انکودر افزایشی

معرفی انکودر افزایشی

این انکودرها تغییرات زاویه‌ای را به صورت لحظه‌ای و نسبت به یک نقطه‌ی مبدا نشان می‌دهند. با توجه به نقطه‌ی مبدا و محاسبه‌ی مقدار جابه‌جایی، موقعیت حال حاضر سیستم را نشان می‌دهند. لازم به ذکر است که انکودر افزایشی نمی‌تواند موقعیت مطلق را گزارش کند و صرفا تغییرات موقعیتی را نشان می‌دهد.

خروجی انکودرهای افزایشی به صورت پالس‌هایی است که اختلاف فاز آن‌ها جهت حرکت را نشان می‌دهد و شمارش آن پالس‌ها موقعیت شفت را به ما می‌دهد.

یکی از کاربردهای این انکودرها استفاده در ساخت سخت‌افزارهای کامپیوتری است. به طور مثال در موس‌های توپی جدید (trackball mouse) از این انکودر استفاده می‌شود تا موقعیت موس تشخیص داده شود. انکودر در این سیسم با شمارش تغییرات موقعیتی، جایگاه فعلی موس را به ما می‌دهد.

مزایا و معایب

یکی از مشکلات این انکودرها عدم حفظ پالس شمارش شده است. یعنی اگر سیستم خاموش شود و مجددا راه‌اندازی شود، پالس‌های شمارش شده در حافظه‌ی انکودر نمی‌ماند و باید مجددا شمارش شود. انکودر افزایشی را به ساعتی تشبیه می‌کنند که عقربه‌ی آن دیده نمی‌شود اما به کار خود ادامه می‌دهد. درنتیجه خطا در شمارش پالس‌ها در خروجی شمارش شده تاثیر می‌گذارد.

از مزایای انکودر افزایشی می‌توان به قیمت مقرون به صرفه و کاربردهای آن اشاره کرد.

انواع انکودر افزایشی

• انکودر مربعی (Quadrature encoder)

این انکودر از نوع افزایشی چرخشی می‌باشد که قابلیت اندازه‌گیری موقعیت، مسیر و سرعت حرکت را دارد. انکودر افزایشی از سادگی و دوام بالایی برخوردارند. داخل این انکودر یک دیسک کد قرار دارد که شامل دو مسیربه نام‌های کانال A و کانال B است. (دیسک کد یک صفحه‌ی دایره‌ای شکل با تعداد معینی شیار روی سطح آن است که به شفت متصل می‌شود. قسمت‌های تیره و روشن موجود روی سطح دیسک کد را سیگنال الکتریکی می‌نامند.)

کانال‌های A و B دارای ۹۰ درجه اختلاف فاز هستند تا عملکرد درستی از خود ارائه دهند. هنگامی که بخواهیم به کمک این انکودر جهت حرکت را تشخیص دهیم، به کمک یک کنترل‌کننده (controller) می توان جهت حرکت را براساس رابطه‌ی فازی بین کانال‌های A و B تعیین کرد. برای مثال هنگامی که جهت چرخش این انکودر ساعتگرد باشد، سیگنال خروجی نشان می‌دهد که کانال A مقدم بر کانال B است.

اگر به این انکودر سیگنالی تحت عنوان «کانال Z» اضافه کنیم، قادر خواهیم بود علاوه بر جهت، موقعیت شفت را نیز تعیین کنیم. سیگنال Z اغلب برای تعیین یک موقعیت خاص در طی یک چرخش ۳۶۰ درجه استفاده می‌شود.

• انکودر نوری

انکودر افزایشی نوری یکی از پرکاربردترین انکودرها به حساب می‌آید. این انکودرها در دو نوع کلی موجود هستند. یک نوع دارای یک آشکارساز (single detector) و دیگری دارای دو آشکارساز می‌باشد، که به انکودر با خروجی فیبر نوری هم معروفند.

تفاوت دو انکودر افزایش نوری و افزایشی مربعی

تفاوت این دو نوع انکودر در تعداد سنسورهای گیرنده‌ی آن‌ها است. معمولا سنسور گیرنده از جنس سیلیکون است. هنگامی که به این سنسورها توسط منبعی نور برسد، خروجی خواهد داشت. زمانی که دیسک کد توسط شفت چرخانده می‌شود، نور از شیارهای دیسک عبور می‌کند و به سنسور گیرنده می‌رسد. سپس یک موج الکتریکی مربعی به عنوان خروجی تولید می‌کند.

البته لازم به ذکر است که انکودر نوری با انکودر مربعی متفاوت نیست و خرجی آن از نوع quadrature است.