كل شيء عن الانكودر Encoder

تعريف الانكودر: 

هو قرص دائري من الزجاج مقسوم الى مجموعة من الدوائر ذات سنتر واحد ومقسمة هذه الدوائر طولياً بشكل هندسي.

مبدأ عمل الانكودر:

عندما يدور المحرك يدور ال(Shaft) الخاص بالانكودر و بالتالي يدور القرص الزجاجي المقسم الى أجزاء صغيرة فتقوم العدسة بدورها في عد عدد الثقوب التي تمر عليها من خلال القرص الدوار في الثانية ثم تقوم بنقل هذا العد الى (Ic) الذي يقوم بتحويل هذه الاشارة الى موجات و هذه الموجات مقسمة الى اربعة A-B-C-D ونفيهم 'A'- B '- C ' - D وكل اشاره منهم لها رمز معين.
لايضاح مبدأ العمل بطريقة عملية:
فهو عبارة عن قرص له محور مشترك مع المحرك هذا القرص مثقب و له وجهان, الوجه الاول منبع ضوئي و الوجه الثاني حساس ضوئي, فعندما يدور المحرك يدور الانكودر بنفس سرعه المحرك ويمر الضوء عبر الثقوب ويستقبل الحساس الضوئي الضوء عند مرور الضوء عبر الثقوب و بالتالي نحصل على نبضة في كل ثقب يمر من خلاله الضوء, فاذا فرضنا ان القرص يحتوي على 365 ثقب عندها نحصل على 365 نبضة في كل دورة.


تقسم الانكودرات الى قسمين كهربائي وميكانيكي:

اولا القسم الميكانيكي:

هناك نوعان رئيسيان وهما 
الإنكودر الدوراني Rotary encoder يستخدم في الوظائف الدورانية
والإنكودر الخطي Longitudinal encoder يستخدم  في الوظائف الخطية

ثانيا القسم الكهربائي:

هناك نوعان رئيسيان وهما 
الانكودر المطلق Absolute encoder : يستخدم الكود الرمادي Grey code لإنتاج خرج نبضي يوافق الزاوية الدورانية للإنكودر ويتكرر ذلك بشكل دوري في كل دورة ويكون عدد الزوايا التي يقيسها الانكودر حسب عدد قنوات الإخراج منه فمثلا لو كان عدد المخرجات 2 يكون هناك 4 زوايا ولو كان 3 قنوات يكون عدد الزوايا 8 ولو كان 4 يكون عدد الزوايا 16 وهكذا فإن عدد الزوايا مساويا للعدد 2 مرفوعا للأس power عدد قنوات الإخراج Channles 
والانكودر الترددي Incremental encoder : يخرج عدد من النبضات لكل دورة يكون ثابت مثلا 500 نبضة لكل دورة ويكون هذا للقنوات A,B وعكسيهما A',B' أما القناة الأخيرة والتي تسمى Z أو N أو O فتعطي نبضة واحدة لكل دورة
ويكون فرق الزاوية بين A,B درجات ثابتة حيث تسبق A القناة B لتحدد اتجاه الدوران

وهناك خصاص عامة مثل التغذية الكهربية والتي تغطي كل الاحتياجات القياسية مثل طريقة التثبيت وقطر محور الدوران إلى غيرها من المواصفات العامة

وهناك أنواع من الإنكودر التي تتعامل بنظام Coding (غير الإنكودر الترددي  Increamental encoder ) وهما :
  1. Absolute binary encoder 
  2. Absolute gray code encoder 
النوعان السابقان يمكن استخدامهما في عمليات التحكم في الوضع Position or angle control وتكون دقة التحكم بناء على عدد bits المستخدمة 
فمثلا 4 قنوات أو4bits يعطي دقة زاوية 360/16 أي 22.5 درجة ولكن لو استخدمنا 16bit فإن هذا يعطي دقة تصل إلى 1.4 درجة في التحكم في الزاوية لان  360/256 تساوي 1.4
لنتحدث عن تسلسل توليد النبضة Pulse التي تخرج على أطراف الإنكودر:
عدد المخرجات من الإنكودر تساوي عدد bits فاذا كان لدينا انكودر 4bits فسوف تجد له 4 مخرجات ولو كان 8bits فسوف تجد له 8 مخرجات وهكذا

بالنسبة للانكودر Binary code encoder فهو يتعامل تماما مثل النظام الثنائي في العد فخرجه عبارة عن اصفار وواحدات كما في النظام الثنيائي وكل مجال او منظقة تاخد رقما اما صفر او واحد ويتم تناوب المناطق, مثلاً:
  • من 0 : 22.5 درجة تكون 0
  • من 22.5 : 45 درجة تكون 1
  • من 45 : 67.5 درجة تكون 0
  • من 67.5 : 90 درجة تكون 1
  • من 90 : 112.5 درجة تكون 0
  • وهكذا حتى نصل الى
  • من 315 : 337.5 درجة تكون 0
  • من 337.5 : 360 درجة تكون 1
فتكون دورية التغيير(الدور) كل 45 درجة
أما الخرج رقم 2 فيتغير كل 45 درجة بدءا من الصفر حيث يبدأ بالقيمة 0 ومن زاوية صفر فتكون دورية التغيير كل 90 درجة
والخرج رقم 3 فيتغير كل 90 درجة درجة بدءا من الصفر حيث يبدأ بالقيمة 0 ومن زاوية صفر فتكون دورية التغيير كل 180 درجة
والخرج رقم 4 فيتغير كل 180 درجة درجة بدءا من الصفر حيث يبدأ بالقيمة 0 ومن زاوية صفر فتكون دورية التغيير دورة كاملة 360 درجة

أما بالنسبة للانكودر Gray code encoder  فهو يملك طريقة أخرى في التكويد حيث نفترض نفس الافتراض بـأنه لدينا انكودر 4bits gray code
فإن المخرجات تكون أيضا لو رتبناها حسب السرعة ( التردد )
المخرج رقم1 فإنه يبدأ من الصفر ولكنه بعد 22.5 درجة يتحول إلى 1 ويستمر 45 درجة ويكون التغيير بعد ذلك كل 45 درجة ليس مثل النوع الثنائي أي أن دورية التغيير كل 90 درجة
أما المخرج رقم-2 فإنه يبدأ من الصفر ويستمر 45 درجة ثم يتحول إلى 1 ويستمر بعد ذلك 90 درجة وتكون دورية التغيير له 180 درجة 
اما المخرج رقم-3 فإنه يبدأ من الصفر ويستمر 90 درجة ثم يتحول إلى 1 ويستمر بعد ذلك 180 درجة وتكون دورية التغيير له دورة كاملة 360 درجة
أما المخرج رقم-4 فإنه يبدأ من الصفر ويستمر 180 درجة ثم يتحول إلى 1 ويستمر 180 درجة وتكون دورية التغيير له دورة كاملة 360 درجة أيضا
ولكن الفرق بين المخرج 3 والمخرج 4 هو أن بينهما زاوية لبداية الخروج 90 درجة


هل يمكن تحويل  GRAY-CODE إلى BINARY-CODE ؟

يمكن وذلك ان نقوم بوصع TRUTH TABLE واستعمال Boolean algebra لاشتقاق النتيجة  والحصول على صيغة Binary من الانكودر Gray code 

حماية الانكودر:

الانكودر يقوم بتحويل الحركة الميكانيكية (الدورانية أو الخطية) إلى نبضات كهربائية لذلك يجب علي حماية هذه النبضات من تشويش او التداخل
للحماية من التداخل يوصى دائما بأن يستعمل كابل shielded لضمان نقاء الإشارة الخارجة من أي تداخل وكذلك لابد من معرفة حدود الفولت المستخدم لتغذية الانكودر وأن يكون في حدود المسموح بها حتى لا يحدث خطأ في الأداء
كذلك لابد من أن تكون مقاومة الدخل للجهاز الذي يستعمل نبضات الانكودر عالية جدا أو خفض تيارالحمل المار بالانكودر وذلك لحمايته من حدوث short circuit على أحد قنواته
اما من ناحية الحماية الميكانيكية فيجب حماية الانكودر من الأتربة والتي تسد مناطق الإحساس بالحركة وكذلك لابد من عزل شحوم الرولمان (البيليا) من الدخول لداخل الانكودر لنفس السبب السابق كذلك الوقاية من الصدمات والتي ربما تؤثر على سلامة الأجزاء الدوارة الداخلية

كيف تؤثر الصدمات والاهتزازات في اداء الانكودر:

  1. الصدمات والاهتزازات تؤدي إلى سقوط الجزء الدوار الداخلي من مكانه وكسره وبالتالي الى تلف الإنكودر
  2. عدم استقامة محور الإنكودر مع الموتور يؤدي إلى تلف محاور ارتكاز الانكودر وتصبح حركته غير منتظمة
لا تنسوني من صالح دعائكم م. كامل الحمصي


كل شيء عن الانكودر Encoder Reviewed by Kamel Alhomsi on 3:58:00 م Rating: 5

نرحب بتواصلك معنا

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *

يتم التشغيل بواسطة Blogger.

اكتب كلمة البحث واضغط إنتري