انکودر

انکودر چیست؟ نکات خرید انکودر مناسب

انتخاب انکودر مناسب یکی از چالش های جدی در ساخت دستگاه و ماشین آلات صنعتی می باشد. انکودر زیر مجموعه خانواده سنسورها می باشد، زیرا حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و بازخورد پارامترهای حرکتی (سرعت، مسافت، جهت و …) را به واحد کنترل‌کننده مانند PLC می‌فرستند، PLC بعد از بررسی بازخوردها، فرمان‌های لازم را به عملگرها ارسال می‌کند. با توجه به اهمیت بالای انکودرها در دستگاه ها و همچنین صنایع، پیشنهاد می شود که همیشه از بهترین و گران ترین آنها استفاده شود، زیرا خرابی و ایراد در آن ها می تواند ضرر و زیان های بسیاری به سیستم تحمیل کند.

وظیفه اصلی انکودر گرفتن بازخورد از حرکت و کنترل موقعیت، جهت، مسافت، زاویه چرخش و سرعت حرکت است. نوعی سنسور تماسی است که میزان حرکت را ثبت کرده و به صورت کد گذاری شده، بازخورد ارسال می کند و برای سیستم های کنترل حلقه بسته (close loop control) به کار می رود. به عنوان مثال در نوار نقاله ها که لازم است پس از مقدار مشخصی حرکت، نقاله متوقف شود و یا شمارشی انجام شود، با اتصال شفت انکودر به نوار نقاله، مقدار حرکت را اندازه گیری کرده و آن را به کنترلر ارسال می کند.

شکل زیر یک انکودر چرخشی را نشان می دهد، که به آن روتاری انکودر (Rotary Encoder) یا شفت انکودر (Shaft Encoder) هم می‌گویند. با توجه به شباهت ظاهری انکودر چرخشی با موتور، دقت کنید در نگاه اول، این دو را با هم اشتباه نگیرید.

اگر به دنبال خرید انکودر چرخشی مناسب باشید، تعیین پرامترهای زیر برای انتخاب انکودر مناسب ضروری است:

• سایز بدنه
• قطر شفت
• تعداد پالس
• و برند

از موارد کاربردی و مهم دیگر در خرید انکودر می توان به موارد زیر اشاره کرد. که در صورت عدم توجه به این نکات، کنترل موقعیت و سرعت مد نظر صورت نخواهد گرفت و یا به اشتباه انجام خواهد شد؛ و از آنجا که این تجهیزات قیمت بسیار بالایی هم دارند در صورت خرید اشتباه آن ها دچار ضرر خواهید شد.

• تعداد سیم و نوع خروجی
• حداکثر سرعت مجاز چرخش
• ولتاژ تغذیه
• نوع شفت
• و...

انکودر را می توان یکی از حساس ترین قطعات در تجهیزات اتوماسیون صنعتی دانست. برای خرید انکودر مناسب و دستیابی به دقت مناسب در تعیین موقعیت زاویه در ساخت دستگاه صنعتی، لازم است با پارامترهای فنی آن آشنا باشید:

نوع انکودر

از لحاظ ساختار کلی به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

• انکودر چرخشی ابسولوت Absolute Rotary Encoder
• انکودر چرخشی افزایشی incremental Rotary Encoder

انکودر نوری و عملکرد آن

انکودرهای نوری، رایج‌ترین و دقیق‌ترین نوع انکودرها هستند که در ربات‌ها، ماشین‌آلات بسته‌بندی و … کاربرد دارند. عملکرد این انکودرها به‌صورت زیر است:

• در این انکودرها یک دیسک کدگذاری شده وجود دارد
.
• در یک طرف آن یک LED (منبع نور) و در سمت دیگر آن، یک سنسور گیرنده (فوتودیتکتور یا آشکارساز) قرار گرفته است
.
• با هر بار چرخش دیسک، ارتباط نوری بین LED و گیرنده قطع و وصل می‌شود
.
• این قطع و وصل شدنِ ارتباط نوری، باعث می‌شود که در خروجی سنسور گیرنده یک موج سینوسی به‌‌دست آید
.
• موج سینوسی به‌‌وسیله یک مدار مجذور کننده (برد الکترونیکی) به شکل موج مربعی تبدیل می‌شود
.

ما اینجا فقط در مورد انکودر روتاری یا چرخشی صحبت می کنیم. در مقابل آن، انکودر خطی یا خط کش هم وجود دارد که کاربردهای متفاوتی دارد.

همان طور که از نام این دو مشخص است یکی به صورت مطلق و ابسولوت و یکی به صورت نسبی و افزایشی اندازه گیری را انجام می دهد. در انکودر ابسولوت هر نقطه مختصات خودش را دارد ولی روتاری انکودرهای افزایشی موقعیت خود را به نسبت نقاط قبلی اندازه گیری می کند.

انکودر ابسولوت بدلیل ساختار پیچیده تر و دقت بالاتر از انکودر افزایشی، قیمت بیشتری دارد. در مقابل انکودر افزایشی به دلیل ساده تر بودن، قیمت پایین تری دارد. البته باید توجه نمود که انکودرهای افزایشی به خاطر آسانی در راه اندازی و پالس خروجی بسیار بیشتر از انکودرهای ابسولوت کاربرد دارند. در پروژه هایی که کالیبره کردن موقعیت زیاد صورت نمی گیرد و چندان مهم نیست، می توان از نوع افزایشی استفاده نمود. همچنین در مواقعی که اندازه گیری سرعت و شتاب مد نظر است و نیازی به کنترل بسیار دقیق موقعیت نیست، می توان از انکودر افزایشی به جای ابسولوت استفاده نمود. در ادامه متن به ساختار و کارکرد هر یک از انکودرها پرداخته خواهد شد.

انکودرهای ابسولوت به دو نوع سینگل ترن (Single-turn) و مولتی ترن (Multi-turn) تقسیم می شوند. از آنجا که روتاری انکودرهای مطلق فقط در یک دور چرخش امکان شمارش دارند و بعد از رسیدن به نقطه اولیه صفر می شوند، در چرخش های بیشتر دچار مشکل می شویم. برای حل این مشکل در کنار صفحه چرخان انکودر باتری و صفحات دیگری قرار داده شده است که در زمان چرخش انکودر این تعداد چرخش ها را مانند عقربه دقیقه شمار ساعت به نسبت عقربه ثانیه شمار در خود ذخیره می کند. روتاری انکودرهای مولتی ترن قیمت بسیار بالاتری دارند و در ساختارهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

یکی از کاربردهای روتاری انکودر مولتی ترن در جرثقیل های تور کرین (Tower crane) می باشد؛ که زمانی که جرثقیل خاموش شود، و بار با توجه به شرایط مثل وزش باد جابه جا شود، این خطا در خود انکودر ذخیره می شود.

ولتاژ تغذیه

انکودرها در ولتاژ خروجی خود بازه ای بین 5 تا 30 ولت می توانند داشته باشند که بستگی به انواع آن دارد. روتاری انکودر لاین درایو 5 ولت، اپن کلکتور 24 ولت و تتم پل با ولتاژ 5 تا 30 کار می کنند.

5 ولت Line Drive

این نوع فقط با تغذیه 5 ولت می تواند کار کند و ولتاژهای بیشتر باعث آسیب به آن می شود. معمولا در بازار با نام لاین درایو (Line Drive) شناخته می شود.

مدار داخلی انکودر لاین درایو به صورتی است که مخالف هر فاز هم وجود دارد، برای همین دقتی بسیار بالا دارد و میزان نویز، کمترین تاثیر را روی خروجی آن می گذارد.

24 ولت Open Collector

24 ولت: این نوع با تغذیه 24 ولت کار می کند و ولتاژ کمتر یا بیشتر باعث آسیب به آن خواهد شد. معمولا با نام اپن کلکتور (Open Collector) شناخته می شود.

این نوع روتاری اینکودرها به علت وجود تک ترانزیستور خروجی آن ها یا فقط منفی (NPN) و یا فقط به صورت مثبت (PNP) می باشد.

5 تا 30 ولت Totem-Pole

5 تا 30 ولت: این اینکودر می تواند با تغذیه های مختلف (مثل 5 ، 12 ، 24 و 30 ولت) کار کند که معمولا با نام Totem-Pole یا Push-Pull شناخته می شوند.

در ساختار این روتاری انکودرها به علت وجود دو ترانزیستور سری با هم، خروجی می تواند هم به صورت منفی و هم به صورت مثبت باشد.

ولتاژ تغذیه تاثیر چندانی روی قیمت ندارد. اما به لحاظ فنی باید مورد دقت قرار گیرد. در انکودرهای 5 تا 24 ولت امکان نویز پذیری بیشتری وجود دارد و حتما باید سیم شیلد دار استفاده نمود.

تعداد سیم

تعداد سیم و خروجی انکودر به نوع ساختار و بیت های خروجی آن بستگی دارد. خروجی بعضی از آنها به صورت اعداد Binary ، بعضی کد Gray و تعدادی هم به صورت اعداد BCD هستند. دقت انکودرهای مطلق بر اساس بیت شناخته می شوند که برای مقایسه با روتاری انکودرهای افزایشی مقدار بیت باید به توان دو برسد ، برای مثال اگر یک انکودر ابسولوت 8 بیت باشد، دقت 2 به توان 8 یعنی 256 پالس در هر یک دور می باشد که در نتیجه دقت آن از یک انکودر افزایشی 200 پالس بیشتر و از یک روتاری اینکودر 360 پالس کمتر است. نمونه ای از سیم بندی انکودرهای مطلق در تصویر زیر آمده است.

انکودرهای افزایشی بیشتر بصورت 4 سیم و 8 سیم موجود هستند. دو سیم برای تغذیه و سیم های دیگر مربوط به پالس های خروجی می باشند:

• 4 سیم: AB
• 5 سیم: ABZ
• 6 سیم: ABA'B'
• 8 سیم: ABZA'B'Z'

در تصویر، اطلاعات و پلاک یک انکودر آتونیکس 8سیم 3600 پالس را مشاهده می نمایید که به طور مشخص و ساده سیم های خروجی به همراه رنگ آن ها آورده شده است:

به کامل ترین نوع این اینکودرها (8 سیم) می پردازیم اگر 2 سیم تغذیه را از آن کم کنیم، 2 سیم دیگر به ترتیب پالس های A و B هستند که برای دقت در اندازه گیری، اینورس آن ها هم به نامهای A´و B´در دسترس می باشد. 2 سیم باقی مانده هم پالس های Z و Z´ می باشند که به ازای هر دور چرخش شفت انکودر یک پالس خروجی به ما می دهند. در مدل های دو فاز به علت اختلاف فاز 90 درجه بین A و B جهت هم قابل اندازه گیری می باشد. در انکودر بامشخصه های برابر و سیم های کمتر، قیمت و دقت متناسب با هم کاهش می یابد.

دقت انکودر

در هنگام انتخاب و خرید روتاری انکودر باید ابتدا دقت زاویه ای مد نظر برای پروژه کنترل موقعیت خود را تعیین نمایید، به عنوان مثال:

• انکودر افزایشی 360 پالس دقتی معادل 1 درجه دارد
• 3600 پالس دقتی معادل 0.1 درجه را دارا می باشد وهمچنین
• انکودر مطلق 13 بیت که 2 به توان 13 موقعیت را گزارش می دهد، دقتی معادل 0.044 درجه خواهد داشت.

سرعت چرخش

سرعت چرخش شفت نیز از عوامل مهم در خرید انکودر می باشد که معمولا به آن دقت نمی شود. هر اینکودر با توجه به ساختار فیزیکی و برد الکترونیکی طراحی شده برای آن، تا حداکثر سرعت معینی را می تواند پشتیبانی نماید و بیشتر از آن امکان ارسال پالس های اشتباه افزایش می یابد و کاربرد خود را از دست می دهد. به طور معمول سرعت حداکثر مجاز انکودرها 3000 دور بر دقیقه می باشد.

دقت کنید که حتی زمانی که از لحاظ الکترونیکی روتاری انکودر پاسخگو باشد و پالس ها را گم نکند، باز هم اگر از این پارامتر در رنج تعیین شده استفاده نشود طول عمر آن به شدت کاهش می یابد، زیرا مشخصه های مکانیکی به نسبت ضعیفی خواهد داشت. مثلا ممکن است بلبرینگ آن گیرپاژ کند و به سیستم آسیب برساند.

سایز بدنه

در بسیاری از پروژه ها برای نصب، محدودیت فضا وجود دارد که باعث می شود از هر مدلی با هر سایز بدنه ای نتوان استفاده کرد. با این حال زمانی که انکودر پیشرفته تر و تعداد فازها افزایش می یابد، اندازه هم متناسب با آن بزرگتر می شود. نکته دیگر ابعاد شفت موتور می باشد که باید ابعاد انکودر با آن متناسب باشد و خیلی کوچکتر و یا خیلی بزرگتر نباشد.

قطر انکودرها هم استاندارد دارند و می تواند 20، 30، 40، 50، 58، 60، 80 و 100 میلی متر باشد.

نوع و قطر شفت

از لحاظ نوع شفت به سه نوع تقسیم می شوند:

• شفت انکودر (Shaft Encoder): دارای شفت
• هالوشفت (Hollow Shaft Encoder): دارای سوراخ سرتاسری برای محل قرارگیری شفت خارجی
• نیمه هالوشفت (Semi-Hollow Shaft Encoder): دارای سوراخ ته بسته برای قرارگیری شفت خارجی

اینکه انکودر شفت دار، هالوشفت یا نیمه هالوشفت باشد و سایز شفت/هالوشفت آن چه باشد، با توجه به تجهیزاتی که روتاری انکودر به آن متصل می شود، تعیین می شود. معمولا در جایی که انکودر مستقیما به تجهیز مد نظر متصال نمی شود و یا عدم هم محوری یا لرزش در تجهیزات وجود دارد، از شفت انکودر استفاده می شود. در مقابل، هالوشفت و نیمه هالوشفت زمانی به کار می آید که بخواهیم آن را مستقیم به پشت موتور یا تجهیزات دوار متصل نماییم. انکودرهای نیمه هالوشفت دارای IP بالاتری هستند و در مقابل نفوذ گرد و غبار و رطوبت مقاوم تر هستند.

برای استفاده از شفت انکودر لازم است که از کوپلینگ های ارتجاعی که معمولا در بسته بندی آن وجود دارد، استفاده نمود. نصب این کوپلینگ علاوه بر اینکه ناهمراستایی محوری را جبران می کند، از انتقال نیرو و لرزش به شفت و در نتیجه خرابی بلبرینگ یا پایین آمدن دقت آن جلوگیری می نماید. همچنین در کنار کوپلینگ براکت های آن هم موجود است که برای نصب مورد نیاز است.

خرید انواع انکودر از سایت ماناموتور

در فروشگاه اینترنتی مانا موتور می توانید مشخصات انواع انکودر به همراه قیمت بروز آن ها را مشاهده، مقایسه و خریداری نمایید. برای خرید کافیست ابتدا مطابق عکس زیر به دسته بندی -سنسور > انکودر- مراجعه نمایید.

سپس با استفاده از انواع فیلترهای مناسب در صفحه انکودرها به محصول مناسب خود دست یابید، مقایسه کنید و به سادگی آن را خرید نمایید. همچنین می توان با جستجو در قسمت جستجوی سایت ماناموتور، بر اساس برند یا مشخصات فنی، محصول مورد نظر خود را بیابید.

فروش انواع روتاری انکودر موتور

انکودر چرخشی افزایشی

در روتاری انکودر افزایشی (Incremental) می توان موقعیت را به صورت نسبی دریافت کرد. این بدان معناست که بعد از خاموشی دستگاه، دیگر نمی توان موقعیت زاویه را مشخص کرد.

همینطور اگر به هر علت، خطایی در ارسال پالس روتاری انکودر یا خوانش آن توسط تجهیزات الکترونیک صورت پذیرد، اصلاح این خطا منوط به کالیبره شدن دستگاه خواهد بود. به همین علت است که در دستگاههایی که از مدل های افزایشی برای کنترل موقعیت استفاده می شود، سنسور غیر تماسی یا میکروسوئیچ یا ابزار مشابهی برای کالیبره کردن دستگاه وجود دارد.

اما در عین حال استفاده از انکودر چرخشی نسبی برای تعیین سرعت، معمولا دقت لازم را دارا می باشد و اثر خطا در ارسال یا دریافت پالس آن، مقطعی و لحظه ای خواهد بود.

انکودر چرخشی ابسولوت

انکودر چرخشی ابسولوت (Absolute) با توجه به ساختار داخلی آن می تواند موقعیت را به صورت مطلق ارسال نماید. این یعنی با خاموش شدن دستگاه و قطع برق و روشن شدن مجدد آن، می تواند موقعیت خود را به صورت دقیق اعلام نماید.

این نوع روتاری انکودرها به علت ساختار داخلی خود دقت بیشتر و معمولا قیمت بالاتری به نسبت مدل های افزایشی دارند.

باید دقت داشت که اگر انکودر چرخشی مطلق از نوع سینگل ترن (Single Turn) باشد تنها می تواند محدوده 0 تا 360 درجه را در خروجی نشان دهد و به فرض اگر شفت دستگاه، هنگام خاموشی، بیش از یک دور چرخیده باشد، در این نوع انکودر امکان دستیابی به تعداد دور انجام شده وجود ندارد.

لیست قیمت خرید انکودر چرخشی در فروشگاه مانا موتور

قیمت انکودرها به عوامل بسیاری وابسته است، از جمله می توان به دقت، سایز، نوع و حداکثر سرعت و نوع خروجی آن اشاره کرد. همگی این موارد را می توانید در فیلترهای سایت ماناموتور بررسی نمایید و مقایسه لیست قیمت انکودر را انجام دهید:

اولین پارامتری که قیمت انکودر را تعیین می کند نوع ساختار داخلی آن است، در مواقعی که سیستم بسیار اقتصادی است و محدودیت هزینه مطرح شده تا جایی که محدودیت های ساختاری اجازه دهد پیشنهاد با انکودرهای افزایشی (Incremental) سپس انکودر مطلق سینگل ترن و در آخر هم مطلق مولتی ترن که به علت ساختار و وجود باتری قیمت بسیار بالاتری دارد، است.

پارامتر بعدی که در قیمت تاثیرگذار است، "دقت انکودر" است که در هر دور چرخش چند پالس خروجی می دهد. توجه داشته باشید که همیشه در همه پروژه ها برای افزایش دقت نیازی به تعداد خروجی پالس بالا نیست. مثلا در دورهای بسیار بالا که تعداد پالس ارسالی در هر ثانیه بسیار بالاست، امکان گم شدن پالس ها بین انکودر و گیرنده پالس وجود دارد. علاوه بر این ممکن است در بعضی از مواقع، گیرنده پالس که یک PLC یا میکروکنترلر است، توانایی دریافت فرکانس بالای پالس را نداشته باشد.

موارد دیگری مثل لاین درایو، توتم پل بودن مدار خروجی، سایز و قطر بدنه و شفت هم در قیمت تاثیر کمی دارد و در موارد بسیار خاص مورد توجه قرار می گیرد.

فروش انواع انکودر

فروشگاه ماناموتور به عنوان مرجع آنلاین برای فروش انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی و تجهیزات کنترل حرکت و ساخت دستگاه می تواند برای بررسی، مقایسه و خرید آنلاین انواع انکودر مورد استفاده قرار بگیرد. فروش انواع آن ها با برندهای مختلفی مانند:

• اتونیکس AUTONICS ساخت کره جنوبی
• اپکن OPKON ساخت ترکیه
• هانیانگ HONYOUNG ساخت کره
• فناک FENAC ترکیه

در سایت ماناموتور امکان پذیر است. در صورت خرید از فروشگاه صنعتی مانا موتور، هم خرید خود را ضمانت کرده اید و هم در هنگام انتخاب محصول و خرید آن، از پشتیبانی فنی به صورت تلفنی بهره مند خواهید شد.

واردات انکودر

فروشگاه ماناموتور امکان دریافت سفارشات و واردات روتاری انکودر اروپایی و آمریکایی را داراست:

•  زیک SICK
• هایدن هاین HeidenHain
• هوهنر HOHNER
• بامر BAUMER
• لیکا LIKA
• زمینس Siemens
• امرن Omron
• آلن بردلی Allen Bradly

اگر انکودر دستگاه صنعتی گران قیمت شما به مشکل خورده و کیفیت انکودر آن برای شما مهم است و یا در حال شروع پروژه ساخت دستگاه و ماشین آلات با کیفیت هستید می توانید تامین این انکودرها را به ماناموتور بسپارید تا انکودرهایی با برندهای نظیر:

• Sick
• Hohner
• Hubner
• Baumer
• Lika
• Heiden Hain
• Eltra
• Tamagawa

را برای شما وارد کند.

برای ثبت سفارش انکودرهای سفارشی بر روی دکمه زیر کلیک کنید.

ثبت سفارش انکودر