انکودر چیست و چه کاربردی در صنعت آسانسور دارد؟

زمانی که مهندسین موفق شدند برای کاهش لرزش آسانسور از سیستم VVVF بهره ببرند اما همچنان این دغدغه وجود داشت که چطور به فرکانس مطلوب و واقعی برسند. بنابراین تصمیم بر آن شد تا از سیستم کلوز لوپ یا همان حلقه بسته استفاده نمایند که لازمه آن بهره مندی از اینکودر می باشد.

اینکودر حسگری است که به محور چرخ، چرخ دنده یا موتور وصل می شود و میتواند میزان چرخش را اندازه گیری کند و با اندازه گیری میزان چرخش می توان جا به جایی، سرعت، شتاب یا زاویه چرخشی را تعیین کرد.

به این ترتیب ما با استفاده از انکودر، مشخصات حرکتی شافت موتور را لحظه به لحظه در اختیار تابلوفرمان قرار می دهیم و تابلوفرمان نیز به کمک درایو، مطلوب ترین فرکانس را در اختیار موتور قرار می دهد تا حرکتی بسیار نرم و لذت بخش داشته باشیم.

معمولا انکودرها از نوع نوری می باشند و یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز در دو سمت یک جسم مکانیکی چرخنده (دیسک شیاردار) قرار می گیرند و پالسهای الکتریکی تولید میکنند.
به عبارت دیگر می توان گفت زمانی نور ارسالی توسط فرستنده از شیارهای چرخنده عبور می کند توسط گیرنده دریافت می گردد و مقدار ولتاژ خروجی یک میشود و زمانی که نور ارسالی به پره ها برخورد می کند توسط گیرنده دریافت نمی شود و مقدار ولتاژ خروجی از گیرنده صفر می گردد به این ترتیب پالسهای الکتریکی تولید می شود.

انکودرها سه دسته اند:
۱٫ انکودر نسبی: یه این صورت که یک گیرنده و فرستنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیار دار قرار میگیرد. در این نوع از انکودرها صرفا موقعیت نسبی جسم چرخنده نسبت به موقعیت اولیه اندازه گیری می شود و نمی توان جهت چرخش را مشخص کرد.
۲٫ انکودر افزایشی: در این نوع انکودرها از دو فرستنده و گیرنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیاردار با فاصله مشخص استفاده میشود بنابراین با چرخش چرخ ما دو پالس خروجی داریم که با یکدیگر اختلاف فاز دارند و براساس آن میتوان جهت چرخش را نیز مشخص نمود.
۳٫انکودر مطلق: در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده میشود که بخشهای خاصی از آن سیاه شده اند واز چندین فرستنده گیرنده (به طور مثال ۸ جفت) استفاده می شود. در هر لحظه تعدادی از این گیرنده ها صفر و برخی یک را نشان میدهد بدین ترتیب یک عدد باینری میدهد که زاویه بین صفر تا ۳۶۰ درجه را میتوان محاسبه کرد.

اینکودر دستگاهی است الکترونیکی که اطلاعات دریافتی را به صورت کد ( رمز ) ارسال می نماید و در پایانه این اطلاعات توسط دستگاه دیگری به نام دیکودر رمزگشائی و بنا به نیاز پردازش می گردد. در بسیاری از دستگاه های اندازه گیری برای ارسال اطلاعات از اینکودر استفاده می شود که این دستگاه نیز توسط سازندگان آن اینکودر نامیده می شود .
اینکودر ( ENCODER ) وسیله ای برای اندازه گیری میزان جابجائی از نقطه ای به نقطه دیگر است. این وسیله به اشکال و با میزان دقت های متفاوتی ساخته می شود. اندازه گیری این جابجائی می تواند حول یک محور به صورت دوران یا اندازه گیری مسیر در طول ، عرض ، ارتفاع و یا تلفیقی از حالات ذکر شده باشد.
اینکودرها از طریق یک وسیله مدرج شده متناسب با نوع حرکت ، که انواع آن توضیح داده می شود و دو سنسور A و B ، دو سیگنال تولید می کنند . این سیگنالها به نام سیگنال سنسور A و سیگنال سنسور B نامیده می شوند و با ثابت بودن وسیله مدرج شده و حرکت سنسورها و یا ثابت بودن سنسورها و حرکت وسیله مدرج شده تولید می شوند . هرچه تعداد سیگنالهای تولید شده در یک فاصله ثابت بیشتر باشد واحد اندازه گیری کوچکتر و در نتیجه دقت اندازه گیری بیشتر می شود .
این سیگنالها به دو شکل آنالوگ و یا دیجیتال تولید می شوند و همانگونه که در شکل ۲ مشخص است ( به استثناء سیستم پرچمی FLAG ، اگر مدت زمان یک سیگنال را تا سیگنال بعدی در یک حرکت با سرعت ثابت و تقسیمات ۳۶۰ درجه در نظر بگیریم ، ۱۸۰ درجه سطح پائین ( صفر منطقی ) و ۱۸۰ درجه سطح بالا ( یک منطقی ) می باشند . حال اگر دو سیگنال A و B را با هم مقایسه کنیم شاهد این تقسیمات به چهار منطقه ۹۰ درجه ای خواهیم بود که اختلاف ۹۰ درجه ای این دو سیگنال در هم سطح شدن و پردازش آن می تواند منتهی به تشخیص جهت حرکت شود .

به این ترتیب که اگر سیگنال A اول یک منطقی شود و با اختلاف ۹۰ درجه سیگنال B در سطح یک منطقی قرار گیرد جهت حرکت به یک سو و در صورتی که سیگنال B اول یک منطقی شود و با اختلاف ۹۰ درجه سیگنال A در سطح یک منطقی قرار گیرد ، جهت حرکت مخالف جهت اول تشخیص داده می شود . اینکودرها سیگنال سومی به نام Z دارند که این سیگنال را مرجع ( REFRENC ) می نامند .
اینکودرها بنا به نیاز مصرف برای تولید تعداد سیگنالهای مختلف ساخته می شوند که می توان به انواع یک سیگنال ، ۲ سیگنال ، ۳ سیگنال و ۶ سیگنال اشاره کرد .
نوع ۶ سیگنال آن تشکیل شده از سیگنالهای A و B و Z است که قبلاً به آنها اشاره شد . سه سیگنال بعدی سیگنالهای ” Aو ” Bو ” Z هستند که این سیگنالها دقیقاً مخالف سیگنالهای A و B و Z عمل می کنند . به این ترتیب که وقتی سیگنال Aدر سطح منتفی یک قرار دارد سیگنال ” Aدر سطح منطقی صفر قرار می گیرد . عملکرد سیگنالهای ” Bو ” Zنیز همانند سیگنال ” Aاست .
رایج ترین نوع اینکودرها که برای اندازه گیری میزان جابجائی در سطح مورد استفاده قرار می گیرد ، سخت افزار ماوس ( mouse ) است که روی اکثر میزها در کنار کامپیوترها دیده می شود برای لمس کردن نحوه عملکرد اینکودرها شما می توانید با بازکردن قاب این دستگاه شاهد دو صفحه مدرج دوار ، دو سنسور نوری و مدار الکترونیکی باشید . با حرکت دادن ماوس در سطح ، گوی زیرین به حرکت درآمده و باعث حرکت صفحه مدرج در میان سنسورها می گردد به همین طریق سیگنالهای A و B تولید می شوند . پردازش این سیگنالها میزان جابجائی حول محور X و Y را تعیین می کند .
سنسورها :
سنسورها انواع گوناگونی دارند که کاربرد هر کدام متفاوت است . از انواع آن می توان سنسورهای تماسی ( سوئیچ های مکانیکی ) غیر تماسی آهنربائی ( MAGNETIC ) و نوری ( OPTICAL ) را نام برد .

سوئیچ های مکانیکی :
سوئیچ های مکانیکی با تماس فعال و یا غیر فعال می شوند مانند سوئیچهائی که در سیستم مدار ایمنی آسانسور و یا شناسائی مورد استفاده قرار می گیرد .
آهنربائی ( MAGNETIC )
سنسور آهنربائی به میدان مغناطیسی حساس است مانند سنسورهائی که برای شناسائی طبقات مورد استفاده قرار می گیرد .
سنسور نوری
این نوع سنسورها از یک فتودیود و یک فتوترانزیستور تشکیل شده اند که اصطلاحاً به فتودیود فرستنده و به فتوترانزیستور گیرنده می گویند این سنسور با عبور از روی وسیله مدرج و قطع و وصل شدن ارتباط بین گیرنده و فرستنده سیگنال تولید می کند .
وسیله مدرج :
وسیله مدرج تعیین کننده تعداد سیگنالهای تولید شده توسط سنسورها است که سه نوع آن به شرح ذیل می باشند :
۱٫ نوار TAPE
۲٫ صفحه دوار
۳٫ پرچم FLAG
۱٫ نوار TAPE
این نوع معمولاً در اینکودرهائی که سنجش اندازه حرکت در طول و یا ارتفاع را بر عهده دارند تعبیه می گردد . در این روش از یک نوار پانچ شده و یا نوار انعکاسی استفاده می شود .
۲٫ صفحه دوار
این نوع معمولاً در اینکودرهائی که سنجش اندازه حرکت در طول و یا ارتفاع را بر عهده دارند تعبیه می گردد . در این روش از یک نوار پانچ شده و یا نوار انعکاسی استفاده می شود .
۳٫ پرچم
FLAG در این روش با قراردادن پرچمها در محلهای مورد نیاز و عبور سنسور از روی پرچمها ، سیگنال تولید می شود . آلیاژ پرچمها باید از نوعی باشد که سنسورها نسبت به آن حساس باشند برای مثال اگر از سنسورهای حساس به میدان مغناطیسی استفاده می شود باید جنس پرچمها از نوع مگنت ( آهن ربائی ) باشد .