ทำไมจึงต้องติดตั้งเอนโคเดอร์บนมอเตอร์? เอนโคเดอร์ทำงานอย่างไร?

1. ตัวเข้ารหัสคืออะไร

ในระหว่างการดำเนินการของมอเตอร์ DC ของชุดเกียร์หนอน N20พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น กระแส ความเร็ว และตำแหน่งสัมพัทธ์ของทิศทางรอบของเพลาหมุน จะถูกตรวจสอบแบบเรียลไทม์ เพื่อประเมินสถานะของตัวมอเตอร์และอุปกรณ์ที่กำลังลากจูง และเพื่อควบคุมสภาพการทำงานของมอเตอร์และอุปกรณ์แบบเรียลไทม์ จึงสามารถใช้งานฟังก์ชันเฉพาะต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย เช่น การควบคุมเซอร์โวและความเร็ว การนำเอนโคเดอร์มาใช้เป็นอุปกรณ์วัดส่วนหน้าไม่เพียงแต่ช่วยลดความซับซ้อนของระบบการวัดเท่านั้น แต่ยังแม่นยำ เชื่อถือได้ และทรงพลังอีกด้วย เอนโคเดอร์คือเซ็นเซอร์แบบหมุนที่แปลงปริมาณทางกายภาพของตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนที่หมุนเป็นชุดสัญญาณพัลส์ดิจิทัล ซึ่งจะถูกรวบรวมและประมวลผลโดยระบบควบคุมเพื่อออกคำสั่งชุดหนึ่งเพื่อปรับและเปลี่ยนแปลงสถานะการทำงานของอุปกรณ์ หากนำเอนโคเดอร์มาใช้ร่วมกับแท่งเฟืองหรือสกรู ก็สามารถใช้วัดตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่เชิงเส้นได้เช่นกัน

2. การจำแนกประเภทตัวเข้ารหัส

การจำแนกประเภทพื้นฐานของตัวเข้ารหัส：

เอนโค้ดเดอร์ (Encoder) คืออุปกรณ์วัดความแม่นยำที่ผสมผสานระหว่างกลไกและอิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน ทำหน้าที่เข้ารหัส แปลงสัญญาณหรือข้อมูลเพื่อการสื่อสาร การส่ง และการจัดเก็บข้อมูลสัญญาณ เอนโค้ดเดอร์สามารถจำแนกตามลักษณะเฉพาะต่างๆ ได้ดังนี้

● โค้ดดิสก์และสเกลโค้ด ตัวเข้ารหัสที่แปลงการกระจัดเชิงเส้นเป็นสัญญาณไฟฟ้าเรียกว่าสเกลโค้ด และตัวเข้ารหัสที่แปลงการกระจัดเชิงมุมเป็นสัญญาณโทรคมนาคมเรียกว่าโค้ดดิสก์

● ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วย ให้ข้อมูล เช่น ตำแหน่ง มุม และจำนวนรอบ และกำหนดอัตราที่เกี่ยวข้องตามจำนวนพัลส์ต่อรอบ

● ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ ให้ข้อมูลต่างๆ เช่น ตำแหน่ง มุม และจำนวนรอบในการเพิ่มเชิงมุม และการเพิ่มเชิงมุมแต่ละครั้งจะได้รับรหัสเฉพาะ

● ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ไฮบริด ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ไฮบริดจะส่งข้อมูลออกมาสองชุด ชุดหนึ่งใช้ตรวจจับตำแหน่งโพลด้วยฟังก์ชันข้อมูลสัมบูรณ์ และอีกชุดหนึ่งจะเหมือนกับข้อมูลเอาต์พุตของตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยทุกประการ

ตัวเข้ารหัสที่ใช้กันทั่วไปในมอเตอร์：

●ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วย

ใช้หลักการแปลงโฟโตอิเล็กทริกโดยตรงเพื่อส่งสัญญาณพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยมสามชุด ได้แก่ A, B และ Z ความแตกต่างของเฟสระหว่างพัลส์ A และ B ทั้งสองชุดอยู่ที่ 90 องศา ทำให้สามารถประเมินทิศทางการหมุนได้ง่าย เฟส Z คือหนึ่งพัลส์ต่อการหมุนหนึ่งครั้ง และใช้สำหรับกำหนดตำแหน่งจุดอ้างอิง ข้อดี: โครงสร้างหลักการเรียบง่าย อายุการใช้งานเชิงกลโดยเฉลี่ยอาจมากกว่าหมื่นชั่วโมง ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือสูง และเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกล ข้อเสีย: ไม่สามารถส่งสัญญาณข้อมูลตำแหน่งสัมบูรณ์ของการหมุนเพลาได้

● ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์

มีช่องรหัสซ้อนกันหลายช่องตามแนวรัศมีบนแผ่นรหัสวงกลมของเซ็นเซอร์ แต่ละช่องประกอบด้วยเซกเตอร์ที่ส่งผ่านแสงและไม่ส่งผ่านแสง จำนวนเซกเตอร์ของช่องรหัสที่อยู่ติดกันเป็นสองเท่า และจำนวนช่องรหัสบนแผ่นรหัสคือจำนวนเลขฐานสอง เมื่อแผ่นรหัสอยู่ในตำแหน่งที่ต่างกัน องค์ประกอบที่ไวต่อแสงแต่ละองค์ประกอบจะถูกแปลงเป็นสัญญาณระดับที่สอดคล้องกันตามแสงหรือไม่ ทำให้เกิดเลขฐานสอง

ตัวเข้ารหัสประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะคือไม่จำเป็นต้องใช้ตัวนับ และสามารถอ่านรหัสดิจิทัลคงที่ที่สอดคล้องกับตำแหน่งได้ทุกตำแหน่งบนแกนหมุน เห็นได้ชัดว่ายิ่งมีช่องรหัสมากเท่าใด ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และสำหรับตัวเข้ารหัสที่มีความละเอียดไบนารี N บิต ดิสก์รหัสจะต้องมีช่องรหัส N ช่อง ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ 16 บิตในประเทศจีน

3. หลักการทำงานของตัวเข้ารหัส

แผ่นรหัสโฟโตอิเล็กทริกที่มีแกนอยู่ตรงกลาง มีเส้นวงกลมและเส้นสีเข้มเขียนไว้ และมีอุปกรณ์ส่งและรับโฟโตอิเล็กทริกสำหรับอ่านข้อมูล และสัญญาณคลื่นไซน์ 4 กลุ่มจะรวมกันเป็น A, B, C และ D คลื่นไซน์แต่ละคลื่นจะมีเฟสต่างกัน 90 องศา (360 องศาเทียบกับคลื่นรอบวง) และสัญญาณ C และ D จะสลับกันและซ้อนทับบนเฟส A และ B ซึ่งสามารถปรับปรุงสัญญาณให้เสถียรขึ้นได้ และจะมีพัลส์เฟส Z อีกตัวหนึ่งส่งออกในแต่ละรอบเพื่อแสดงตำแหน่งอ้างอิงตำแหน่งศูนย์

เนื่องจากเฟส A และ B ต่างกัน 90 องศา จึงสามารถเปรียบเทียบได้ว่าเฟส A อยู่ด้านหน้าหรือเฟส B อยู่ด้านหน้า เพื่อแยกแยะการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับของตัวเข้ารหัส และสามารถรับบิตอ้างอิงศูนย์ของตัวเข้ารหัสได้ผ่านพัลส์ศูนย์ วัสดุแผ่นรหัสของตัวเข้ารหัสทำจากแก้ว โลหะ และพลาสติก แผ่นรหัสแก้ววางอยู่บนกระจก มีเส้นสลักบางๆ เสถียรภาพทางความร้อนดี ความแม่นยำสูง แผ่นรหัสโลหะผ่านโดยตรง ไม่ใช่เส้นสลัก ไม่เปราะบาง แต่เนื่องจากโลหะมีความหนา ความแม่นยำจึงมีจำกัด เสถียรภาพทางความร้อนแย่กว่ากระจกหลายเท่า แผ่นรหัสพลาสติกมีราคาประหยัด ต้นทุนต่ำ แต่ความแม่นยำ เสถียรภาพทางความร้อน และอายุการใช้งานต่ำ

ความละเอียด - ตัวเข้ารหัสที่จะระบุจำนวนเส้นที่แกะสลักทะลุหรือเข้มต่อการหมุน 360 องศา เรียกว่าความละเอียด หรือเรียกอีกอย่างว่าการจัดทำดัชนีความละเอียด หรือโดยตรงว่าจำนวนเส้น โดยทั่วไปอยู่ที่ 5 ~ 10,000 เส้นต่อการหมุน 1 รอบ

4. หลักการวัดตำแหน่งและการควบคุมการป้อนกลับ

เอ็นโค้ดเดอร์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในลิฟต์ เครื่องมือกล กระบวนการผลิตวัสดุ ระบบป้อนกลับของมอเตอร์ รวมถึงอุปกรณ์วัดและควบคุม เอ็นโค้ดเดอร์ใช้ตะแกรงและแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดเพื่อแปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า TTL (HTL) ผ่านตัวรับสัญญาณ โดยการวิเคราะห์ความถี่ของระดับ TTL และจำนวนระดับที่สูง มุมการหมุนและตำแหน่งการหมุนของมอเตอร์จะถูกสะท้อนให้เห็นด้วยสายตา

เนื่องจากสามารถวัดมุมและตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถสร้างตัวเข้ารหัสและอินเวอร์เตอร์ให้เป็นระบบควบคุมวงปิดเพื่อให้การควบคุมแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงสามารถใช้ลิฟต์ เครื่องมือกล ฯลฯ ได้อย่างแม่นยำมาก

5. สรุป 

โดยสรุป เราเข้าใจว่าตัวเข้ารหัสสามารถแบ่งตามโครงสร้างได้เป็นแบบเพิ่มหน่วยและแบบสัมบูรณ์ ซึ่งทั้งสองแบบจะแปลงสัญญาณอื่นๆ เช่น สัญญาณแสง ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวิเคราะห์และควบคุมได้ ลิฟต์และเครื่องมือกลทั่วไปในชีวิตประจำวันของเรามักอาศัยการปรับตั้งมอเตอร์อย่างแม่นยำ และด้วยการควบคุมแบบวงปิดป้อนกลับของสัญญาณไฟฟ้า ตัวเข้ารหัสพร้อมอินเวอร์เตอร์จึงเป็นวิธีการตามธรรมชาติในการควบคุมที่แม่นยำเช่นกัน