در سيستم هاي کنترلي بايستي حرکت به پالس هاي ديجيتالي (جهت تحت کنترل بودن بخش الکترونيک) تبديل شود.
انکودر (encoder) : يک سيستم الکترو مکانيکي مي باشد به انتهاي شفت الکترو موتور کوپل شده و حرکت دوراني شفت الکترو موتور را به پالسهاي ديجيتال (به منظور استفاده در ميکرو کنترل ها و سيستم ها کنترلي) تبديل کرده بدين ترتيب که به ازاي هر چرخش کامل 360 درجه شفت، يک پالس توليد شده و سپس پالس هاي ديجيتالي به وسيله ي تجهيز ديگر به ديکودر (با در نظر گرفتن نياز به تعداد دوران يا سرعت زاويه اي و يا مسافت) تبديل مي شوند.
به عبارت ديگر، انکودر حسگري است که به چرخ دنده، چرخ و موتور وصل شده و ميزان چرخش را اندازه گيري مي کند که بر اساس اين اندازه گيري پارامترهايي از جمله سرعت، جابه جايي و همچنين شتاب يا زاويه چرخش معين مي شوند.
وظايف انکودر:
استفاده درآسانسور ها به منظور تشخيص سرعت
استفاده درآسانسور ها به منظور انتقال جهت موتور اصلي به درايو
استفاده در سيستم کنترل آسانسور به منظور افزايش دقت و کيفيت حرکتي
مشخص نمودن لحظه اي مشخصات حرکت شفت موتور
جهت داشتن حرکتي نرم و بدون تنش و لرزش در آسانسورها، مي توان در آسانسورها از انکودر( جهت مشخص نمودن لحظه اي مشخصات حرکت شفت موتور) استفاده نمود، که با اعلام اين مشخصات به تابلو فرمان و با کمک درايو مي توان مطلوب ترين فرکانس را در اختيار موتور گذاشته و به هدف نهايي خود دست بيابيم. سخت افزار ماوس (رايج ترين انکودر)، جهت اندازه گيري ميزان جابه جايي در سطح مورد استفاده قرار مي گيرد. عملکرد اين سخت افزار بدين نحو مي باشد که، با حرکت دادن ماوس در سطح، گوي زيرين به حرکت در آمده و موجب به حرکت در آمدن صفحه مدرج در ميان سنسورها شده و در نهايت باعث توليد دو رديف سيگنال مي شود که اين سيگنال ها تعيين کننده ميزان جابه جايي حول محورهاي Y و X مي باشند.
اجزاء داخلي ماوس
سنسورهاي نوري
مدار الکترونيکي
صفحات مدرج دوار
اجزاء انکودرها به شرح ذيل مي باشد:
شفت انکودر
گيرنده نوري
فرستنده نوري
خروجي الکتريکي
صفحه مدور شيشه اي
مدار واسطه جهت تبدبل سيگنال هاي گيرنده نوري به سطح ولتاژ استاندارد صنعتي
از يک منبع نور به عنوان فرستنده ، يک گيرنده نور و همچنين از صفحات ماسک و ديسک (ما بين فرستنده و گيرنده نوري) در ساختار انکودر آسانسور استفاده شده است.
نحوه توليد پالس توسط انکودر آسانسور به شرح ذيل مي باشد:
در اين نمونه از انکودرها، يک ديود ساطع کننده نور و همچنين يک ديسک بسيار نازک وجود دارد که با روشن شدن دستگاه ،نور ساطع شده از ديود بر مرکز ديسک شيشه اي متمرکز مي شود، بدين صورت که نور يک ترانزيستور نوري را که روي يکي ديگر از خطوط قرار گرفته و همچنين توانايي نمايان شدن از ديود را دارد، فعال مي کند. روي يک موتور شفت ديسک نصب مي شود. روشي ديگر جهت حس کردن موقعيت اين است که مي توان هنگام چرخش شفت، ديسک را هم چرخاند.
زماني خطوط ديسک روشن خواهند بود که نور LED روي فتو ترانزيستور متمرکز شده باشد که با گذشت زمان فتو ترازيستور اشباع شده و موج الکتيريکي مربع شکلي را ايجاد مي کند. توليد پالس به عبارت ديگر بدين صورت مي باشد که هنگام عبور نور ارسالي (توسط فرستنده) از شيار چرخ دنده، توسط گيرنده دريافت شده و ولتاژ خروجي يک مي شود و هنگام برخورد نور ارسالي( توسط فرستنده) به پره ها ،توسط گيرنده دريافت نمي شود و ولتاژ خروجي صفر خواهد بود.
دسته بندي انکودرها با توجه به عملکردشان:
1- انکودر افزايشي:
در مواقع نياز به محاسبه تعداد دور در واحد زمان از انکودر افزايشي استفاده مي کنيم. در دو طرف چرخ شياردار، يک فرستنده و گيرنده مادون قرمز با فاصله هاي معين وجود دارد.
با چرخش چرخ، مادوپالس بوجود مي آيد که با هم اختلاف فاز دارند مي توان بر اساس آن جهت چرخش را معين نمود. انکودرهاي افزايشي داراي سيم هاي خروجي فازA، فازB و فاز Z مي باشند.
تعداد پالس ها در هرو فاز A و B مشابه هم مي باشد با اين تفاوت که پالسهاي فاز B به اندازه 90 درجه اختلاف مکاني دارد.
از اختلاف فاز ها براي معين نمودن جهت چرخش انکودر استفاده مي نماييم بدين صورت که هنگام تقدم فاز A جهت حرکت را راستگرد و هنگام تقدم فاز B جهت حرکت را چپگرد اعلام مي نمايند.
2- انکودر نسبي:
در دو طرف چرخ شياردار، يک فرستنده و گيرنده مادون قرمز وجود دارد.
اين نمونه از انکودرها تنها براي اندازه گيري موقعيت نسبي جسم چرخنده نسبت به موقعيت اوليه استفاده مي شود و مشخص نمودن جهت چرخش امکان پذير نمي باشد.
3- انکودر مطلق:
از ديسکي که داراي چندين گروه از قطعات به شکل دايره هاي متحدالمرکز در مرکز ديسک انکودر چرخشي مي باشد، در انکودر مطلق استفاده مي شود.
جهت اندازه گيري موقعيت مطلق زاويه نسبت به يک نقطه مشخص از انکودر مطلق استفاده مي نماييم.
در اين نمونه از انکودر ها از چند فرستنده ي گيرنده و همچنين از يک صفحه ي شفافي که بخشهاي خاصي از آن سياه شده تشکيل مي شود.
در هر لحظه، بخشي از اين گيرنده ها صفر و برخي ديگر يک مي باشند.
بزرگ ترين اشکال انکودرهاي افزايشي ذخيره شمارش پالس هاي آن در يک شمارنده خارجي يا يک ميانگير (buffer) مي باشد.
هنگام اختلال در برق يا قطع برق شمارش گم مي شود.(اگر بنا به هر دليلي قدرت از انکودري که داراي چرخاننده الکتيريکي بوده و يا از يک ماشين الکتريکي گرفته شود انکودر قادر به درک موقعيت صحيح خود نخواهد بود) جهت حل مشکلات موجود از انکودرهاي مطلق استفاده مي شود.
همانطور که مي دانيم وجود انکودرها در يک آسانسور الزامي نيست اما براي دستيابي به حرکت نرم تر و دقيق تر درآسانسور توسط سيستم Close Loop از انکودر استفاده مي شود.
انکودرها از لحاظ ساختماني به دسته هاي ذيل تقسيم مي شوند:
1- انکودر خطي:
اين نمونه از انکودرها از لحاظ ساختماني در سه نوع مقاومتي ، نوري و مغناطيسي ساخته مي شوند.
به منظور اندازه گيري حرکت خطي از انکودر هاي خطي استفاده مي شود.
خروجي هاي انکودرهاي نوري،مقاومتي و مغناطيسي به ترتيب ديجيتالي،آنالوگ و آنالوگ مي باشد.
کاربرد انکودرهاي خطي:
دستگاه پرس(جهت اندازه گيري ميزان حرکت طولي پيستون جک)
غلتک ها (به منظور اندازه گيري ميزان فاصله طولي بين توپ هاي غلتکي)
2- انکودر دوار:
يک ابزار الکترومکانيکي مي باشد (معروف به شفت انکودر) که حرکت زاويه اي يا موقعيت يک محور يا يک شفت را به کدهاي ديجيتالي يا آنالوگ تبديل مي کند.
قطعات تشکيل دهنده ي انکودر دوار به شرح ذيل مي باشد:
ديسک مدرج
دو جفت LED گيرنده و فرستنده ما بين سنسورهاي گيرنده و فرستنده ديسک مندرج وجود دارد و اين مجموعه مستقر بر روي محور چرخان مي باشند که با چرخش هم زمان شفت ديسک مندرج چرخيده و سنسورها ثابت مي مانند.
بدين صورت که با چرخش متوالي ديسک سيگنال هاي ارسالي از فرستنده به گيرنده قطع و وصل شده و همچنين حاصل خروجي مجموعه اي از پالس هاي صفر و يک منطقي خواهد بود.
جهت تبديل پالس هاي توليدي توسط انکودر به موقعيت و تعداد دوران شفت بايستي به ورودي ديکور داده شده و طبق برنامه ديکور پالسها تبديل شوند و جهت افزايش تعداد صفر و يک ها در يک دوران 360 درجه که دليل بر دقت اندازه گيري بوده، بايستي نقاط سفيد وسياه مندرج بر روي ديسک افزايش يابد.
نحوه کارکرد انکودر دوار:
توليد سيگنال ها توسط انکودر(به وسيله ي يک وسيله مدرج) متناسب با دو سنسور A,B و همچنين نوع حرکت مي باشد.
سيگنال هاي توليدي عناوين سيگنال A و سيگنال B به خود مي گيرند و با ثابت ماندن وسيلهي مدرج و چرخش سنسورها و يا برعکس توليد مي شوند. چنانچه در يک فاصله ثابت ميزان سيگنال هاي توليدي بيش تر باشد واحد اندازه گيري کوچکتر و دقت اندازه گيري بيشتر خواهد بود.
انکودر نيازمند سه مجموعه پالس خواهد بود که در مطالب فوق به علت وجود مجموعه پالس اوليه پرداخته شده است حال به دلايل ذيل وجود دو مجموعه پالس ديگر الزامي مي باشد:
دليل وجود مجموعه پالس دوم: به منظور مشخص کردن جهت چرخش
دليل وجود مجموعه پالس سوم: به منظور شمارش تعداد دوران (به اين مجموعه پالس فرمان گفته مي شود که توسط يک دور چرخش کامل به وجود مي آيد)
|
|
