انکودر (Encoder) یا رمزگذار نوعی تجهیز الکترومکانیکی یا حسگری است که به محور گردانی وصل شده و میزان چرخش محور را اندازه‌گیری می‌کند. انکودر با دریافت میزان چرخش به صورت آنالوگ، آن را به صورت پالس و سیگنال در خروجی ارائه می‌دهد که با استفاده از آن می‌توان مواردی مثل جابجایی دورانی، سرعت و شتاب زاویه را اندازه‌گیری نمود. با سام تجهیز همراه باشید.
از آنجایی که امروزه الکتروموتور و محرکه‌های دورانی به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، در بسیاری از کاربردها، اندازه‌گیری سرعت دورانی و یا موقعیت محور دوران مورد نیاز است، که روتاری انکودرها برای پاسخ به این نیاز استفاده می‌شوند.
انکودر چیست؟
انکودر دستگاهی است که برای اندازه‌گیری ویژگی‌های حرکتی نظیر زاویه، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت به کار می‌رود و بر روی موتورها یا مکانیزم‌های چرخشی در دستگاه‌های صنعتی نصب می‌شود. این تجهیز جزو خانواده سنسورها قرار دارد چرا که حرکت مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و اطلاعات مربوط به حرکت (از قبیل سرعت، مسافت و جهت) را به واحد کنترلی مانند PLC ارسال می‌کند. PLC نیز با بررسی این اطلاعات، دستورات مورد نیاز را به عملگرها ارسال می‌کند تا فرآیندهای لازم انجام شوند.
مکانیزم و نحوه کار انکودر
اینکودرهای چرخشی (روتاری انکودر) به طور معمول از نوع نوری هستند و شامل یک صفحه دایره‌ای شیاردارند که به محور یا شافت گردان متصل شده و در یک سمت آن یک فرستنده نوری و در طرف دیگر یک گیرنده نوری قرار داده شده است. با چرخش صفحه و عبور شیارها از مقابل فرستنده نوری، در سمت گیرنده پالس‌های الکتریکی تولید می‌شود.
به بیان دقیق زمانی که نور ارسالی توسط فرستنده از شیارهای چرخنده عبور می‌کند، توسط گیرنده دریافت شده و مقدار ولتاژ خروجی یک می‌شود و زمانی که نور ارسالی به پره‌ها برخود می‌کند توسط گیرنده دریافت نشده و مقدار ولتاژ خروجی در سمت گیرنده صفر می‌شود، به این ترتیب پالس‌های الکتریکی به صورت صفر و یک تولید می‌شوند.
انواع انکودر
انکودرها به دو دسته کلی خطی و چرخشی تقسیم‌بندی می‌شوند. انکودرهای خطی، که اغلب به عنوان خط کش‌های دقیق شناخته می‌شوند، برای اندازه‌گیری حرکات خطی در مسافت‌های کوتاه و با دقت بالا کاربرد دارند. انکودرهای دوار به دو زیرمجموعه اصلی تقسیم می‌شوند:
- انکودرهای ابسولوت (مطلق)
- انکودرهای افزایشی (اینکریمنتال)
همچنین انواع انکودرهای خطی به دو دسته خط کش‌های اهمی و خط کش‌های مغناطیسی تقسیم‌بندی می‌شوند.
انکودرها را می‌توان از 3 جنبه مختلف تقسیم‌بندی نمود:
با توجه به نوع ساختمان
- انکودر خطی
- انکودر چرخشی (دوارنی)
با توجه به عملکرد و ساختمان داخلی
- نوری
- مغناطیسی
- خازنی
با توجه به نوع خروجی سیگنال
- افزایشی
- مطلق
در ادامه به شرح انکودرهای مطلق و افزایشی می‌پردازیم اما پیش از آن لازم است با شمارنده نوری آشنا شویم:
شمارنده نوری
شمارنده نوری شامل یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز است که در دو طرف یک صفحه شیاردار قرار می‌گیرند. با چرخش صفحه شیاردار و عبور شیارهای آن از مسیر دید فرستنده و گیرنده مادون قرمز، در قسمت گیرنده پالسی تولید خواهد شد که با شمارش آن‌ها در یک زمان معین می‌توان سرعت را اندازه‌گیری کرد. در شمارنده نوری فقط مسافت طی شده توسط چرخنده نسبت به موقعیت اولیه و مقدار سرعت چرخش شافت قابل اندازه‌گیری است و نمی‌توان جهت چرخش را مشخص نمود.
انکودر افزایشی
در انکودرهای افزایشی (Incremental Encoder) از یک جفت شمارنده نوری با فاصله مشخص در دو طرف چرخ شیاردار استفاده می‌شود، نحوه قرار گرفتن شمارنده‌ها به گونه‌ای است که با چرخش صفحه چرخنده دو پالس خروجی داریم که با یکدیگر اختلاف فاز ۹۰ درجه دارند و براساس آن می‌توان جهت چرخش را نیز مشخص نمود. انکودرهای افزایشی به دلیل قیمت مناسب و قابلیت تشخیص جهت چرخش، از پرکاربردترین نوع انکودر هستند. دقت این انکودرها بسیار بالا بوده و قابلیت تولید چندین هزار پالس در یک دور کامل را دارند.
انکودر مطلق
ویژگی انکودرهای مطلق یا ابسولوت (Absolute Encoder) این است که موقعیت را به صورت مطلق و بدون وابستگی به نقطه شروع حرکت در اختیار قرار می‌دهد. در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف پلاستیکی یا شیشه‌ای استفاده می‌شود که بخش‌های خاصی از آن سیاه شده‌اند و از چندین فرستنده و گیرنده نوری (تعداد این فرستنده و گیرنده‌ها همان پارامتر تعداد پالس در برگه اطلاعات انکودر است) استفاده می‌شود.
در هر لحظه تعدادی از این گیرنده‌ها صفر و یک را نشان می‌دهند، به این ترتیب یک عدد باینری تولید می‌شود که زاویه بین صفر تا ۳۶۰ درجه را به وسیله آن می‌توان محاسبه نمود. انکدرهای مطلق به دو دسته سینگل ترن (Single-Turn) و مولتی ترن (Multi-Turn) تقسیم می‌شوند. به طور کلی انکودرهای سینگل ترن برای کاربردهای اندازه‌گیری با زاویه کمتر از ۳۶۰ درجه (برای مثال اندازه‌گیری نقطه محوری یک زاویه یا اندازه‌گیری چرخش جزئی یک شافت) استفاده می‌شوند، درحالیکه انکودر مولتی ترن برای کاربردهای انداز‌گیری درجه چرخش و همچنین تعداد چرخش‌ها مناسب هستند.
کاربرد انکودرها
انکودرها برای اندازه گیری سرعت، طول، جهت حرکت، موقعیت و زاویه استفاده می‌شوند و کاربرد گسترده‌ای در دستگاه‌ها و ماشین‌ها دارند که موارد زیر از جمله آن‌هاست:
- شافت الکتروموتورها
- نوارنقاله یا کانوایرها
- اتوماسین کارخانه‌ها
- دستگاه‌های برش و بسته بندی
- آنتن‌ها و تلسکوپ‌ها
- آسانسورها
- ربات‌ها
همچنین انکودرها در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- صنایع هوایی
- صنایع فلزی
- صنایع و تجهیزات حمل و نقل
- صنایع بسته بندی و چاپ
- صنایع نساجی
- صنایع چوب
- صنایع غذایی و آشامیدنی
برخی برندهای معتبر انکودر
