Encoder không còn là một khái niệm xa lạ đối với nhiều người thông hiểu về ngành gia công cơ khí. Thế nhưng vẫn có những bạn chưa thực sự hiểu về khái niệm này. Chính vì vậy, bài viết dưới đây sẽ trả lời cho câu hỏi Encoder là gì? Cũng như là những ứng dụng của nó trong đời sống. Chúng ta cùng tham khảo nhé!
Tóm Tắt Nội Dung
Encoder là gì?
Encoder là một bộ phận không thể thay thế trong hệ thống sơ đồ cấu tạo của một máy CNC. Có thể hình dung nó được xem như bộ phận công tơ mét ở xe máy hay ô tô. Nó có chức năng đo lường và hiển thị các thông số về tốc độ của máy. Từ đó người sử dụng có thể nắm rõ được các thông số qua hệ thống giám sát của máy tính điều khiển.
Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận có chức năng đo lường dịch chuyển thẳng hoặc góc. Đồng thời thay đổi vị trí góc/vị trí thẳng mà nó xác nhận được trở thành tín hiệu nhị phân.
Phân loại Encoder
Encoder có nhiều loại khác nhau. Mỗi loại lại có một xuất xứ riêng. Thế nhưng đa phần được chia thành hai loại chính. Cụ thể như sau:
- Encoder tuyệt đối: sử dụng đĩa theo mã nhị phân hoặc mã Gray.
- Encoder tương đối: có tín hiệu tăng dần hoặc dựa theo chu kỳ.
Encoder kiểu tuyệt đối
Encoder được thiết kế gồm những phần sau:
- Bộ phát ánh sáng (LED)
- Đĩa mã hoá (gồm dải băng mang tín hiệu)
- Một bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra (photosensor).
Đĩa mã hoá trong Encoder tuyệt đối được thiết kế từ chất liệu trong suốt. Ta có thể chia mặt đĩa thành các góc đều nhau và các đường tròn đồng tâm.
Các phân tố diện tích được hình thành từ các đường tròn đồng tâm và bán kính giới hạn các góc.
Tập hợp tất cả các phân tố diện tích cùng được giới hạn bởi 2 đường tròn đồng tâm được gọi là dải băng. Số dải băng phụ thuộc hoàn toàn vào công nghệ sản xuất (chủng loại sản xuất). Ứng với một dải băng cho ta được một đèn LED và một bộ thu.
Encoder kiểu tương đối
Đa phần thì Encoder tương đối đều được thiết kế khá giống nhau. Chỉ khác đĩa mã hoá. Trong Encoder tương đối thì đĩa mã hoá được thiết kế gồm 1 dải dây băng tạo xung. Trên dải dây băng này được phân thành nhiều lỗ bằng nhau và cách đều nhau.
Khi đĩa quay và ánh sáng chiếu được 1 lỗ thì bộ thu có chức năng nhận tín hiệu từ đèn LED. Lúc đó encoder sẽ ghi nhận giá trị lên 1 biến điểm.
Cấu tạo của Encoder
Encoder được thiết kế với nhiều bộ phận khác nhau. Cụ thể như:
- 1 đĩa quay có khoét lỗ để lắp vào trục động cơ
- 1 đèn LED có chức năng làm nguồn phát sáng
- 1 mắt thu quang điện được xếp thẳng hàng
- Bảng mạch điện có khả năng khuếch đại tín hiệu
Nguyên lý hoạt động của Encoder
Khi Encoder chuyển động, bộ chuyển đổi sẽ đảm nhận chức năng xử lý các chuyển động và biến đổi thành các tín hiệu điện. Các tín hiệu sau khi được chuyển đổi sẽ được truyền đến các thiết bị điều khiển PLC. Ở đó sẽ được xử lý để biểu thị các giá trị cần đo lường bằng chương trình riêng biệt.
Kể cả có ánh sáng chiếu qua tín hiệu hay không chiếu qua, ta vẫn có thể ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ này hay không. Không chỉ vậy, số xung đếm được và tăng lên được xác định bằng số lần ánh sáng bị cắt.
Xác định chiều quay của động cơ
Encoder thường được thiết kế với 2 tín hiệu xung A và B. Chúng có khả năng giúp ta xác định dễ dàng hơn chiều quay của động cơ. Tín hiệu Z là tín hiệu chỉ xuất hiện khi động cơ đã quay hết 1 vòng.
Để có thể xác định được chiều quay của động cơ. Đầu tiên, đèn led phát tín hiệu. Khi ấy hai pha A và B có chức năng thu tín hiệu. Từ đó A và B sẽ tạo ra các xung vuông bật tắt theo trình tự. Dựa vào sự chênh lệch tần số giữa A và B, từ đó ta có thể phân biệt được chiều quay của động cơ.
Một encoder thông thường sẽ có 6 dây hoặc 4 dây tùy mỗi loại. Các dây bao gồm:
- 2 dây nguồn
- 2 dây pha A và B
- 1 dây pha Z
2 dây A và B có chức năng giúp ta có thể xác định được không chỉ số vòng quay mà còn vận tốc, chiều quay của động cơ. Nếu ta muốn lập trình xử lý tín hiệu encoder, ta chỉ cần nối 2 dây tín hiệu A và B vào 2 chân timer. Hoặc có thể ngắt ngoài của vi điều khiển, thiết bị vi điều khiển ở chế độ counter. Vi điều khiển sẽ đếm xung từ vi điều khiển.
Vị trí lắp đặt Encoder
Thông thường encoder được lắp đặt ở 3 vị trí cơ bản
- Lắp đằng sau động cơ Servo
- Lắp trên trục động cơ Linear, áp dụng cho các chuyển động tịnh tiến
- Lắp trên băng tải: có chức năng xác định tốc độ của băng tải…
Ứng dụng của encoder ở đâu?
Bộ mã hoá encoder được coi là một nguồn không thể thiết trong nhiều ứng dụng. Dù có liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau như tốc độ, hướng hoặc khoảng cách, khả năng encoder sẽ giúp cho người sử dụng thông tin này để xác định chính xác.
Ứng dụng về biểu thị tốc độ
Để một máy bơm có thể bơm chất lỏng vào bồn chứa thì cần phải lắp đặt với biến tần. Khi đó chất lỏng được bơm vào bồn phải có tốc độ xác định. Việc encoder kết nối với biến tần có chức năng giúp phản hồi tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp
Ô tô
Trong ngành công nghiệp ô tô, encoder được ứng dụng trong việc sản xuất cảm biến chuyển động cơ học. Có khả năng kiểm soát tốc độ.
Điện tử tiêu dùng và thiết bị văn phòng
Bộ mã hoá encoder được coi như một thiết bị dựa trên PC, máy in hay máy quét
Công nghiệp
Encoder được ứng dụng trong công việc dán nhãn, đóng gói và chế tạo máy với bộ điều khiển động cơ đơn và đa trục.
Y tế
Bộ mã hoá encoder được ứng dụng trong máy quét y tế. Không chỉ vậy còn có chức năng điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động và bơm phân phối.
Quân đội
Được ứng dụng trong thiết kế ăng ten định vị
Dụng cụ khoa học
Định vị kính viễn vọng quan sát.
Bài viết dưới đây là những kiến thức quan trọng về Encoder cũng như những ứng dụng của nó trong đời sống. Chúng tôi hy vọng bạn sẽ có những kiến thức hữu ích cho bản thân. Hẹn các bạn ở những bài viết tiếp theo.
BÀI VIẾT LIÊN QUAN