روتاری انکودر (Rotary Encoder) چیست؟ عملکرد، انواع و کاربردها
زمان مطالعه: در حال محاسبه...
فهرست مطالب
مقدمه
قطعه‌ای به نام روتاری انکودر (Rotary Encoder) در دنیای اتوماسیون، ابزار دقیق و سیستم‌های اندازه‌گیری صنعتی، نقش بسیار کلیدی دارد. این قطعه کوچک اما پرکاربرد، وظیفه تبدیل حرکت چرخشی به سیگنال الکتریکی را دارد و در صنایع مختلفی از جمله رباتیک، ماشین‌سازی، تجهیزات CNC، آسانسورها، چاپگرها و حتی ماوس‌های مکانیکی کاربرد دارد.
در این مقاله، به زبان ساده اما دقیق بررسی خواهیم کرد که روتاری انکودر چیست، چگونه کار می‌کند، چه انواعی دارد، در چه کاربردهایی استفاده می‌شود، چگونه باید آن را تست و انتخاب کرد و هنگام خرید آن باید به چه نکاتی توجه نمود.
روتاری انکودر چیست؟
روتاری انکودر یک سنسور چرخشی است که موقعیت زاویه‌ای، سرعت یا جهت چرخش یک شفت را تشخیص داده و آن را به سیگنال دیجیتال یا آنالوگ تبدیل می‌کند. به بیان ساده‌تر، این قطعه با اندازه‌گیری چرخش یک محور یا شفت، اطلاعاتی درباره وضعیت حرکتی آن ارائه می‌دهد.
روتاری انکودرها در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند:
انکودر افزایشی (Incremental Encoder)
انکودر مطلق (Absolute Encoder)
ساختار و نحوه عملکرد روتاری انکودر
روتاری انکودرها معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:
| بخش | توضیح |
|---|---|
| دیسک کدگذاری‌شده | دارای الگوی شیار یا خطوطی برای تشخیص حرکت |
| منبع نور یا مغناطیسی | ایجاد سیگنال قابل خواندن |
| سنسور گیرنده | دریافت تغییرات نور یا میدان مغناطیسی |
| مدار خروجی | تبدیل سیگنال‌ها به پالس‌های دیجیتال یا ولتاژ آنالوگ |
عملکرد انکودر نوری (Optical Encoder)
در این نوع، نور از طریق شیارهای موجود روی دیسک می‌تابد. با چرخش دیسک، پالس‌هایی از نور به سنسور می‌رسد و تبدیل به سیگنال دیجیتال می‌شود.
عملکرد انکودر مغناطیسی (Magnetic Encoder)
در این نوع، تغییرات میدان مغناطیسی به‌واسطه چرخش دیسک مغناطیسی تشخیص داده می‌شود.
انواع روتاری انکودر
1. روتاری انکودر افزایشی (Incremental Encoder)
این نوع تنها تغییرات زاویه‌ای یا چرخش را نسبت به نقطه شروع گزارش می‌دهد. سیگنال خروجی آن به صورت پالس‌هایی متناسب با حرکت است.
ویژگی‌ها:
ارزان‌تر از انکودرهای مطلق
نیازمند شمارنده خارجی برای موقعیت‌یابی
حساس به قطعی برق (اطلاعات از بین می‌رود)
2. روتاری انکودر مطلق (Absolute Encoder)
در این مدل، هر زاویه از چرخش دارای کدی خاص است. حتی پس از قطع برق، موقعیت آخر حفظ می‌شود.
ویژگی‌ها:
دارای چندین بیت خروجی
قابلیت تشخیص موقعیت دقیق در هر لحظه
گران‌تر اما پایدارتر
3. انکودر دستی (Manual or Rotary Encoder Switch)
نوعی از انکودرها که بیشتر در دستگاه‌های کنترلی و پنل‌های کاربری برای تنظیم دستی پارامترها استفاده می‌شود.
مقایسه انواع روتاری انکودر
| ویژگی | افزایشی | مطلق |
|---|---|---|
| دقت | متوسط تا بالا | بسیار بالا |
| قیمت | پایین‌تر | بالاتر |
| نیاز به شمارنده | دارد | ندارد |
| حفظ موقعیت پس از خاموشی | خیر | بله |
| نوع سیگنال خروجی | پالس دیجیتال | باینری یا Gray Code |
کاربردهای روتاری انکودر
روتاری انکودرها در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند:
صنایع رباتیک: اندازه‌گیری موقعیت بازوهای ربات
ماشین‌های CNC: موقعیت‌یابی محورهای حرکتی
سیستم‌های آسانسور: تشخیص موقعیت دقیق کابین
پرینترها و اسکنرها: کنترل حرکت هد چاپ یا اسکن
اتوماسیون صنعتی: کنترل موقعیت، سرعت و جهت چرخش موتورها
ابزار دقیق پزشکی: در تجهیزات تصویربرداری و جراحی
نحوه انتخاب روتاری انکودر مناسب
برای انتخاب روتاری انکودر باید به فاکتورهای زیر توجه کنید:
نوع انکودر: افزایشی یا مطلق
رزولوشن (Resolution): تعداد پالس در هر دور (PPR)، هرچه بیشتر باشد، دقت بالاتر است
نوع خروجی: دیجیتال (پالس)، آنالوگ، یا کد Gray
ولتاژ کاری: ۵V، ۱۲V یا ۲۴V بسته به مدار
درجه حفاظتی (IP): برای محیط‌های صنعتی با گرد و غبار یا رطوبت بالا
نوع نصب و قطر شفت: متناسب با مکانیزم موردنظر
روش تست روتاری انکودر
ابزار موردنیاز:
مولتی‌متر یا اسیلوسکوپ
منبع تغذیه مناسب
مراحل تست:
بررسی تغذیه: تأمین ولتاژ مناسب به پایه Vcc و GND
چک کردن پالس خروجی: هنگام چرخش شفت، با مولتی‌متر یا اسیلوسکوپ، وجود تغییر در سطح ولتاژ یا پالس‌ها بررسی شود.
بررسی ترتیب پالس‌ها: جهت چرخش باید موجب تقدم یا تأخر سیگنال‌های A و B شود (در انکودرهای افزایشی با خروجی A و B)
نکات مهم در نصب روتاری انکودر
از کابل‌های شیلددار برای کاهش نویز استفاده شود.
پایه‌های تغذیه و سیگنال به درستی متصل شوند.
انکودر به‌صورت مکانیکی درست هم‌راستا با شفت دستگاه نصب شود تا از لقی یا آسیب جلوگیری شود.
در صورت استفاده در محیط صنعتی، از مدل‌های IP65 یا بالاتر استفاده شود.
نکات مهم هنگام خرید روتاری انکودر
رزولوشن مناسب با نیاز انتخاب کنید (مثلاً 600PPR برای CNC)
از فروشگاه معتبر و با ضمانت خرید کنید
مدل‌های فلزی نسبت به مدل‌های پلاستیکی دوام بیشتری دارند
بررسی کنید که انکودر با کنترلر یا PLC موردنظر سازگار باشد
سؤالات متداول درباره روتاری انکودر
1. آیا می‌توان از انکودر افزایشی به‌جای مطلق استفاده کرد؟
در پروژه‌هایی که قطع برق مشکلی ایجاد نمی‌کند، بله. اما در کاربردهایی که موقعیت دقیق باید حفظ شود، حتماً از نوع مطلق استفاده کنید.
2. آیا روتاری انکودر همان پتانسیومتر چرخشی است؟
خیر. پتانسیومتر یک مقاومت متغیر است و خروجی آن آنالوگ ولتاژی است؛ اما انکودر پالس دیجیتال یا کد باینری خروجی می‌دهد.
3. چگونه رزولوشن موردنیاز را محاسبه کنیم؟
رزولوشن به دقت کنترل بستگی دارد. اگر می‌خواهید زاویه‌ای مثلاً با دقت 0.5 درجه اندازه‌گیری شود، باید حداقل 720 پالس در هر دور (360/0.5) داشته باشید.
جمع‌بندی: چرا شناخت روتاری انکودر اهمیت دارد؟
روتاری انکودرها ابزارهایی کلیدی در سیستم‌های کنترل حرکت هستند. چه در یک پرینتر خانگی و چه در خط تولید صنعتی، آن‌ها نقش حیاتی در اندازه‌گیری دقیق موقعیت و کنترل سرعت ایفا می‌کنند. انتخاب صحیح نوع، رزولوشن و ساختار آن باعث بهبود عملکرد کل سیستم می‌شود. با شناخت کامل این قطعه، می‌توانید در طراحی، عیب‌یابی و انتخاب تجهیزات خود تصمیمات بهتری بگیرید.
اشتراک در بله
اشتراک در ایتا
اشتراک در واتساپ
اشتراک در تلگرام
اشتراک در بله
اشتراک در ایتا
اشتراک در واتساپ
اشتراک در تلگرام
کالاهای پیشنهادی
7MBR25SA120
P084
جدیدترین محصولات
