جا به جایی از یک نقطه به نقطه دیگر این نوع انکودر در سایزها و ابعاد مختلف با دقتهایی متفاوت ساخته می شود.

روتاری انکودر ها حرکت دورانی یا خطی را به سیگنال دیجیتالی ۰ یا ۱ تبدیل می کنند) بعضی از انکودر ها خروجی آنالوگ ۰ تا ۱۰ ولت و یا ۴ تا ۲۰ میلی آمپر دارند). انکودر ها به انواع انکودر نوری و انکودر مغناطیسی، انکودر خطی (line encoder)، انکودر مطلق، روتاری انکودر افزایشی، اینکودر دوار (Rotary encoder) و انکودر خازنی تقسیم بندی می شوند.

انکودر های خطی:

انکودرهای خطی دارای انواع نوری، مغناطیسی و مقاومتی بوده و برای اندازه‌گیری خطی استفاده می‌شوند. نوع نوری، دارای خروجی دیجیتال و نوع مغناطیسی و مقاومتی دارای خروجی آنالوگ می‌باشند. از این نوع انکودرها در دستگاه‌های پرس برای اندازه‌گیری میزان حرکت طولی پیستون و در غلتک‌ها برای اندازه‌گیری فاصله‌ی طولی بین توپی‌ های غلتک استفاده می‌شود.

انکودر های چرخشی و دورانی:

انکودر دوار یا شافت انکودر Shaft encoder، در واقع یک وسیله‌ی الکترومکانیکی است 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 یا دو جفت LED فرستنده و گیرنده و یک دیسک مدرج (سیاه و سفید یا جای خالی و جای پر) استفاده می‌کند. دیسک مدرج مابین سنسورهای فرستنده و گیرنده قرار دارد و این مجموعه بر روی محور چرخان دستگاه قرار دارد. هنگام چرخش شافت، دیسک درجه بندی‌ شده به همراه شافت می‌چرخد و سنسورهای گیرنده و فرستنده ثابت می‌مانند. در نتیجه سیگنالی که از سمت فرستنده به گیرنده ارسال می‌شود توسط چرخش دیسک به طور متوالی قطع و وصل می‌شود به این صورت ما در ورودی گیرنده یک قطار از پالس‌های متوالی صفر و یک منطقی داریم. 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 می‌شود. هر چه تعداد نقاط سیاه و سفید روی دیسک بیشتر باشد تعداد این صفر و یک‌ های منطقی در یک دوران کامل (۳۶۰ درجه) بیشتر می‌شود و در نتیجه دقت اندازه‌گیری آن افزایش می‌یابد.

انکودر های نوری:

انکودر‌های نوری دقیق‌ترین نوع انکودر‌ها هستند. وقتی یک انکودر نوری را انتخاب می‌کنیم خیلی مهم است که انکودر مذکور حفاظت‌های اضافی برای جلوگیری از آلودگی ناشی از گرد و غبار، لرزش vibration) (و سایر شرایط رایج در محیط‌های صنعتی را داشته باشد.

انکودر های مغناطیسی:

انکودر‌های مغناطیسی با وجود اینکه از انکودر‌های نوری مقاوم‌ترند و اغلب در محیط‌های در معرض آلودگی، بخار، لرزش و سایر انواع تداخل‌های محیطی استفاده می‌شوند ولی قدرت تفکیک (resolution) یا دقت آن‌ها نسبت به انکودر‌های نوری پایین‌تر می‌باشد.

انکودر های خازنی:

انکودر‌های خازنی نسبت به دو مدل قبلی در دنیای صنعت تازه وارد محسوب می‌شوند. انکودر‌های خازنی از نظر نیرومندی مانند مدل‌های مغناطیسی هستند ولی قدرت تفکیک‌پذیری انکودر‌های نوری از انکودرهای خازنی بالاتر است. البته انکودرهای خازنی بدون توجه به نوع تکنولوژی مورد استفاده قابلیت تشخیص حرکت و تبدیل آن به سیگنال‌های استاندارد رایج در صنعت را دارا هستند.

انکودر های افزایشی:

اگر انکودر فقط دارای یک ردیف پالس باشد نمی‌تواند به درستی جهت چرخش را نشان دهد و باید دارای پالس دومی نیز باشد که به این منظور باید یک فرستنده و گیرنده‌ی نوری دیگر به مجموعه اضافه شود. بنابراین در لحظاتی که نمی‌توان جهت چرخش شفت را تشخیص داد (در لحظاتی که هر دو پالس یک منطقی و یا صفر منطقی هستند) نیاز به پالس سومی داریم که این پالس بر اثر یک دور چرخش کامل به وجود می‌آید که به آن پالس فرمان می‌گویند و از آن برای شمارش تعداد دوران نیز استفاده می‌شود.

انکودر های مطلق:

مهم‌ترین ایرادی که بر انکودرهای افزایشی وارد است ذخیره نشدن دایمی پالس‌های شمارش شده است. این نوع انکودر شمارش پالس‌ها را در اکسترنال کانتر Counter External که با کوچکترین اختلالی اطلاعاتش از بین می‌ر‌ود، ذخیره می‌نماید. انکودر با از بین رفتن اطلاعات ثبت شده نمی‌تواند موقعیت صحیح را بدست بیاورد. برای حل این مشکل از انکودرهای مطلق استفاده می‌شود. انکودرهای مطلق دیسکی دارای قطعاتی به صورت دوایر با مرکز یکسان هستند که  که نقطه شروع این دوایر در مرکز دیسک انکودر چرخشی است. چنانچه حلقه به سمت محیط دایره برود هر یک از آن‌ها دارای دو برابر قطعه نسبت به حلقه قبلی و داخلی‌تر خود خواهند داشت اولین حلقه که داخلی‌ترین حلقه‌هاست یک قسمت شفاف و یک قسمت تیره خواهد داشت و حلقه سوم نیز از هر یک از قطعات ۴ قسمت خواهد داشت؛ اگر انکودر دارای ۱۰ حلقه باشد آخرین حلقه یا دورترین آن از مرکز دارای ۵۱۲ قطعه می‌باشد؛ چنانچه هر حلقه از انکودر مطلق دارای دو برابر قطعه از حلقه قبلی خود باشد بین شماره‌ها یک سیستم باینری برقرار می‌شود. در این نوع انکودر به ازای هر حلقه روی دیسک یک منبع نور و دریافت‌ کننده‌ی آن وجود دارد.