انکودر چیست؟

انکودرها یا اینکودرها دستگاه‌هایی هستند که برای تبدیل حرکت یا موقعیت فیزیکی به سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شوند.

 

این انکودرها در صنایع مختلف مانند رباتیک، اتوماسیون صنعتی، ماشین‌آلات CNC و سیستم‌های کنترل حرکتی استفاده می‌شوند

در این مقاله، به بررسی جامع انکودر، عملکرد و کاربردهای حیاتی آن در صنعت می‌پردازیم. انکودرها نقشی اساسی در سیستم‌های کنترل حرکت دارند و اطلاعات مهمی مانند موقعیت، سرعت و جهت را فراهم می‌کنند.

این تجهیزات با تبدیل حرکت مکانیکی به سیگنال الکتریکی، امکان کنترل دقیق فرآیندها را فراهم می‌سازند.

به عنوان مثال، در خط تولید یک کارخانه مواد غذایی، عملکرد صحیح انکودرها برای انتقال بهینه مواد به بخش بسته‌بندی حیاتی است. اختلال در عملکرد انکودر می‌تواند منجر به کاهش سرعت تولید و افزایش هزینه‌ها شود. برای درک کامل اهمیت و انواع مختلف انکودرها، با ما همراه باشید.

انکودرها سنسورهایی هستند که پارامترهای حرکتی مانند زاویه چرخش، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت را تشخیص می‌دهند. این تجهیزات در ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی روی موتور یا عملگر چرخشی نصب می‌شوند. انکودرها با تبدیل حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) به سیگنال الکتریکی، اطلاعات را به واحد کنترل‌کننده، مانند PLC، ارسال می‌کنند. PLC پس از بررسی این فیدبک، فرمان‌های لازم را به عملگرها ارسال می‌کند. شکل ظاهری انکودر چرخشی (روتاری انکودر یا شفت انکودر) ممکن است مشابه موتور باشد، اما برخلاف موتور، انکودر با اعمال برق شروع به چرخیدن نمی‌کند. وظیفه اصلی آن اندازه‌گیری و ارسال اطلاعات حرکت است.

اهمیت استفاده از اینکودر در صنعت

در دنیای صنعتی امروز، کنترل دقیق حرکت، به ویژه در سرعت‌های بالا، از اهمیت بالایی برخوردار است. بسیاری از فرآیندهای تولید به اندازه‌گیری دقیق پارامترهایی نظیر جهت حرکت، موقعیت، جابه‌جایی و سرعت وابسته هستند.

انجام این اندازه‌گیری‌ها توسط انسان، در بسیاری از موارد، دشوار، زمان‌بر یا حتی غیرممکن است. انکودرها به عنوان سنسورهایی حیاتی در صنعت، این نیاز را برطرف می‌کنند. این تجهیزات با تشخیص و اندازه‌گیری دقیق پارامترهای حرکتی مانند زاویه چرخش، فاصله جابه‌جایی و سرعت، اطلاعات حیاتی را برای سیستم‌های کنترل فراهم می‌کنند.

به عنوان مثال، در یک سیستم نوار نقاله که نیاز به جابه‌جایی دقیق اجسام دارد، انکودر می‌تواند موقعیت و سرعت نوار نقاله را با دقت بالا اندازه‌گیری کرده و به PLC ارسال کند. PLC با دریافت این اطلاعات، فرمان‌های لازم برای کنترل دقیق حرکت، مانند توقف در نقطه مورد نظر، را صادر می‌کند.

این دقت بالا در کنترل حرکت، برای عملکرد صحیح سیستم و جلوگیری از خطاهای احتمالی ضروری است. بنابراین، انکودرها نقش کلیدی در افزایش کارایی و دقت سیستم‌های اتوماسیون صنعتی ایفا می‌کنند.

ساختمان داخلی انکودر

انکودر در ساختمان خود دارای قسمت‌های مختلفی است که با دقت بسیار بالایی، پارامترهای حرکتی را تشخیص می‌دهند. این اجزا عبارتند از:

۱- بدنه

۲- منبع نور

۳- دیسک کدگذاری شده

۴- فوتودیتکتور یا آشکارساز

۵- برد الکترونیکی

۶- شفت

کاربردهای انکودر

انکودرها به عنوان ابزارهای کلیدی در صنایع مختلفی که شامل موتورها، پمپ‌ها و توربین‌ها هستند، به کار می‌روند. این دستگاه‌ها برای عملکرد بهینه نیاز به نظارت دقیق دارند. در ادامه، به بررسی چند نمونه از کاربردهای انکودر در صنایع مختلف می‌پردازیم.
1-صنعت نفت و گاز
در فرآیند پمپاژ و انتقال نفت خام از زمین به نفتکش‌ها یا پالایشگاه‌ها، سنسور انکودر برای تشخیص سرعت و جریان دقیق نفت به کار می‌رود. این اطلاعات به سیستم‌های انتقال کمک می‌کند تا کنترل بهتری بر جابه‌جایی مواد داشته باشند.
2-نیروگاه برق
در توربین‌های بادی، سنسور انکودر برای تشخیص و کنترل سرعت چرخش پره‌ها استفاده می‌شود. این فناوری به بهینه‌سازی عملکرد توربین‌ها کمک می‌کند و می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر تولید انرژی داشته باشد.
3-دستگاه اندازه‌گیری و برش
در دستگاه‌های برش که برای برش منظم مواد با طول ثابت طراحی شده‌اند، انکودر نقش حیاتی دارد. به عنوان مثال، هنگامی که مواد خام مانند پارچه یا چوب به دستگاه وارد می‌شوند، انکودر به سیستم کنترل اطلاع می‌دهد که چه زمانی باید تیغه برش عمل کند تا برش دقیقی انجام شود.
4-رباتیک
در سیستم‌های رباتیک، سنسور انکودر موقعیت بازوی ربات را به کنترل‌کننده ارسال می‌کند. این اطلاعات به ربات کمک می‌کند تا حرکات خود را در زوایای مختلف به دقت کنترل کند، به ویژه در کاربردهایی مانند جوشکاری.
این کاربردها نشان‌دهنده اهمیت انکودرها در بهبود کارایی و دقت در صنایع مختلف است.

5-صنایع پزشکی
انکودرها در دستگاه‌های CT Scan برای اندازه‌گیری موقعیت و زاویه دستگاه نسبت به بیمار به کار می‌روند. این اطلاعات به بخش کنترل ارسال می‌شود تا عکسبرداری از ناحیه مورد نظر به دقت انجام شود. این فناوری به بهبود کیفیت تصاویر و دقت در تشخیص کمک می‌کند.

6-جرثقیل
در جرثقیل‌ها، انکودر بر روی الکتروموتورهای دستگاه نصب می‌شود و اطلاعات مربوط به حرکت‌های خطی و چرخشی الکتروموتورها را به کنترلر ارسال می‌کند. این قابلیت به تعیین موقعیت دقیق جرثقیل و بالابرها کمک می‌کند و از ایمنی و کارایی عملیات باربرداری اطمینان حاصل می‌کند.

انواع سنسور انکودر

انکودرها به دلیل تنوع کاربرد و عملکرد، به چندین نوع مختلف تقسیم می‌شوند که معمولاً از سه منظر زیر دسته‌بندی می‌شوند:

• از نظر نوع حرکت و ساختمان
• از نظر نوع تکنولوژی ساخت
• از نظر نوع سیگنال خروجی

انکودرها از نظر نوع حرکت و ساختمان

انکودرها بر اساس نوع حرکت به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• دوار (Rotary): این نوع انکودر برای تشخیص چرخش طراحی شده است.
• خطی (Linear): این انکودر برای تشخیص جابه‌جایی خطی به کار می‌رود.

به‌طور کلی، انکودرهای دوار به دلیل کاربرد گسترده‌تر در صنعت، بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند و در این مقاله نیز تمرکز ما بر روی انکودرهای دوار خواهد بود.

انکودرها از نظر نوع تکنولوژی ساخت

این تجهیزات بر اساس نوع تکنولوژی ساخت به چهار دسته رایج تقسیم می‌شوند:

1. نوری
2. مکانیکی
3. مغناطیسی
4. خازنی

انتخاب تکنولوژی مناسب بستگی به نیازهای خاص هر کاربرد دارد. با این حال، انکودر نوری به عنوان پرکاربردترین نوع در صنعت شناخته می‌شود. در ادامه، به بررسی عملکرد انکودر نوری می‌پردازیم.

انکودر نوری و عملکرد آن

انکودرهای نوری به عنوان دقیق‌ترین و رایج‌ترین نوع انکودرها در کاربردهایی نظیر رباتیک و ماشین‌آلات بسته‌بندی استفاده می‌شوند. عملکرد این انکودرها به شرح زیر است:

این انکودرها شامل یک دیسک کدگذاری شده هستند.

در یک سمت دیسک، یک LED (منبع نور) و در سمت دیگر، یک سنسور گیرنده (فوتودیتکتور) قرار دارد.

با هر بار چرخش دیسک، ارتباط نوری بین LED و گیرنده قطع و وصل می‌شود.

این قطع و وصل شدن ارتباط نوری منجر به تولید یک موج سینوسی در خروجی سنسور گیرنده می‌شود.

موج سینوسی تولید شده به وسیله یک مدار مجذور کننده (برد الکترونیکی) به شکل موج مربعی تبدیل می‌شود.

انکودرها از نظر نوع سیگنال خروجی

انکودرها بر اساس عملکرد و نوع سیگنال خروجی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• افزایشی (Incremental)
• مطلق (Absolute)

انکودر افزایشی چیست؟
انکودر افزایشی (Incremental Encoder) اطلاعاتی درباره موقعیت، زاویه، تعداد چرخش و جهت چرخش تولید می‌کند و با استفاده از یک دیسک نوری، حرکت را به سیگنال‌های پالسی تبدیل می‌نماید. این نوع انکودر به عنوان ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع در نظر گرفته می‌شود و در ارائه فیدبک‌های مربوط به سرعت، جابه‌جایی و تغییرات موقعیت بسیار مؤثر است.
انکودرهای افزایشی به راحتی با کنترلرهای معمولی مانند PLC و PC ارتباط برقرار می‌کنند و به عنوان جزء اصلی در سیستم‌های کنترل صنعتی شناخته می‌شوند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که انکودرهای افزایشی در بسیاری از کاربردهای صنعتی و اتوماسیون مورد استفاده قرار گیرند.

نحوه عملکرد انکودر های افزایشی:

عملکرد انکودرهای افزایشی نوری مبتنی بر تولید رشته پالس در دو کانال A و B است. این دو کانال با ۹۰ درجه اختلاف فاز الکتریکی و مکانیکی از یکدیگر قرار دارند. تعداد این پالس‌ها در هر دور گردش، رزولوشن انکودر را مشخص می‌کند. به عبارت دیگر، هرچه تعداد پالس‌های تولید شده در یک دور (۳۶۰ درجه) بیشتر باشد، محیط دایره به بخش‌های کوچکتری تقسیم می‌شود و امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر حرکات کوچک فراهم می‌گردد. تعداد پالس‌های خروجی به تعداد شیارهای تیره و شفاف روی دیسک انکودر نوری بستگی دارد.

انکودر مطلق یا ابسولوت چیست؟

انکودر مطلق، برخلاف انکودر افزایشی، از الگوی دیسک متفاوتی برای رمزگذاری اطلاعات استفاده می‌کند. در این نوع انکودر، بخش‌های مشخص و منحصر به فردی از دیسک کدگذاری شده‌اند. ساختار انکودر مطلق شامل گیرنده‌های نوری است که در هر لحظه، برخی از آن‌ها فعال (یک) و برخی دیگر غیرفعال (صفر) هستند. این پیکربندی منجر به تولید یک کد باینری منحصر به فرد برای هر موقعیت می‌شود که نشان‌دهنده زاویه دقیق انکودر از ۰ تا ۳۶۰ درجه است. به عبارت دیگر، هر موقعیت روی دیسک انکودر مطلق، یک کد باینری خاص خود را دارد که امکان تعیین موقعیت مطلق را فراهم می‌کند.

نکات کلیدی برای خرید برترین انکودرهای بازار جهانی یعنی انکودر آتونیکس

که فروشگاه سه فاز دات کام ارائه دهنده انواع انکودرهای آتونیکس از 10 الی 8000 پالس به همراه ضمانت اصالت کالا-هولوگرام اصلی و 12 ماه گارانتی – خدمات و پشتیبانی رایگان می باشد.

021-22989300

0921-6794647