انکودرهای مطلق دستگاههای بازخوردی هستند که موقعیت دقیق یک شفت یا قطعه را به صورت کد دیجیتال منحصربهفرد برای هر موقعیت مشخص میکنند. برخلاف انکودرهای افزایشی که جریان پیوستهای از پالسها را تولید کرده و موقعیت را براساس شمارش این پالسها تعیین میکنند، انکودرهای مطلق برای هر موقعیت خاص یک کد دیجیتال منحصربهفرد تولید میکنند. این ویژگی به آنها این امکان را میدهد که موقعیت دقیق را بدون نیاز به مرجعگیری مجدد پس از خاموش شدن یا ریست سیستم تعیین کنند.
اطلاعات تولید شده توسط انکودرهای مطلق معمولاً شامل موقعیت زاویهای یا خطی و در برخی موارد، سرعت حرکت نیز میشود. این نوع انکودرها به ویژه در سیستمهایی که نیاز به دقت و قابلیت اطمینان بالا دارند، مانند رباتیک، ماشینآلات CNC، و تجهیزات پزشکی، مورد استفاده قرار میگیرند. در نتیجه، انکودرهای مطلق به دلیل توانایی آنها در ارائه بازخورد دقیق و قابل اطمینان، به یکی از اجزای کلیدی در سیستمهای کنترلی پیچیده تبدیل شدهاند.
اجزای تشکیل دهنده انکودر مطلق
انکودر مطلق یک دستگاه الکترونیکی است که موقعیت چرخشی یک محور را به سیگنال دیجیتال تبدیل میکند و معمولاً در سیستمهای کنترلی و خودکار استفاده میشود. اجزای اصلی آن عبارتند از:
- دیسک رمزگذار چرخان: این دیسک به محور متصل است و در حین چرخش، الگوهای خاصی از شیارها یا سوراخها را که اطلاعات موقعیت را حمل میکنند، در بر دارد.
- منبع نور: در انکودرهای نوری، منبع نور معمولاً یک LED است که نور را به سمت دیسک رمزگذار ارسال میکند. نور تابیده شده از دیسک به دلیل شیارها و سوراخهای موجود روی آن، به صورت پراکنده یا متمرکز میشود.
- آشکارساز: آشکارساز نور، نور منتقل شده از دیسک را دریافت کرده و به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. این سیگنالها نشاندهنده الگوهای موقعیت روی دیسک هستند.
- تنظیمکننده سیگنال: این بخش وظیفه تقویت، تصفیه، و تبدیل سیگنالهای دریافتی به سیگنال دیجیتال استاندارد را بر عهده دارد که به سیستمهای کنترلی ارسال میشود و موقعیت دقیق محور را مشخص میکند.این اجزا به صورت هماهنگ عمل میکنند تا موقعیت دقیق محور را به صورت دیجیتال اندازهگیری و گزارش دهند.
انکودر مطلق چه کاربردی دارد؟
انکودرهای مطلق در بسیاری از سیستمهای کنترلی و اتوماسیون صنعتی کاربرد دارند. اصلیترین کاربردهای آنها عبارتند از:
- کنترل موقعیت دقیق: در سیستمهای روباتیک و ماشینآلات CNC، انکودرهای مطلق برای کنترل دقیق موقعیت و حرکت قطعات استفاده میشوند. این دقت به ویژه در فرایندهایی که نیاز به تنظیمات ظریف دارند، حیاتی است.
- سیستمهای خودکار: در سیستمهای اتوماسیون، از جمله خطوط تولید و ماشینآلات صنعتی، انکودرهای مطلق برای پایش و کنترل حرکت قطعات به کار میروند و از این طریق عملکرد بهینه سیستم را تضمین میکنند.
- تجهیزات پزشکی: در تجهیزات پزشکی مانند ماشینهای MRI و دستگاههای جراحی رباتیک، انکودرهای مطلق برای موقعیتیابی دقیق و کنترل حرکت استفاده میشوند که به دقت و ایمنی بالاتر کمک میکند.
- سیستمهای انتقال و توزیع انرژی: در توربینهای بادی و دیگر تجهیزات انتقال انرژی، انکودرهای مطلق برای نظارت بر موقعیت اجزا و بهینهسازی عملکرد استفاده میشوند.
- کنترل دور موتور: در سیستمهای محرک و کنترل سرعت موتور، انکودرهای مطلق برای اندازهگیری دقیق موقعیت و سرعت موتور بکار میروند.این کاربردها نشاندهنده اهمیت انکودرهای مطلق در فراهم کردن دقت و قابلیت اطمینان در سیستمهای مدرن است.
نحوه کار انکودر مطلق چگونه است؟
انکودر مطلق با استفاده از یک دیسک چرخان و سیستمهای نوری یا الکترومغناطیسی موقعیت دقیق را اندازهگیری میکند. دیسک روی محور متصل میشود و دارای الگوهای خاصی است که موقعیتهای مختلف را مشخص میکند. منبع نور (در انکودرهای نوری) یا میدان الکتریکی (در انکودرهای مغناطیسی) به دیسک تابیده میشود و نور یا میدان الکتریکی عبوری از الگوهای روی دیسک به سنسور منتقل میشود. سنسور تغییرات نور یا میدان الکتریکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند.
سیگنالهای الکتریکی به یک پردازشگر دیجیتال ارسال میشوند که در نهایت آنها را به کدهای دیجیتال تبدیل میکند. این کدها موقعیت دقیق محور را به صورت عددی و منحصربهفرد مشخص میکنند، بگونهای که هر موقعیت روی دیسک یک کد خاص دارد. بنابراین، انکودر مطلق قادر است موقعیت دقیق و منحصربهفرد محور را در هر لحظه از زمان بدون نیاز به ریست کردن یا مرجعگیری مجدد تعیین کند.
انواع انکودر مطلق
انکودرهای مطلق به دو نوع اصلی نوری و مغناطیسی تقسیم میشوند. انکودرهای مطلق نوری از دیسکهای نوری با الگوهای کدگذاری شده و سنسورهای نوری برای خواندن این الگوها استفاده میکنند. این نوع انکودرها معمولاً دقت بسیار بالایی دارند و در کاربردهایی که نیاز به دقت زاویهای یا خطی بالا دارند، مانند ماشینآلات CNC و تجهیزات پزشکی، استفاده میشوند. در مقابل، انکودرهای مطلق مغناطیسی از دیسکها یا نوارهای مغناطیسی و سنسورهای مغناطیسی برای اندازهگیری موقعیت استفاده میکنند. این نوع انکودرها در محیطهای صنعتی که ممکن است آلودگیهای نوری یا مکانیکی وجود داشته باشد، مانند کاربردهای خودروسازی و رباتیک، بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین، انکودرهای مغناطیسی معمولاً در برابر ضربه و لرزش مقاومتر هستند. مقایسه این دو نوع انکودر براساس معیارهایی مانند دقت، استحکام، و قیمت به کاربران کمک میکند تا بهترین گزینه را برای کاربرد خاص خود انتخاب کنند.
مزایای انکودر مطلق
انکودرهای مطلق مزایای متعددی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب میسازد:
- حفظ موقعیت در خاموشی: انکودرهای مطلق قادرند موقعیت دقیق محور را حتی پس از خاموش شدن دستگاه حفظ کنند. این ویژگی به ویژه در سیستمهایی که نیاز به راهاندازی مجدد دقیق دارند، مهم است.
- دیتا الکترونیک و ذخیرهسازی: این انکودرها توانایی ذخیرهسازی موقعیتها به صورت دیجیتال را دارند که به مدیریت و تحلیل دادهها کمک میکند و از خطاهای ناشی از پردازشهای آنالوگ جلوگیری میکند.
- تنوع در خروجیها: انکودرهای مطلق میتوانند با پروتکلهای مختلف مانند آنالوگ، اترنت، فیلدباس، موازی، و سریال ارتباط برقرار کنند. این انعطافپذیری به راحتی در سیستمهای مختلف قابل ادغام است.
- دقت بالا: با رزولوشنهای بالا، مانند 16 بیت یا 65,536 پالس در هر چرخش، انکودرهای مطلق دقت بسیار بالایی در اندازهگیری موقعیت ارائه میدهند که برای کاربردهایی با نیاز به دقت زیاد ضروری است.
- روشهای اندازهگیری متنوع: این انکودرها میتوانند از تکنولوژیهای نوری یا مغناطیسی برای اندازهگیری استفاده کنند که به انتخاب بهترین روش مناسب برای شرایط خاص محیطی و کاربردی کمک میکند.
این مزایا باعث میشوند خرید انکودر مطلق ، انتخابی ایدهآل برای سیستمهای پیچیده و دقیق باشند.
