معمولاً این دسته از محصولات که با نام اینکودر در بین مصرف کنندگان معروف هستند، برای تبدیل یک وضعیت زاویه‌ای به کد ساخته شده‌اند. اگر بخواهیم به صورت دقیق‌تری Encoderها را معرفی نماییم باید بگوییم قطعاتی هستند که از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند و در میان آنها معمولاً شفت یا محور نیز به چشم می‌خورد و حرکت را به کدهای دیجیتال یا آنالوگ تبدیل می‌کنند.
بسته به برند تولید کننده و نوع محصولی که مورد استفاده قرار میگیرد، ویژگی‌های اطلاعاتی که می‌توانید از آنها بهره ببرید و دقتشان متفاوت خواهند بود. با بیان این موارد شاید به ذهنتان خطور کرده باشد که اینکودرها شباهت بسیاری از نظر کاربرد به سنسورها دارند؛ بله درست است. اگر بخواهیم از این زاویه به این قطعات نگاه کنیم می‌توان آنها را به نوعی سنسور هم به حساب بیاوریم.
اگر بخواهیم به طور جزئی نحوه کار اینکودر آتونیکس را مورد بررسی قرار دهیم باید بگوییم زمانی که شفت یا محور تعبیه شده در آنها شروع به حرکت می‌کند، بسته به ساختارشان این تحرک را به داده تبدیل می‌کنند و برای انجام محاسبات مختلف در اختیار سیستم می‌گذارند.
به مانند سایر قطعات هر سیستم، داشتن دقت در اندازه گیری و ارائه اطلاعاتی صحیح در آنها از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا هر گونه بی‌دقتی می‌تواند باعث بروز خطایی جبران ناپذیر در عملکرد کلی شود. بنا بر دلایل بیان شده پیشنهاد ما به عزیزانی که به دنبال کیفیت، دقت و طول عمر بالا و مفید هستند استفاده از اینکودرهای آتونیکس است.
اگر بخواهیم در انتهای این بخش به صورت کلی و ساده توضیحی را برای Encoder ارائه کنیم باید بگوییم وسیله‌ای است که وظیفه جمع آوری بازخورد محیطی، تبدیل آن به دیتای قابل استفاده و تحویل دادنش به پردازنده را بر عهده دارد. آیا به دنبال آشنایی بیشتر با موضوع مورد بحث هستید؟ در این صورت تا انتهای این مطلب با گروه صنعتی فانال همراه باشید تا اطلاعاتی مفید و کاربردی را در مورد اجزا تشکیل دهنده، نحوه کارکرد دقیق، کاربردها و دسته بندی‌های موجود و مواردی از این قبیل را به دست آورید.
فن آوری‌های استفاده شده در ساخت اینکودر آتونیکس
فن آوری‌های مورد استفاده در ساخت محصولات معمولاً از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ زیرا از طریق آشنایی با آنها می‌توانید اطلاعات جامع‌تری نسبت به قطعات به کار برده شده، کاربردها و نحوه عملکرد و میزان ضریب خطای ممکن را به دست آورید.
تکنولوژی‌هایی که معمولاً برای ساخت اینکودر آتونیکس استفاده شده‌اند به 4 دسته نوری، مکانیکی، مغناطیسی خارج و روی محور تقسیم بندی می‌شوند. با دو مورد اول در بخش‌های بعدی و به هنگام معرفی انواع محصولات این برند آشنا خواهید شد؛ پس در این قسمت به سراغ تشریح سایر تکنولوژی‌ها می‌رویم.
روتاری اینکودر مغناطیسی روی محور آتونیکس
این فناوری معمولاً از یک آهنربای نئودیمیوم 2 قطبی ویژه متصل به شفت موتور استفاده می‌کند. از آنجا که می‌توان آن را در انتهای شفت ثابت کرد، برای کار با موتورهایی که فقط 1 شفت از بدنه آنها خارج می‌شود گزینه مناسبی به حساب می‌رود. دقت این دسته بندی از محصولات معمولاً بین چند تا زیر 1 درجه متفاوت خواهد بود؛ پس یکی از نکاتی که به هنگام انتخاب گزینه مد نظر باید به آن توجه داشته باشید، این فاکتور است. پس از شاخصه بیان شده نوبت آن می‌رسد تا به سراغ رزولوشن برویم. رزولوشن‌ها می‌توانند به اندازه 1 یا 0.09 درجه (4000 CPR، تعداد در هر چرخش) باشند که بسته به استفاده‌ای که دارید باید قطعه‌ای مناسب را برگزینید.
یکی از مواردی که در گروه اینکودر مغناطیسی روی محور از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد، خروجی نهاییست. اگر درون یابی داخلی در این ابزارها از طراحی ضعیفی برخوردار باشد، خروجی تحریک شده و صحت کاملی نخواهد داشت. برای مواجه شدن با این چالش بهترین اقدام پیش روی شما را می‌توان میانگین گیری نمونه داخلی معرفی کرد.
Encoder مغناطیسی خارج از محور آتونیکس – autonics
در ساخت اینکودر مغناطیسی روی محور از آهنرباهای فریت با پیوند لاستیکی متصل به توپی فلزی استفاده می‌شود. اقدام بیان شده باعث می‌شود تا قابلیت‌هایی مانند انعطاف پذیری در طراحی و هزینه کم برای برنامه‌های کاربردی در دسترس باشند. اگر بخواهیم دلیل وجود چنین وضعیتی را برای شما عزیزان تشریح کنیم باید بگوییم که اقدام بیان شده باعث می‌شود تا قطعه مورد بحث قابلیت برنامه ریزی هر تعداد عرض قطب را بپذیرد؛
بنابراین تراشه می‌تواند در هر موقعیتی که برای برنامه مورد نیاز است قرار گیرد. اگر مشکلی با به کارگیری اینکودرهای نوری آن هم به دلیل محیط مد نظر دارید، بهترین انتخاب پیش روی شما به کارگیری انکودرهای مغناطیسی برند آتونیکس خواهد بود.
انواع اینکودر آتونیکس
انواع اصلی اینکودر آتونیکس نشان‌دهنده آن است که در کل از چه محصولاتی می‌توانید برای رفع نیازهای خود بهره ببرید و پس از انتخاب نوع به سراغ جست و جو در زیر مجموعه‌های آن باید بروید؛ بر همین اساس می‌توان گفت آشنایی با آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. مطلق و افزایشی یا Absolute و Incremental را می‌توان به عنوان دسته گروه‌های کلی برای موضوع مورد بحث معرفی کرد.
موارد بیان شده نشان‌دهنده آن هستند که بر اساس منطق کاری و نحوه عملکرد، شما قادر هستید از محصولاتی با ویژگی‌هایی خاص استفاده کنید. در ادامه و برای آن که اطلاعاتی کامل نسبت به هر یک از دسته‌های بیان شده در اختیارتان قرار دهیم، بخش‌هایی را به هر یک از آنها اختصاص داده‌ایم که توضیحاتی جامع را در دل آنها مشاهده خواهید کرد پس با ما همراه باشید.
Encoder مطلق آتونیکس
دسته اولی که از اینکودرها به معرفی آن خواهیم پرداخت، Encoder مطلق آتونیکس است. اگر بخواهیم در مورد نحوه کار این دسته از محصولات autonics توضیحاتی را ارائه دهیم باید بگوییم که این قطعات زمانی که برق به آنها متصل شود، موقعیت فعلی‌شان را حفظ می‌کنند. قسمتی با نام مونتاژ در دل این اینکودرها قرار دارد که رابطه بین مقدار رمزگذار و موقعیت فیزیکی ماشین کنترل شده در آن تنظیم می‌شود.
برای حفظ دقت موقعیت، سیستم نیازی به بازگشت به نقطه کالیبراسیون ندارد. یک رمزگذار مطلق دارای چندین حلقه کد با وزن‌های باینری مختلف است که یک کلمه داده‌ای را ارائه داده و موقعیت مطلق را در یک چرخش نشان می‌دهد. این Encoder اغلب به عنوان مطلق موازی نامیده می‌شود. بدون شک به هنگام آشنایی با این دسته خاص نام اینکودر چرخشی مطلق چند دور به گوش شما خورده است. برای توصیف ماهیت و نحوه کار آن به صورت خلاصه باید بگوییم قطعه‌ای است که چرخ‌های کد اضافی و دندانه دار در ساختش به کار برده می‌شوند.
یک چرخ با وضوح بالا، چرخش کسری را اندازه میگیرد و چرخ‌های کد که دنده‌ای با وضوح پایین‌تر دارند، تعداد کل چرخش شفت را ثبت می‌کنند. دسته‌های اصلی encoder مطلق شامل چرخشی و multi-turn می‌شوند که به هر یک از آنها به عنوان زیر مجموعه‌های آن بخش‌هایی را اختصاص خواهیم داد.
روتاری اینکودر آتونیکس (اینکودرهای چرخشی آتونیکس)
رمزگذارهای مطلق دیجیتال یک کد منحصر به فرد برای هر زاویه مشخص را از شفت تولید می‌کنند که بسته به ساختار و نحوه کار انواع مختلفی مانند نوری، مغناطیسی، مکانیکی و خازنی دارند.
تا به اینجای مقاله توضیحاتی جسته و گریخته در ارتباط با دسته محصولات موجود ارائه کردیم و حال زمان آن فرا می‌رسد که برای کمک به شما عزیزان در راستای انتخاب قطعه‌ای مناسب به بررسی زیر مجموعه‌های این گروه از Encoderهای پر طرف‌دار و کاربردی بپردازیم. در همین راستا هر یک از موارد بیان شده را در بخش‌های جداگانه توضیح خواهیم داد.
اینکودر روتاری مطلق مکانیکی
اینکودرهای مطلق مکانیکی آتونیکس نوعی خاص از محصولات هستند که با عنوان رمزگذارهای رسانا نیز شناخته می‌شوند. مسیرهای مسی که بر روی PCB حک شده‌اند برای جمع آوری اطلاعات در این نوع از قطعات به کار می‌روند. پس از تشریح کلیاتی در ارتباط با نحوه ساخت Atonix mechanical encoder بدون شک کسب اطلاعاتی در ارتباط با نحوه کار آنها نظر شما را به خود جلب کرده است.
در ارتباط با این موضوع باید بگوییم برای کدینگ، از برس‌هایی استفاده می‌شود که نقاط رسانای بیان شده را لمس می‌کنند. با توجه به توضیحات ارائه شده به دور از انتظار نیست به این نکته پی برده باشید که سایش مکانیکی در ابزارهای مورد بحث اصلی‌ترین عیب آن است؛ اما مقرون و به صرفه بودن و سایر مزیت‌هایش فاکتورهایی هستند که به کارگیری آن را در برخی مصارف مانند مولتی مترهای دیجیتال (رابط‌های انسانی) معقول جلوه می‌دهند.
اینکودر روتاری مطلق نوری autonics
برای آن دسته از افرادی که نمی‌توانند نیازهای خود را از طریق انواع مکانیکی تامین کنند و مشکل اصلی‌شان وجود فرسایش است، استفاده از اینکودرهای نوری آتونیکس جایگزینی بسیار مناسب خواهد بود. ساختار این Encoder به گونه‌ای طراحی شده که به واسطه تابش و بازتاب نور دیتاهای مورد نیاز را جمع آوری می‌کنند.
در ابزار مورد بحث، دیسکی فلزی یا شیشه‌ای قرار دارد که باریکه از آن عبور و به فتودیود می‌تابد. اگر با محیطی سر و کار دارید که گرد و غبار زیادی در آن وجود دارد، Autonics Optical Rotary Encoder گزینه مناسبی برای شما نیست؛ زیرا تقریباً تنها نقطه ضعف دسته بیان شده، به کارگیری محصولاتش در چنین محل‌هایی به حساب می‌رود.
اینکودر روتاری مطلق مغناطیسی آتونیکس
Magnetic encoder از یک سری قطب مغناطیسی برای نشان دادن موقعیت اینکودر آتونیکس به یک حسگر مغناطیسی (معمولاً مقاومت) استفاده می‌کند. سنسور بیان شده موقعیت‌های قطب را خوانده و به صورت کد در میاورد که آن را می‌توان توسط یک دستگاه کنترل کننده مانند ریزپردازنده یا میکروکنترلر برای تعیین زاویه شفت آن هم شبیه به یک رمزگذار نوری خواند.
نوع آنالوگ مطلق این دسته بندی یک کد دوگانه منحصر به فرد تولید می‌کند که قابلیت ترجمه به یک زاویه مطلق شفت را دارد (با استفاده از یک الگوریتم خاص). با توجه به ماهیت ضبط اثرات مغناطیسی، این رمزگذارها ممکن است برای استفاده در شرایطی که انواع دیگر محصولات به دلیل گرد و غبار یا تجمع زباله ممکن است از کار بیفتند، انتخابی بهینه باشند.
نکته دیگری که در ارتباط با تراشه‌های مورد بحث باید به آن اشاره داشت، حساس نبودن آنها نسبتاً به لرزش، ناهماهنگی جزئی یا ضربه دانست. اگر به دنبال موارد استفاده این قطعات هستید، باید بگوییم که معمولاً در ماشین‌های CNC، ربات‌ها و سایر تجهیزات صنعتی به کار برده می‌شوند. در چنین مواردی، اینکودر به عنوان یک دستگاه بازخوردی عمل می‌کند که نقشی حیاتی در عملکرد صحیح تجهیزات خواهد داشت.
موتورهای براشلس نیاز به کموتاسیون الکترونیکی دارند که اغلب تا حدی با استفاده از آهنرباهای روتور با نقش یک Encoder مطلق با وضوح پایین (معمولاً شش یا دوازده پالس در هر دور) اجرا می‌شود. برای آن که به هنگام عمل در زمانی مناسب سیم پیچ استاتور انرژی دهی شود، اطلاعات زاویه شفت حاصل به سرو درایو منتقل خواهند شد.
اینکودر روتاری مطلق خازنی
اینکودر روتاری (چرخشی) مطلق خازنی تقریباً نحوه کاری متفاوتی را نسبت به سایر موارد معرفی شده دارد. در این قطعات ساختار داخلی Encoder از یک دیسک نا متقارن تشکیل شده که با چرخش خود بخش عمده‌ای را از روند کدگذاری بر عهده خواهد داشت. در کنار تراشه بیان شده، الکترودهایی در درون رمزگذار تعبیه شده‌اند که چرخش دیسک باعث تغییر ظرفیت میان آنها خواهد شد.
تا به اینجا شاید تفاوت خاصی میان منطق کارکرد نوع خازنی با سایر دسته‌ها به چشم شما نخورده باشد؛ اینجاست که زمان آن فرا می‌رسد تا به سراغ نحوه اندازه گیری مقادیر مورد نیاز برویم. خروجی نهایی در این محصولات از طریق اندازه گیری و پردازش میزان ظرفیت الکترودها به دست خواهد آمد.
رمزگذار multi-turn مطلق
رمزگذارهای multi-turn یا چند چرخشی مطلق برای آن طراحی شده‌اند که بیش از یک دور را شناسایی و ذخیره نمایند. این دسته از محصولات دارای 3 نوع مختلف هستند که از جمله آنها می‌توان به باتری‌ای، دنده‌ای و خودکار اشاره کرد. نوع اول بیان شده برای آن که به هنگام تشخیص حرکات در انرژی صرفه جویی شود، از یک باتری برای حفظ شمارش استفاده می‌کند.
گروه دوم اساس کاری مکانیکی داشته و برای اندازه‌گیری درون آن چرخ دنده‌ای تعبیه شده که موقعیتش از طریق فناوری‌های مختلف (بسته به نوع محصول تکنولوژی به کار برده شده متفاوت خواهد بود) اندازه گیری می‌شوند. انکودرهای چند چرخشی خودکار ساختاری بسیار پیچیده‌تر و تقریباً بهینه‌تر نسبت به سایر موارد تشریح شده دارند.
در این محصولات از اصل برداشت انرژی برای تولید انرژی از شفت متحرک استفاده می‌کنند که در آن یک حسگر Wiegand برای تولید الکتریسیته کافی به منظور تغذیه رمزگذار و نوشتن تعداد چرخش‌ها در حافظه غیر فرار به کار می‌رود. پس از بیان توضیحاتی کلی پیرامون انواع Multi-turn encoderها زمان آن فرا می‌رسد تا به سراغ راه‌های رمزگذاری موقعیت شفت برویم.
معمولاً در قطعات موجود یکی از روش‌های کدینگ باینری استاندارد، رمزگذاری خاکستری و یا خاکستری تک تراک بوده که تشریح آن در این بخش غیر ضروری و زمان بر است.
اینکودر افزایشی آتونیکس
اگر از سیستمی استفاده می‌کنید که در آن ثبت تغییرات آن هم بلافاصله کاری ضروری به حساب می‌رود، بهتر است به سراغ اینکودرهای افزایشی آتونیکس بروید. نکته‌ای که در مورد این دسته از ابزارها باید به آن اشاره کنیم، عدم ثبت موقعیت مطلق توسط آنهاست. با توجه به توصیفات بیان شده می‌توان گفت، Incremental encoders معمولاً برای نظارت بر سیستم‌ها به کار گیری می‌شوند.
در درون این محصولات معمولاً از حسگرهای مکانیکی، نوری یا مغناطیسی استفاده شده که به هیچ وجه وضوح اندازه گیری را تحت تاثیر قرار نداده و محدود نمی‌کنند. آیا برای شما سوال شده که حداکثر تعداد دوری که این تراشه‌ها می‌توانند ثبت کنند چقدر است؟ در پاسخ به این پرسش باید بگوییم قطعاتی توسط برند آتونیکس تولید شده‌اند که می‌توانند حداکثر 10000 شمارش در دور را انجام دهند.