کنترل سنسور

کنترل سنسور

انکودر

انکودر

  • انکودر چیست؟ انکودر نوعی سنسور حرکت و موقعیت است که حرکت خطی یا دورانی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و برای اندازه‌گیری سرعت، جهت، زاویه و موقعیت استفاده می‌شود. انواع انکودر شامل مدل‌های افزایشی، مطلق، دورانی، خطی، نوری، مغناطیسی، Single-turn و Multi-turn هستند. در فروش انکودر در کنترل سنسور باید رزولوشن، PPR، نوع خروجی، حداکثر سرعت، نوع شفت، Interface، درجه حفاظت و سازگاری با PLC یا Drive بررسی شوند.
انکودر

انکودر

انکودر چیست؟ انکودر یا Encoder یکی از مهم‌ترین تجهیزات اندازه‌گیری حرکت و موقعیت در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است که حرکت مکانیکی یک محور یا قطعه را به سیگنال الکتریکی قابل پردازش تبدیل می‌کند. این سیگنال می‌تواند برای تعیین موقعیت، سرعت، جهت حرکت، تعداد دور یا مقدار جابه‌جایی در اختیار PLC، کنترلر حرکت، درایو یا سیستم CNC قرار گیرد.

امروزه انواع انکودر در موتورهای صنعتی، سرووموتورها، دستگاه‌های CNC، خطوط تولید، نوار نقاله‌ها، آسانسورها، ماشین‌آلات بسته‌بندی، ربات‌ها و تجهیزات اندازه‌گیری استفاده می‌شوند. انتخاب Encoder مناسب به نوع حرکت، دقت مورد نیاز، سرعت محور، رزولوشن، شرایط محیطی، نوع خروجی و سیستم کنترلی بستگی دارد.

در فروش انکودر در کنترل سنسور باید قبل از انتخاب محصول مشخص شود که سیستم به انکودر افزایشی یا مطلق نیاز دارد، حرکت خطی است یا دورانی، چه تعداد پالس یا چه رزولوشنی مورد نیاز است و خروجی انکودر باید با چه نوع PLC، درایو یا کنترلری سازگار باشد.

انکودر چیست؟

برای پاسخ دقیق‌تر به سؤال انکودر چیست؟ می‌توان گفت انکودر نوعی سنسور موقعیت و حرکت است که تغییر مکان یک بخش مکانیکی را به داده الکتریکی تبدیل می‌کند.

برای مثال اگر یک Encoder روی شفت موتور نصب شود، با چرخش شفت خروجی انکودر نیز تغییر می‌کند. کنترلر با تحلیل این خروجی می‌تواند تعداد دور موتور، سرعت چرخش، جهت حرکت یا موقعیت محور را محاسبه کند.

به همین دلیل Encoder در بسیاری از سیستم‌های Closed Loop یا حلقه‌بسته نقش Feedback Sensor را بر عهده دارد.

نحوه عملکرد انکودر

نحوه عملکرد انکودر به فناوری داخلی آن وابسته است.

در انکودر نوری معمولاً یک دیسک دارای الگوی مشخص میان منبع نور و گیرنده قرار می‌گیرد. با چرخش دیسک، عبور یا قطع نور باعث ایجاد پالس‌های الکتریکی می‌شود.

در انکودر مغناطیسی، تغییر میدان مغناطیسی ناشی از حرکت Magnet توسط عنصر حساس تشخیص داده می‌شود.

در مدل‌های مطلق نیز هر موقعیت دارای یک کد مشخص است و کنترلر می‌تواند موقعیت محور را مستقیماً از اطلاعات انکودر دریافت کند.

بنابراین انواع انکودر از نظر فناوری و نوع خروجی تفاوت زیادی دارند.

انواع انکودر

انواع انکودر را می‌توان از چند جهت دسته‌بندی کرد. مهم‌ترین دسته‌بندی‌ها عبارت‌اند از:

  • انکودر افزایشی
  • انکودر مطلق
  • انکودر دورانی
  • انکودر خطی
  • انکودر نوری
  • انکودر مغناطیسی
  • انکودر تک‌دور
  • انکودر چنددور
  • انکودر شفت‌دار
  • انکودر Hollow Shaft
  • انکودر Through Hollow Shaft

در فروش انکودر در کنترل سنسور شناخت این دسته‌بندی‌ها اهمیت زیادی دارد؛ زیرا هر کدام برای نوع خاصی از ماشین و سیستم کنترل مناسب هستند.

انکودر افزایشی چیست؟

Incremental Encoder یا انکودر افزایشی یکی از رایج‌ترین انواع انکودر است.

این مدل هنگام حرکت محور، مجموعه‌ای از پالس‌های الکتریکی تولید می‌کند. کنترلر با شمارش این پالس‌ها مقدار جابه‌جایی را محاسبه می‌کند.

اگر تعداد پالس تولیدشده در هر دور بیشتر باشد، امکان تشخیص تغییرات کوچک‌تر موقعیت نیز بیشتر می‌شود.

یکی از ویژگی‌های مهم انکودر افزایشی این است که موقعیت معمولاً به‌صورت نسبی تعیین می‌شود. در بسیاری از سیستم‌ها پس از روشن شدن دستگاه لازم است محور به یک Reference یا Home Position منتقل شود تا کنترلر نقطه مبدا را مشخص کند.

انکودر مطلق چیست؟

Absolute Encoder یا انکودر مطلق برای هر موقعیت یک مقدار یا کد مشخص ایجاد می‌کند.

در نتیجه سیستم می‌تواند موقعیت محور را مستقیماً از خروجی انکودر تشخیص دهد.

در بسیاری از کاربردها پس از قطع و وصل برق، Absolute Encoder می‌تواند اطلاعات موقعیت را بدون نیاز به Homing کامل مجدد در اختیار کنترلر قرار دهد؛ البته نحوه نگهداری موقعیت به نوع Single-turn یا Multi-turn و فناوری داخلی مدل وابسته است.

این ویژگی باعث شده است انواع انکودر مطلق در ماشین‌آلات دقیق، ربات‌ها، تجهیزات جابه‌جایی و سیستم‌های کنترل موقعیت کاربرد زیادی داشته باشند.

تفاوت انکودر افزایشی و مطلق

یکی از مهم‌ترین موضوعات هنگام فروش انکودر در کنترل سنسور تفاوت Incremental و Absolute است.

انکودر افزایشی تغییر حرکت را به شکل پالس اعلام می‌کند و کنترلر باید این پالس‌ها را شمارش کند.

انکودر مطلق مستقیماً یک مقدار مرتبط با Position ارائه می‌دهد.

در سیستم‌هایی که پس از خاموش شدن دستگاه نیاز به دانستن سریع موقعیت محور وجود دارد، Absolute Encoder می‌تواند مزیت مهمی داشته باشد.

اما در بسیاری از کاربردهای سرعت‌سنجی، شمارش دور یا کنترل ساده حرکت، Incremental Encoder گزینه اقتصادی‌تر و بسیار رایجی است.

انکودر دورانی

Rotary Encoder برای اندازه‌گیری حرکت دورانی شفت استفاده می‌شود.

این مدل روی محور موتور، گیربکس، رولر، پولی یا سایر اجزای چرخان نصب می‌شود.

انواع انکودر دورانی می‌توانند Incremental یا Absolute باشند.

مهم‌ترین کاربردهای آنها شامل کنترل سرعت موتور، اندازه‌گیری زاویه، تعیین موقعیت شفت و شمارش تعداد دور است.

انکودر خطی

Linear Encoder برای اندازه‌گیری حرکت در مسیر مستقیم استفاده می‌شود.

این تجهیزات در دستگاه‌های CNC، ماشین‌های اندازه‌گیری، خطوط مونتاژ و سیستم‌هایی که موقعیت خطی باید با دقت بالا اندازه‌گیری شود کاربرد دارند.

در یک Linear Encoder معمولاً یک Scale و یک Read Head وجود دارد و با حرکت یکی نسبت به دیگری، موقعیت خطی تعیین می‌شود.

انکودر نوری

Optical Encoder یکی از رایج‌ترین انواع انکودر دقیق است.

در این فناوری معمولاً از LED یا منبع نور، دیسک یا Scale دارای الگو و Receiver استفاده می‌شود.

با حرکت دیسک، نور طبق الگوی مشخص قطع و وصل شده و سیگنال خروجی تولید می‌شود.

انکودرهای نوری می‌توانند رزولوشن بالایی ارائه دهند و در بسیاری از سیستم‌های صنعتی و Motion Control استفاده می‌شوند.

انکودر مغناطیسی

Magnetic Encoder از میدان مغناطیسی برای تشخیص موقعیت استفاده می‌کند.

در این مدل یک Magnet یا الگوی مغناطیسی همراه بخش متحرک قرار دارد و عنصر حساس، تغییر میدان را اندازه‌گیری می‌کند.

این فناوری در محیط‌هایی که آلودگی، گردوغبار یا روغن وجود دارد می‌تواند نسبت به برخی سیستم‌های اپتیکی مزایایی داشته باشد.

البته دقت، رزولوشن و شرایط محیطی باید برای هر مدل جداگانه بررسی شوند.

انکودر تک‌دور

Single-turn Absolute Encoder موقعیت زاویه‌ای را در محدوده یک دور کامل مشخص می‌کند.

پس از تکمیل 360 درجه، مقدار موقعیت زاویه‌ای دوباره در محدوده تعریف‌شده یک دور قرار می‌گیرد.

این نوع برای تجهیزاتی مناسب است که تنها زاویه داخل یک دور اهمیت دارد.

انکودر چنددور

Multi-turn Absolute Encoder علاوه بر زاویه داخل یک دور، تعداد دورهای انجام‌شده را نیز ثبت یا تشخیص می‌دهد.

این ویژگی برای محورهای طولانی، بالابرها، جرثقیل‌ها، سیستم‌های موقعیت‌یابی و تجهیزات جابه‌جایی بسیار کاربردی است.

در فروش انکودر در کنترل سنسور باید مشخص شود پروژه به Single-turn نیاز دارد یا Multi-turn.

انکودر شفت‌دار

Shaft Encoder دارای یک محور خروجی مستقل است که از طریق Coupling به محور دستگاه متصل می‌شود.

در نصب این مدل باید Alignment مناسب رعایت شود تا نیروهای جانبی و ناهمراستایی بیش از حد به Bearingهای Encoder وارد نشوند.

انکودر Hollow Shaft

Hollow Shaft Encoder دارای سوراخ مرکزی است و مستقیماً روی شفت ماشین نصب می‌شود.

این ساختار می‌تواند نیاز به Coupling جداگانه را کاهش دهد.

برای تثبیت بدنه معمولاً از بازوی ضدچرخش یا ساختار Mounting مناسب استفاده می‌شود.

Through Hollow Shaft

در مدل Through Hollow Shaft، شفت ماشین می‌تواند از داخل Encoder عبور کند.

این ساختار برای برخی موتور، رولر و ماشین‌آلاتی که محدودیت فضای نصب دارند بسیار کاربردی است.

در فروش انکودر در کنترل سنسور قطر Hollow Shaft باید دقیقاً با قطر محور مورد نظر تطبیق داده شود.

کاربرد انکودر در موتور

یکی از مهم‌ترین کاربردهای Encoder اندازه‌گیری سرعت و موقعیت موتور است.

انکودر روی شفت موتور یا قسمت مرتبط با محور نصب می‌شود و با دوران موتور پالس یا داده Position تولید می‌کند.

درایو یا PLC می‌تواند از این اطلاعات برای کنترل دقیق‌تر سرعت استفاده کند.

در سیستم‌های Closed Loop، این Feedback کمک می‌کند تفاوت میان مقدار فرمان و حرکت واقعی موتور تشخیص داده شود.

کاربرد انکودر در سرووموتور

Servo System برای کنترل دقیق موقعیت و سرعت به Feedback نیاز دارد.

Encoder یکی از مهم‌ترین تجهیزات Feedback در سرووموتورها است.

درایو سروو موقعیت واقعی موتور را از Encoder دریافت کرده و دائماً آن را با موقعیت فرمان مقایسه می‌کند.

به همین دلیل در سیستم‌های Servo، سازگاری Encoder با Servo Drive اهمیت بسیار زیادی دارد.

کاربرد انکودر در دستگاه CNC

در ماشین CNC باید محل دقیق محورهای X، Y و Z مشخص باشد.

انکودر می‌تواند روی موتور یا سیستم اندازه‌گیری محور نصب شود و اطلاعات لازم را برای کنترل حرکت فراهم کند.

Linear Encoder نیز در برخی ماشین‌های دقیق برای اندازه‌گیری مستقیم موقعیت میز یا محور استفاده می‌شود.

یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از انواع انکودر در CNC دستیابی به کنترل دقیق‌تر موقعیت و حرکت است.

کاربرد انکودر در نوار نقاله

Encoder می‌تواند برای اندازه‌گیری سرعت یا طول حرکت Conveyor استفاده شود.

برای مثال با اتصال انکودر به رولر نوار نقاله، هر دور رولر تعداد مشخصی پالس ایجاد می‌کند.

PLC با شمارش این پالس‌ها می‌تواند مقدار حرکت نوار را تخمین بزند و از آن برای کنترل طول، موقعیت محصول یا هماهنگ‌سازی عملیات استفاده کند.

کاربرد انکودر در بسته‌بندی

ماشین‌آلات بسته‌بندی نیازمند هماهنگی دقیق میان حرکت نوار، کاتر، چاپگر، لیبل‌زن و سایر مکانیزم‌ها هستند.

Encoder می‌تواند موقعیت یا سرعت مکانیزم اصلی را اندازه‌گیری کند و سایر مراحل بر اساس این Feedback همگام شوند.

به همین دلیل انواع انکودر در ماشین‌آلات بسته‌بندی بسیار پرکاربرد هستند.

کاربرد انکودر در آسانسور

در سیستم‌های بالابر و آسانسور، Encoder می‌تواند برای Feedback سرعت و موقعیت موتور یا مکانیزم حرکتی استفاده شود.

انتخاب محصول برای این کاربرد باید بر اساس طراحی سیستم، استانداردهای سازنده و نیازهای ایمنی انجام شود و استفاده از یک Encoder عمومی بدون بررسی مشخصات سیستم مناسب نیست.

کاربرد انکودر در رباتیک

در ربات‌ها، دانستن زاویه و موقعیت Jointها اهمیت بسیار زیادی دارد.

Absolute Encoder و Feedback Encoder می‌توانند برای کنترل موقعیت موتورهای ربات استفاده شوند.

هرچه سیستم به دقت بیشتری نیاز داشته باشد، انتخاب Resolution، Accuracy و Repeatability انکودر اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

کاربرد انکودر برای اندازه‌گیری سرعت

اگر انکودر افزایشی تعداد مشخصی Pulse Per Revolution تولید کند، می‌توان با اندازه‌گیری تعداد پالس در یک بازه زمانی سرعت شفت را محاسبه کرد.

به همین دلیل Encoder در اندازه‌گیری RPM موتور، رولر، گیربکس و تجهیزات چرخان کاربرد زیادی دارد.

کاربرد انکودر برای اندازه‌گیری جهت حرکت

در بسیاری از Incremental Encoderها دو کانال A و B وجود دارد.

این دو کانال نسبت به یکدیگر اختلاف فاز دارند.

کنترلر با بررسی اینکه کدام کانال زودتر تغییر وضعیت می‌دهد می‌تواند جهت چرخش را تشخیص دهد.

این نوع خروجی با عنوان Quadrature نیز شناخته می‌شود.

کانال A و B انکودر

کانال‌های A و B از مهم‌ترین خروجی‌های انکودر افزایشی هستند.

هر دو مجموعه‌ای از پالس‌ها تولید می‌کنند، اما بین آنها اختلاف فاز وجود دارد.

این اختلاف فاز امکان تشخیص جهت حرکت و در برخی کنترلرها افزایش تفکیک شمارش را فراهم می‌کند.

کانال Z چیست؟

برخی Incremental Encoderها علاوه بر A و B دارای کانال Z هستند.

کانال Z معمولاً یک پالس مرجع در هر دور ایجاد می‌کند و با نام Index نیز شناخته می‌شود.

این سیگنال می‌تواند برای Reference، Homing یا تعیین نقطه مشخصی از یک دور استفاده شود.

در فروش انکودر در کنترل سنسور اگر سیستم به Index نیاز داشته باشد، وجود خروجی Z باید در مشخصات محصول بررسی شود.

PPR انکودر چیست؟

PPR معمولاً به تعداد Pulse Per Revolution اشاره دارد.

برای مثال اگر Encoder دارای 1024 PPR باشد، در هر دور محور تعداد مشخصی پالس پایه تولید می‌کند.

اما نحوه شمارش لبه‌ها و تعریف PPR یا CPR می‌تواند میان سازندگان و کنترلرها متفاوت باشد.

بنابراین هنگام فروش انکودر در کنترل سنسور باید تعریف Resolution در دیتاشیت همان مدل دقیقاً بررسی شود.

رزولوشن انکودر

Resolution مشخص می‌کند Encoder تا چه اندازه می‌تواند حرکت را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم کند.

در Incremental Encoder معمولاً رزولوشن با PPR یا تعداد خطوط بیان می‌شود.

در Absolute Encoder ممکن است رزولوشن با Bit مشخص شود.

برای مثال افزایش تعداد Bit در یک Absolute Encoder تعداد Positionهای قابل تفکیک در یک دور را افزایش می‌دهد.

دقت انکودر

Accuracy با Resolution یکسان نیست.

Resolution تعداد موقعیت‌های قابل تشخیص را بیان می‌کند، اما Accuracy مشخص می‌کند مقدار اعلام‌شده تا چه اندازه به موقعیت واقعی نزدیک است.

در فروش انکودر در کنترل سنسور برای ماشین‌آلات دقیق باید هر دو مشخصه به‌صورت جداگانه بررسی شوند.

تکرارپذیری انکودر

Repeatability بیان می‌کند اگر محور چند بار به یک موقعیت مشخص برگردد، Encoder تا چه اندازه مقدار مشابهی ارائه می‌دهد.

در سیستم‌های Positioning و Motion Control، تکرارپذیری خوب می‌تواند برای عملکرد پایدار ماشین اهمیت زیادی داشته باشد.

سرعت مجاز انکودر

Maximum Speed یکی از مهم‌ترین مشخصات انواع انکودر دورانی است.

Encoder باید بتواند سرعت واقعی محور را تحمل کند.

در مدل‌های دارای Bearing، حداکثر سرعت مکانیکی و در Incremental Encoderها حداکثر فرکانس خروجی نیز باید بررسی شود.

انتخاب Encoder با PPR بسیار بالا برای یک شفت بسیار سریع می‌تواند فرکانس خروجی زیادی ایجاد کند که باید با توانایی Input PLC یا Counter سازگار باشد.

فرکانس خروجی

در Incremental Encoder با افزایش سرعت محور یا PPR، فرکانس پالس افزایش پیدا می‌کند.

PLC یا High Speed Counter باید بتواند این فرکانس را دریافت و پردازش کند.

در فروش انکودر در کنترل سنسور باید PPR و حداکثر RPM به همراه Maximum Input Frequency کنترلر بررسی شوند.

خروجی Push-Pull

Push-Pull یکی از انواع خروجی‌های Incremental Encoder است.

این ساختار در بسیاری از کاربردهای صنعتی برای انتقال سیگنال‌های A، B و Z استفاده می‌شود.

ولتاژ تغذیه و سطح منطقی خروجی باید با ورودی دستگاه مقصد هماهنگ باشد.

خروجی Line Driver

Line Driver معمولاً خروجی Differential ایجاد می‌کند.

در این ساختار ممکن است برای هر کانال یک سیگنال اصلی و مکمل مانند A و /A وجود داشته باشد.

انتقال Differential می‌تواند برای کابل‌های طولانی‌تر و محیط‌های دارای نویز مزیت داشته باشد، البته ورودی کنترلر نیز باید از این ساختار پشتیبانی کند.

HTL و TTL

در انکودرهای صنعتی با اصطلاح HTL و TTL نیز روبه‌رو می‌شویم.

این اصطلاحات به سطح و ساختار سیگنال خروجی مربوط هستند.

انتخاب HTL یا TTL باید متناسب با ورودی PLC، Counter یا Drive انجام شود.

در فروش انکودر در کنترل سنسور فقط یکسان بودن تعداد کانال کافی نیست و نوع Electrical Interface نیز باید مطابقت داشته باشد.

رابط SSI

SSI یا Synchronous Serial Interface یکی از رابط‌های متداول در Absolute Encoderها است.

این رابط امکان انتقال مقدار دیجیتال Position به کنترلر را فراهم می‌کند.

تعداد Bit و تنظیمات ارتباط باید با Master سازگار باشند.

CANopen و شبکه‌های صنعتی

برخی انواع انکودر مطلق دارای Interfaceهای شبکه صنعتی هستند.

بسته به مدل می‌توان با رابط‌هایی مانند CANopen، EtherCAT، PROFINET یا سایر پروتکل‌های صنعتی روبه‌رو شد.

این مدل‌ها برای سیستم‌های پیشرفته Motion Control و ماشین‌آلات شبکه‌شده کاربرد دارند.

نوع دقیق پروتکل باید پیش از سفارش مشخص شود.

انکودر با IO-Link

در بعضی کاربردهای جدید، تجهیزات اندازه‌گیری حرکت و Position با IO-Link نیز عرضه می‌شوند.

این رابط می‌تواند انتقال دیجیتال داده و Parameterization را ساده‌تر کند.

اما IO-Link در تمام Encoderها وجود ندارد و باید ویژگی مدل مورد نظر بررسی شود.

نوع اتصال انکودر

Encoderها با روش‌های اتصال مختلف عرضه می‌شوند.

رایج‌ترین آنها عبارت‌اند از:

  • کابل ثابت
  • کانکتور M12
  • کانکتور صنعتی اختصاصی
  • ترمینال یا Connector چندپین

در فروش انکودر در کنترل سنسور باید Pinout کانکتور نیز با کابل و کنترلر مطابقت داشته باشد.

قطر شفت

در Shaft Encoder، قطر شفت یکی از مشخصات مکانیکی بسیار مهم است.

Encoder ممکن است با شفت‌های 6، 8، 10 یا اندازه‌های دیگر تولید شود.

در Hollow Shaft نیز قطر سوراخ باید دقیقاً متناسب با محور ماشین باشد.

استفاده از Adapter یا Coupling باید مطابق توصیه سازنده انجام شود.

Coupling انکودر

برای اتصال Shaft Encoder به محور دستگاه معمولاً از Coupling استفاده می‌شود.

کوپلینگ می‌تواند مقدار محدودی از ناهمراستایی محوری، شعاعی یا زاویه‌ای را جبران کند.

اتصال کاملاً صلب و نامناسب می‌تواند نیروهای اضافی به شفت و Bearing Encoder وارد کند.

IP انکودر

درجه حفاظت IP هنگام فروش انکودر در کنترل سنسور اهمیت زیادی دارد.

در محیط‌های پرگردوغبار، مرطوب یا دارای روغن باید محصولی با Protection مناسب انتخاب شود.

همچنین قسمت شفت، کانکتور و کابل ممکن است شرایط حفاظت متفاوتی داشته باشند و باید دیتاشیت دقیق بررسی شود.

دمای کاری

Encoder باید برای محدوده دمای واقعی محیط انتخاب شود.

دمای بالا یا پایین می‌تواند روی قطعات الکترونیکی، Bearing، Seal و عملکرد داخلی محصول تأثیر بگذارد.

برای محیط‌های سخت صنعتی مدل‌های مخصوص با محدوده Temperature گسترده‌تر وجود دارند.

مقاومت در برابر لرزش و ضربه

انکودر ممکن است مستقیماً روی موتور یا ماشین نصب شود و در معرض Vibration و Shock قرار گیرد.

در چنین کاربردهایی باید مشخصات مکانیکی محصول بررسی شوند.

نوع نصب، کیفیت Coupling و محکم بودن پایه Encoder نیز روی پایداری سیستم تأثیر دارند.

تفاوت انکودر و سنسور سرعت

سنسور سرعت ممکن است تنها اطلاعات مربوط به سرعت حرکت را ارائه کند.

اما Encoder می‌تواند علاوه بر سرعت، اطلاعات مربوط به موقعیت، جهت و جابه‌جایی را نیز در اختیار کنترلر قرار دهد.

در بسیاری از سیستم‌ها خود Encoder برای محاسبه Speed استفاده می‌شود.

بنابراین Encoder یک ابزار Feedback گسترده‌تر برای Motion Control محسوب می‌شود.

تفاوت انکودر و سنسور موقعیت

Encoder در واقع یکی از فناوری‌های اندازه‌گیری موقعیت است.

اما Position Sensor اصطلاح گسترده‌تری است و می‌تواند شامل سنسورهای مغناطیسی، القایی، Magnetostrictive و فناوری‌های دیگر باشد.

در نتیجه تمام Position Sensorها Encoder نیستند، اما بسیاری از Encoderها برای Position Measurement استفاده می‌شوند.

تفاوت انکودر و رزولور

Resolver نیز برای تشخیص زاویه شفت و Feedback موتور استفاده می‌شود، اما ساختار الکتریکی آن با Encoder متفاوت است.

Resolver معمولاً ساختاری الکترومغناطیسی دارد و در محیط‌های سخت و برخی Servo Applicationها استفاده می‌شود.

Encoder می‌تواند نوری یا مغناطیسی باشد و خروجی دیجیتال یا شبکه‌ای متنوعی ارائه دهد.

انتخاب میان این دو به Drive، محیط و نیاز دقت بستگی دارد.

مزایای استفاده از انکودر

انواع انکودر به دلیل امکان دریافت Feedback واقعی از حرکت، نقش مهمی در کنترل ماشین دارند.

مهم‌ترین مزایا شامل موارد زیر هستند:

  • اندازه‌گیری موقعیت
  • اندازه‌گیری سرعت
  • تشخیص جهت حرکت
  • شمارش دور
  • کنترل حرکت دقیق
  • قابل استفاده در Closed Loop
  • مناسب برای Servo System
  • قابل استفاده در CNC
  • تنوع زیاد Resolution
  • وجود مدل‌های Incremental و Absolute
  • عرضه در ساختارهای Shaft و Hollow Shaft
  • قابلیت اتصال به PLC و Drive

محدودیت‌های انکودر

Encoder نیز محدودیت‌هایی دارد.

مدل‌های اپتیکی باید در برابر شرایط محیطی متناسب انتخاب شوند.

در Shaft Encoder نصب و Alignment نامناسب می‌تواند عمر Bearing را کاهش دهد.

در Incremental Encoder از دست رفتن شمارش Pulse یا قطع برق می‌تواند نیاز به Reference مجدد ایجاد کند.

همچنین انتخاب Resolution بسیار بالا بدون توجه به سرعت محور ممکن است فرکانس سیگنال را از توان ورودی کنترلر بیشتر کند.

نکات مهم هنگام خرید انکودر

در فروش انکودر در کنترل سنسور ابتدا باید مشخص شود Encoder افزایشی است یا مطلق.

نوع حرکت خطی یا دورانی باید تعیین شود.

برای Rotary Encoder نوع Shaft، Hollow Shaft یا Through Hollow Shaft بررسی شود.

قطر محور باید دقیقاً مشخص باشد.

در Incremental Encoder مقدار PPR مورد نیاز تعیین شود.

در Absolute Encoder رزولوشن Bit و Single-turn یا Multi-turn بودن بررسی شود.

Maximum RPM باید بالاتر از سرعت واقعی محور باشد.

نوع خروجی مانند Push-Pull، Line Driver، HTL یا TTL باید با کنترلر سازگار باشد.

در مدل مطلق، Interface مانند SSI، CANopen یا شبکه صنعتی باید با سیستم کنترل تطابق داشته باشد.

ولتاژ تغذیه نیز باید بررسی شود.

نوع کانکتور و Pinout اهمیت زیادی دارد.

در محیط‌های صنعتی باید IP Rating، دمای کاری و مقاومت در برابر لرزش بررسی شوند.

در Shaft Encoder باید Coupling مناسب انتخاب شود.

اگر کاربرد بسیار دقیق است، Accuracy و Repeatability علاوه بر Resolution مقایسه شوند.

به همین دلیل فروش انکودر در کنترل سنسور بهتر است بر اساس مشخصات کامل ماشین و شماره فنی محصول انجام شود.

برندهای معروف انکودر

SICK یکی از برندهای شناخته‌شده Encoder در اتوماسیون صنعتی است و مدل‌های Incremental، Absolute و Linear را برای کاربردهای مختلف ارائه می‌کند.

Baumer نیز مجموعه گسترده‌ای از Rotary Encoder و Measuring Encoder در فناوری‌های نوری و مغناطیسی تولید می‌کند.

Pepperl+Fuchs انواع Rotary Encoder افزایشی و مطلق را برای ماشین‌آلات صنعتی عرضه می‌کند.

Kübler از برندهای تخصصی در زمینه Encoder و تجهیزات اندازه‌گیری حرکت است و محصولات متنوع Incremental و Absolute دارد.

HEIDENHAIN در حوزه Encoderهای دقیق، Linear Encoder و Rotary Encoder برای ماشین‌ابزار و Motion Control شناخته شده است.

POSITAL نیز Encoderهای Absolute و Incremental و تجهیزات Position Measurement را برای کاربردهای صنعتی ارائه می‌کند.

OMRON نیز در حوزه Rotary Encoder مدل‌های متنوعی برای سیستم‌های اتوماسیون تولید می‌کند.

در فروش انکودر در کنترل سنسور بهتر است انتخاب برند پس از تعیین رزولوشن، Interface، نوع شفت، سرعت، دقت و شرایط محیطی انجام شود.

جمع‌بندی

انکودر چیست؟ انکودر یک سنسور حرکت و موقعیت است که جابه‌جایی خطی یا دورانی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. کنترلر با استفاده از این اطلاعات می‌تواند موقعیت، سرعت، جهت حرکت یا تعداد دور محور را محاسبه کند.

انواع انکودر شامل مدل‌های افزایشی، مطلق، خطی، دورانی، نوری، مغناطیسی، Single-turn، Multi-turn، Shaft و Hollow Shaft هستند. انتخاب میان این مدل‌ها باید بر اساس نوع حرکت و دقت مورد نیاز انجام شود.

در فروش انکودر در کنترل سنسور باید PPR یا Resolution، نوع Incremental یا Absolute، حداکثر سرعت، نوع شفت، خروجی HTL یا TTL، Line Driver یا Push-Pull، Interface دیجیتال، ولتاژ تغذیه، نوع اتصال، IP Rating و شرایط محیطی بررسی شوند تا Encoder کاملاً با PLC، Drive و ماشین سازگار باشد.