چگونه یک انکودر را انتخاب کنیم؟ (بخش اول)

تمامی فعالان زمینه اتوماسیون و اشخاصی که در حرفه طراحی خطوط تولید کارخانجات و پروژه های بزرگ همچون پروژه های مخابراتی و ایستگاه های رادیویی، ایجاد خط تولید کارخانجات مواد غذایی، دارویی، بسته بندی ، خطوط نورد گرم و سرد شرکت های فولادی و …  دستی در کار دارند می دانند که باید بهترین نوع انکودر را با بالاترین کیفیت و بهترین شرایط پاسخگویی براساس نیاز و البته مناسب ترین قیمت، تهیه و استفاده کنند. همچنین دانشجویان و یا افرادی که پا به رشته برق گذاشته اند نیاز دارند برای تکمیل علم و افزایش توانمندی خود از ادواتی که آن ها را در مسیر پیش رو کمک می کند، اطلاعات مفید کسب نمایند. اما متاسفانه در زمینه انکودر و نحوه انتخاب انکودر بستری جهت دریافت این اطلاعات در ایران یافت نمی شود. ما در اینجا توضیح خواهیم داد که چگونه یک انکودر را انتخاب کنید؟ و بهترین انکودر مورد نیاز برای کار شما چیست؟ 

همچنین شما می توانید از لینک زیر این مقاله را دانلود و بعدا در صورت نیاز مطالعه نمایید. 

اما باید برای اینکه بدانید چگونه یک انکودر را انتخاب کنیم؟ باید اطلاعات اولیه ای را از نوع فعالیت و صنفی که در حال شروع می باشیم از قبل کسب کرده باشیم. این نکته نیز قابل ذکر می باشد که به دلیل بالا بودن تنوع ساخت این محصول در دنیا و صنایع مختلف، ممکن است سوالی از قلم بیافتد. لذا برای اطلاعات بیشتر و مشاوره تخصصی به ما تماس حاصل نمایید. ما به شما کمک خواهیم کرد تا به بهترین انکودر مورد نیاز خود برسید.

 

چگونه یک انکودر را انتخاب کنیم؟

بهترین انکودر مورد نیاز برای کار من چیست؟
 

نحوه انتخاب انکودر چگونه است؟

1. در اولین قدم که مهمترین پرسش می باشد باید مشخص گردد که نوع سیگنال خروجی انکودر مورد نظر باید از نوع افزایشی (Incremental) باشد یا از نوع مطلق (َAbsolute) . تفاوت این دو از قبل در مقاله ای دیگر به تفصیل توضیح داده شد که شما می توانید از لینک های بالا، آن ها را مشاهده نمایید. تفاوت انتخاب این دو بدان معنا می باشد که آیا ما نیاز به انکودری دارای حافظه و دقت فوق العاده بالا می باشیم یا خیر؛ ما فقط سرعت چرخش و فرآیندی تکراری را نیاز داریم. برای درک بیشتر این موضوع، به مثال زیر دقت نمایید:

 

اگر شخصی برای ماشین  CNC خود که دارای سرعت های بسیار متنوع با دقت گردش بالا در چند محور است، نیاز به انکودر دارد مجبور به انتخاب نوع مطلق می باشد؛ و اما اگر شخصی سرعت و تعداد چرخش انکودر را برای اتاقک موتور آسانسور یک ساختمان چند طبقه نیاز دارد بهتر است که از انکودر افزایشی استفاده نماید. البته این مورد را در نظر بگیرید که این مثال بدین معنا نیست که  CNC کاران همیشه از مطلق و یا مهندسین نصب آسانسور از افزایشی فقط استفاده می کنند. مثال ما به طور متوسط و براساس تجربه اعلام گردیده است. آسانسور هایی می باشند که به دلیل بالا بودن تعداد طبقات (برج ها) از انکودر های مطلق (پروتکل  EnDat) استفاده می شود و برعکس، ماشین آلات  CNC وجود دارد که در آن فقط از انکودر های افزایشی استفاده می شود. همچنین باید در نظر گرفت که کنترلری (چه میکروپرسسور، چه درایو یا اینورتر و چه PLC) که وظیفه پردازش سیگنال انکودر را دارد نیز عامل مهمی در انتخاب انکودر است. یعنی مثلا اگر ورودی انکودر مطلق از نوع پروفی باس (Profi-Bus)  باشد امکان اتصال انکودر افزایشی به هیچ عنوان میسر نیست. از جمله پروتکل هایی که زیر مجموعه انکودر های مطلق می باشد می توان به موارد زیر اشاره نمود: 

SSI , Parallel , Profi-Bus , Profi-Net , ModBus , EtherCAT , CANOpen , RS-485 , …

در صورتی که نیاز به مشاوره فنی در مورد انتخاب انکودر پروژه خود دارید با ما تماس حاصل نمایید.

2. بعد از برداشتن اولین قدم، بقیه مراحل آسان تر می گردد. حال باید مشخص شود که انکودر انتخاب شده دارای چه دقت یا رزولوشنی (Resolution) می باشد. معمولا اگر انکودر افزایشی باشد، دقت را با پالس (Pulse) و اگر از نوع مطلق باشند با بیت (Bit) مشخص می نمایند. مثلا اگر بگویند انکودر 1024 پالس مورد نیاز می باشد حتما از نوع افزایشی می باشد. معمولا انکودر ها افزایشی در بازه پالس 1 الی 320.000 پالس تقسیم بندی می شوند. اما دقت در نوع مطلق خود به دو دسته دقت در دور (Single Turn) و دقت تعداد دور (Multi Turn) تقسیم می گردد که در مقاله مربوط به انکودر های مطلق تفاوت این دو کاملا بررسی و تشریح گردید. در این مدل نیز معمولا دقت چه برای ST و چه برای MT ماکزیمم تا 20 بیت (یعنی رزولوشن 40 بیت) طراحی و موجود گردیده است. این دقت تا امروز جر بالاترین رزولوشن انکودر های مطلق شناخته می شود. البته نکته ای دیگر در مورد انکودر مطلق باقی مانده و آن نوع پروتکل انکودر می باشد. سیگنال ارسالی از جانب انکودر به صورت سریال (SSI) و یا بیت به بیت (Parallel) باشد و یا به صورت شبکه های اتوماسیونی از جمله :
Profi-Bus , Profi-Net , ModBus , EtherCAT , CANOpen , RS-485 , …

 

اگر اطلاعاتی در مورد پروتکل های معمول صنعت ندارید یا نمی دانید چگونه یک انکودر را انتخاب کنیم؟ با ما تماس حاصل نمایید. 

3. مرحله بعدی انتخاب ولتاژ تغذیه انکودر می باشد. به طور کلی پروتکل های تغذیه انکودر ها امروزه به دو دسته کلی زیر تقسیم می گردد: 

HTL (NPN,PNP,Voltage, Push-pull, Totem poll) و  TTL (Line-driver)

 انتخاب هر کدام از این دسته ها فارغ از افزایشی یا مطلق بودن انکودر، مستقیم بستگی به کنترلر پشت انکودر دارد. برای اطلاع از کسب اطلاعات در مورد ولتاژ های تغذیه انکودر ها به مقاله زیر مراجعه نمایید. 

4. سوال دیگری که بهتر است در انتخاب انکودر مدنظر قرار گیرد تعداد کانال های مورد نیاز در انکودر های افزایشی می باشد. لازم می باشد که خریدار اطلاعاتی در مورد تعداد کانال های مورد نیاز خود داشته باشد که آن را در اختیار فروشندگان قرار دهند. اگر فقط سرعت چرخش مدنظر باشد کانال A ، اگر سرعت و جهت چرخش مورد توجه باشد، کانال های A و B و اگر تعداد چرخش نیز نیاز به سنجش داشته باشیم به هر سه کانال A و B و Z نیاز می باشد. البته در حال حاضر کمپانی های بزرگ که در زمینه تولید انکودر به صورت تخصصی فعالیت دارند، هر 6 کانال را روی انکودر های خود قرار می دهند تا خریدار در صورت نیاز هر کدام از کانال ها را به انتخاب خود مورد استفاده قرار دهد.

5. تا این مرحله تمامی سوالات و پاسخ آن ها وابسته به اطلاعات الکتریکی و سیگنالینگ انکودر ها بود. از این به بعد سوالات صرفا معطوف به بخش فیزیکی و ابعادی می شود. در اولین قدم باید مشخص گردد انکودر باید به صورت شفت دار (Solid Shaft) باشد و یا هالو شفت (Hallow Shaft) . در مدل شفت دار انکودر مشابه یک موتور الکتریکی می باشد که از آن شفت خارج گردیده و نحوه اتصال آن به بخش مورد سنجش از طریق کوپلینگ (Coupling) و رابط های اتصال فلنچی (Coupling Bell) میسر می گردد. معمولا سایز قطر انکودر های شفت دار از 4 الی 15 سانتیمتر طراحی و ارائه می گردد. در مدل بدون شفت، شفت پشت موتور داخل انکودر شده و از طریق کوپلینگی که روی انکودر می باشد به شفت موتور متصل می گردد. معمولا سایز قطر انکودر های بدون شفت از 6 الی 70 سانتیمتر برای مدل های با بلبرینگ طراحی و ارائه می گردد.

انتخاب سایز شفت هر دو مدل هم مستقیم به قطر شفت موتور بستگی دارد. بهتر است سایز شفت موتور و انکودر یکسان باشد. دلیل این انتخاب یکی بودن نسبت تبدیل و گشتاور راه اندازی یکسان می باشد. فقط یک موضوع در مورد انکودر های هالو شفت باقی می ماند که به تازگی شرکت های مطرح دنیا دست به ابتکار جدیدی زده اند و آن طراحی انکودر های بدون بلبرینگ (Bearing-Less) می باشد. انکودر های بدون بلبرینگ دارای دو بخش مجزا می باشند. بخش سنسور (Sensor) که بخش ثابت می باشد و بخش گردنده (Tap) که به صورت جداگانه نصب و ارائه می گردد. این مدل موقعی مورد استفاده قرار می گیرد که شفت های بسیار بزرگی همچون توربین های بادی نیاز به سنجش موقعیت (Position) داشته باشند.

 

6. از جمله مواردی که باید گوشه چشمی داشت، نوع خروجی انکودر می باشد. انکودر به صورت کابلی می باشد یا کانکتوری؟ و اگر کابلی می باشد متراژ کابل آن چند متری می باشد و یا اگر کانکتوری می باشد چند پین است؟

7. و اما آخرین فاکتوری که باید به آن توجه ویژه ای نمود، محل نصب انکودر می باشد. متاسفانه خیلی از فروشندگان این توضیح را برای خریداران توضیح نمی دهند و این امر دچار خرابی انکودر بعد از تهیه می باشد. در آخرین مرحله بعد از اینکه به پاسخ تمامی سوالات بالا دست یافتید باید محل نصب انکودر را مشخص نمایید. شرایط محیطی منوط به دمای کاری، درجه حفاظت (IP)، میزان گشتاور و سرعت وارد شده به انکودر، صنعت مورد نظر و … می باشد. اجازه بدهید این مورد را به صورت مثالی توضیح دهیم. اگر صنعت شما شرایط مناسبی دارد انکودر مناسب برای شما مدل های صنعتی (Industry Encoder) می باشد. این شرایط در صنایعی همچون آسانسور، خطوط تولید کاغذ و مقوا، تولید شیشه، کارخانجات کابل و سیم، موکت سازی و … دیده می شود. اما اگر محیط دارای شرایط نامناسب می باشد ( مثلا دمای بالا 70 درجه سانتی گراد، یا مواجه پاشش آب و مایعات، یا وجود گرد و غبار ، یا عملکرد در زیر آب با عمق بالا IP69K) شما دیگر امکان استفاده از انکودر های معمولی را ندارید و باید از مدل های سخت کار (Heavy Duty Encoder) استفاده نمایید. صنایعی همچون نساجی، فولاد و ذوب آهن، سیمان، نفت و گاز و پتروشیمی و … جز محیط های سخت کار می باشد.

پس اگر بخواهیم تمامی سوالات را در یک نگاه جمع بندی نماییم :

 

1.  نوع انکودر افزایشی (Incremental) می باشد یا مطلق (Absolute) و اگر مطلق می باشد چه پروتکلی ؟
2.  دقت مورد نیاز چند می باشد؟
3.  تغذیه انکودر چند ولت می باشد؟
4.  انکودر به صورت شفت دار (Solid Shaft) است یا هالو شفت (Hallow Shaft) ؟ و هر کدام چه سایزی ؟
5.  خروجی انکودر کابلی می باشد یا کانکتوری؟
6.  شرایط محیطی انکودر مناسب (Industry Encoder) می باشد یا شرایط سخت کار (Heavy Duty Encoder) دارد؟

در انتها امیدواریم که از مقاله چگونه یک انکودر را انتخاب کنیم؟ تواننسته باشید اطلاعات لازم را کسب نموده باشید. همچنین این مورد اشاره می شود و در حال حاضر بیشمار انکودر طراحی و ساخته می شود. این شرکت قابلیت معادل سازی تمامی انکودر ها و طراحی و ارائه برای مشتریان عزیز می باشد. در صورت لزوم از تماس با ما دریغ نفرمایید.

گردآورنده و نویسنده: 

مهندس پدرام