استپ موتور انکودر دار

تعاریف، مفاهیم و نکات راه اندازی استپ موتور انکودر دار

موتور پله ای انکودر دار، مکانیسمی است که برای اندازه‌گیری و گزارش موقعیت و جهت چرخش استپ موتور استفاده می شود. انکودرها برای تعیین موقعیت دقیق و جهت چرخش استپ موتور در پروژه هایی که نیاز به حرکت و کنترل دقیق موتور دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. استپ موتور انکودر دار معمولاً شامل یک سیستم انکودر نوری یا مغناطیسی است که به استپ موتور متصل می‌شود و اطلاعاتی مانند تعداد گام‌ها، جهت چرخش، سرعت و موقعیت دقیق استپ موتور را به کنترلر یا میکروکنترلر ارسال می‌کند. با استفاده از این اطلاعات، می‌توان کنترل دقیق‌تری بر روی استپ موتور داشت و به طور هوشمندانه‌تری برنامه‌های حرکتی و کنترلی را پیاده‌سازی کرد که در مواردی مانند روباتیک، ماشین‌آلات CNC، پرینترها، دستگاه‌های پزشکی و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی کاربرد دارد. در این نوع از استپر موتورها امکان افزایش سرعت نیز وجود دارد، به طوریکه سرعت آن تا 1000 دور بر دقیقه می تواند افزایش یابد

تفاوت استپ موتور معمولی و انکودر دار

استپ موتورهای معمولی و استپ موتورهای با انکودر دارای ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی هستند. در ادامه به تفاوت‌های اصلی بین آنها پرداخته می‌شود:

• دقت حرکت: استپ موتورهای معمولی دارای دقت محدودی در حرکت هستند. هرگاه به آنها پالس می‌دهید، یک گام به اندازه زاویه معینی می‌چرخند، اما دقت آنها به دلیل عدم بازخورد مکانیکی محدود است. از طرف دیگر، انکودر موجود در استپ موتورهای انکودر دار، به آنها امکان ارائه بازخورد مکانیکی در مورد موقعیت و سرعت فعلی را می‌دهد. بدین ترتیب، دقت حرکت و قابلیت کنترل دقیق‌تری در مقایسه با موتورهای معمولی دارند.
• عملکرد در سرعت‌های بالا: با افزایش سرعت، دقت و کارایی استپ موتورهای معمولی کاهش می‌یابد و ممکن است با مشکلاتی مانند افت توان و گرمای زیاد مواجه شوند. اما استپ موتورهای دارای انکودر به دلیل وجود انکودر و بازخورد مکانیکی، این نوع موتورها قادرند تا در سرعت‌های بالا نیز دقت و کنترل مناسبی داشته و عملکرد بهتری ارائه دهند.
• کاربردها: به دلیل هزینه کمتر و کاربرد گسترده‌تر، برای کاربردهایی که نیاز به دقت و کنترل دقیق ندارند، استپ موتورهای معمولی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از سوی دیگر برای کاربردهایی که نیاز به دقت و کنترل بالا دارند، مانند ماشین‌آلات CNC، رباتیک صنعتی، دستگاه‌های پزشکی و دستگاه‌های دقیق، از استپ موتورهای انکودر دار استفاده می‌شوند.

بنابراین، استفاده از استپ موتورهای با انکودر، علاوه بر افزایش دقت و کنترل، می‌تواند به بهبود عملکرد و کارایی در برنامه‌ها و کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند، کمک کند.

همچنین استپر موتور انکودر دار مزایای دیگری نیز دارد که برای نمونه می توان به انجام حرکات متوالی در مدت زمان کم اشاره کرد. این استپر موتور در مقایسه با استپ موتورهای معمولی و سایر استپر موتورها با شیب شتاب گیری بسیار سریعی حرکات متوالی را در زمان کم تری انجام می دهد.

همانطور که می دانید استفاده از انکودر در استپ موتور باعث حلقه بسته (Close Loop) شدن سیستم می شود. استپ موتور انکودر دار با کنترل بازخورد عملکرد موتور، باعث می شود که دستگاه دیگر خطا نداشته باشد و دقت آن تا حد خوبی افزایش یابد. نکته ای که در استپ موتورهای انکودر دار بسیار مهم است، این است که میکرو استپرهای درایور باید بیشتر از دقت انکودر تنظیم شود. اگر این نکته رعایت نشود، چون دقت حرکت استپ موتور کم تر از انکودر می باشد خطای همیشگی در سیستم خود خواهیم داشت. استپ موتورهای انکودر دار معمولا با انکودرهای 1000 پالس تولید می شوند. گاها به برخی استپر موتورها، ایزی سروو هم گفته می شود که در کدگذاری فنی آن با توجه به نوه و سایز موتور و نیز میزان گشتاور تعیین می شود.

برای روشن شدن این مسئله فکر می کنیم که استپ موتور ما هم انکودر 1000 پالس دارد، در این انکودرها با توجه به لبه های پالس A و B حدود 4000 پالس تولید می کنند. برای همین ما باید تعداد استپرها را بیشتر از 4000 تنظیم کنیم که برای مثال 6400 پالس می توانید انتخابی مناسب باشد. نکته بسیار مهم دیگر این است که ما موقعیت خود را فقط از خروجی انکودر چک می کنیم و کاری به پالس های ارسالی درایو به موتور نداریم زیرا امکان خطا در میکرو استپ ها و جود دارد که در حرکت گم می شود.

استپر موتور انکودر دار یا سروو موتور

از مهم ترین سوالاتی که در هنگام آشنایی با استپ موتورهای انکودر دار پرسیده می شود، ارزش خرید آن ها به نسبت سروو موتور می باشد. سروو موتورها از سیستم های پیشرفته ای برای کنترل موقعیت استفاده می کنند که دقت هایی به مراتب بالاتر از استپ موتورها دارند. اما نکته اینجاست که قیمت استپ موتورها تا حد زیادی از سرووها کمتر می باشد. اگر می خواهید به صورت کامل با تفاوت این دو موتور کاربردی آشنا شوید می توانید به بلاگ تفاوت استپ موتور و سروو موتور مراجعه نمایید. به طور کل در پروژه هایی که کنترل موقعیت انجام می شود و هزینه تمام شده به نسبت دقت از اهمیت بیشتری برخوردار است بهترین انتخاب استپر موتور انکودر دار می باشد.

نکته قابل توجه دیگر در مورد این دو موتور این است که سروو موتورها به همراه درایور مخصوص خود به فروش می رسند اما درایور استپ موتورهای انکودر دار می تواند ورودی پالس انکودر داشته باشد و یا می تواند نداشته باشد. در واقع می توان کنترل بازخورد عملکرد موتور را به کمک کنترلر خارجی مثل PLC انجام داد. در هنگام انتخاب درایور استپ موتور انکودر دار، حتما به درایور مخصوص با بازخورد انکودر دقت فرمائید. در درایورهای استپ موتور انکودر دار، حرکت نرم تر خصوصا در سرعت های پایین و خنک کار کردن موتور را شاهد هستیم زیرا میزان جریان موتور متناسب با بار است (بر خلاف درایوهای استپر موتور معمولی که دارای جریان ثابتی هستند).

کاربردهای استپ موتور انکودر دار

این نوع از استپ موتورها کاربردهای فراوانی دارند اما دو نمونه از مواردی که مورد استفاده قرار می گیرند، به صورت زیر است:

• سنکرون کردن حرکت سیستم های با دو موتور یا بیشتر در یک محو؛ به این صورت که پالس انکودر موتور اول به درایور موتور دوم متصل می شود و محور را به صورت کاملا دقیق حرکت می دهد.
• بین صنعت گران اشتباهی مصطلح شده است آن هم این است که استپر موتور انکودر دار سرعت بیشتری دارد. که کاملا غلط نیست ولی بهتر است به صورتی دیگر بیان شود. از آنجا که استپ موتورها با دور پایین می چرخند و در دورهای بالا معمولا خطا دارند، این استپ موتور می تواند در سرعت های بالا بدون خطا کار کند و سرعت بالاتری لزوما ندارد. زیرا انکودر متصل خطای آن را پوشش می دهد.