انکودر یا كد گذارها در دو نوع افزایشي (Incremental) و مطلق (Absolute) موجود هستند كه در اتوماسیون صنعتی بویژه در تعیین موقعیت سروو موتورها مورد استفاده قرار مي گیرند.
اصطلاح رمزگذار (انکودر)به الماني اطلاق مي گردد كه خروجي دیجیتالي در اثر جابه جایي زاویه اي یا خطي تولید كند.
رمزگذار، افزایش تغییرات جابجایي زاویه اي یا خطي را نسبت به نقطه مبنا آشکار مي سازد .حال آنکه یك رمزگذار محض، محل واقعي زاویه اي یا خطي را خواهد داد. یك اشعه نور، از یك دیود گسیلنده نور (led) ، از شیارهاي روي دیسك عبور كرده و توسط یك حسگر نوري مثل دیود یا ترانزیستور نوري، آشکار مي شود. هنگامي كه دیسك حركت مي كند اشعه نور بطور متناوب قطع وارسال مي شود و بنابراین یك خروجي پالس از حسگر نوري تولید خواهد شد تعداد پالسها متناسب با زاویه اي است كه دیسك گردش كرده است، دقت با تعداد شیارهاي روي دیسك نسبت دارد. مثلا دیسکي با 60 شیار، از آنجائیکه هر دور 360درجه است .حركت از یك شیار به شیار دیگر 6 درجه مي باشد.همچنین با استفاده از شیارهاي فرعي مي توان براي هر دور یك هزار شیار داشت و در نتیجه دقت بالاتري را بدست آورد.
درسیستم هاي صنعتي و بلاخص اتوماسیون صنعتی رمزگذار مطلق با رمزگذار افزایشي تفاوت هائي دارند كه داراي یك الگوي سوراخهاي هستند كه محل هرزاویه خاص را تعریف مي كند مثلا اگر انکدرافزایشي از سه مجموعه سوراخ استفاده كند و مي تواند یك خروجي 3 بیتي تولید كند
رمزگذارهای انکدر كاربردي داراي 10 تا 12 شیار مي باشند تعداد بیتهاي خروجي دودویي حاصل برابر با تعدا شیارها مي باشد .بنابران با سه شیار سه بیت خواهیم داشت و در نتیجه تعداد محلهایي كه مي توانند آشکار شوند 8=2^3 خواهد بود، یعني دقتي برابر با360/8=45 با 10 شیار داراي بیت هستیم و تعداد محلهایي كه میتواند آشکار شود 10^2=1024و دقت زاویه اي 360/1024=0/35خواهد بود. همانطور كه گفتیم انکودر یك ماشین الکتریکي براي نشان دادن یا اشاره كردن به وضع یا تامین موقعیت در اتوماسیون صنعتی است.
اشاره شد كه نوعي از انکودر از سنسورهاي نوري براي تولید یك سري پالسها استفاده مي كنند. در این نوع انکدرها یك دیسك بسیارنازک و یك دیود ساتع كننده نور وجود دارد كه وقتي دستگاه روشن است، نور ساتع شده از دیود بر مركز دیسك شیشه اي متمركز مي شود به این صورت كه نور یك ترانزیستور نوري را كه روي یکي دیگر از خطوط دیسك شیشه اي قرار دارد را فعال مي كند كه این نور مي تواند از دیود نمایان شود.دیسك روي یك موتور شفت نصب مي شود یا راه دیگري كه براي حس كرد موقعیت وجود دارد آن است كه وقتي شفت مي چرخد دیسك را هم بچرخاند وقتي خطوط دیسک روشن هستند كه نور LED روي فتو ترانزیستور متمركزباشد در این حالت بعد از مدت زماني فتوترانزیستور به اشباع مي رود و یك موج الکتریکي به صورت مربعي ایجاد خواهد كرد.
یك انکودر با یك مجموعه از پالسها نمي تواند مفید باشد به دلیل اینکه قادر به نمایان كردن جهت چرخش نخواهد بود. انکودرهاي چرخشي باید داراي مجموعه دومي از پالسها باشند كه این مجموعه (خارج) جدا از مجموعه پالسي اولیه باشد و یك پالس واحد آن نشان دهنده زمان چرخش یك دوره كامل دیسك باشد.شکل زیر نشان مي دهد یك نمونه از دو مجموعه پالس را كه آنها خارج از مرحله مي باشند
از آنجائیکه این دو مجموعه پالسي مستقل از یك دیگرند این امر مشکل ساز خواهد بود براي تعیین جهت در حال چرخش شفت وقتي كه نوبت فازي بین دو مجموعه اول و دوم قرار مي گیرد.
مجموعه پالس اول معروف به A و مجموعه دوم به B مي باشد یك منبع نور سومي هم به كار مي رود براي نمایان كردن وضعیت یك پالس فرد كه تولید مي شود در اثر رولیشن (چرخش).
شکل بالا نمونه هائي از مجموعه پالس B,A و پالس فرمان را نشان مي دهد اگر مجموعه پالس A قبل از پالس B وجود داشته باشد شفت در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد ولي اگر پالس B زودتر از پالس A وجود داشته باشد شفت در جهت عکس عقربه هاي ساعت مي چرخد و پالس C وجود پیدا مي كند بخاطر چرخش، به این پالس فرمان مي گویند كه استفاده مي شود در شمارش تعداد دورهاي چرخش شفت متصل به انکودر.
چنانچه از انکودر افزایشي مشروط به یکي از پالسها استفاده شود باید از home switche همراه با آن استفاده كرد براي اطمینان از اینکه انکودر واقعا با نقطه شروع به كارفیکس (تنظیم) باشد.انکودرهاي چرخشي اولیه از فلز (منظور دیسك آنهاست) ساخته مي شدندكه درصنعت اتوماسیون صنعتی مفید نبودند و نتیجه حاصله ازآنها از دقت كمي برخوردار بود انکودرهاي چرخشي امروزي از شیشه هاي شفاف كه داراي قسمت هاي تیره چاپ شده هستند كه این قسمت ها فرم میله اي دارند.
در بیشتر انکودرهاي چرخشي قسمتهاي تیره چاپي راه نور را سد مي كنند و بقیه دیسك شیشه اي كه شفاف است به نور اجازه عبور مي دهد.
این نوع جدید هم یك سلسله بالس همانند سیستم قدیمي انکودرهاي چرخشي فلزي كه داراي سوراخ به جاي قسمتهاي تیره بودند، تولید مي كند. این نوع انکودرهاي شیشه اي داراي قسمتهائي از 100 تا 6000 مي باشد. این بدان معني است كه انکودر 100 قسمتي براي هر 6/3 درجه یك قسمت تیره دارد و انکودر6000 قسمتي براي هر 06/0 درجه یك قسمت تیره خواهد داشت.
شفت انکودر براي چرخیدن باید به شفت موتور متصل شده باشد.(این كار توسط یك پیچ گرد یادنده تبدیلي انجام ميشود و نتیجه این كار تولید یك حركت طولي ميباشد)
براي بدست آوردن بیشترین دقت (راندمان) چون دیسك نميتواند در این صورت میزان باثبات و مناسبي از نیروي چرخشي را بگیرد یا بدست آورد.
به این دلیل در انکودرهای چرخش جدید از شیشه گردنده با قسمت هاي چاپي استفاده مي شود.
در این شیشه هاي چاپي براي بوجود آوردن قسمتهاي تیره پي در پي از مواد شیمیائي استفاده مي شود.
مجموعه پالس دوم در این نوع از انکودرها توسعه پیدا كرده است.(توسط یك منبع نور دوم و دریافت كننده نور دوم در گوشه اي متمایز و جدا از مجموعه اول)
در این صورت مجموعه پال دوم بایستي به اندازه تفکیك زاویه دو منبع از سطح سوراخ كاري شده دیسك شیفت پیدا كند از مجموعه اول.
به این ترتیب انکودر چرخشي فرصت مي یابد براي نمایان كردن اطلاعات میزان افزایش و تغیر جهت روي یك سري از میله هاي چاپي تیره در دیسك، و مجموعه پالس دوم براي تعیین جهت چرخش در انکودرهاي چرخشي مورد استفاده قرار مي گیرد.
شکل زیر یك نمونه از شیشه هاي چاپي انکودرچرخشي و دیاگرام منبع نور ودریافت كننده آن را نشان مي دهد و هم چنین شما مي توانید دیسك شیشه اي را با خطوط بسیار نازک كه روي آن كشیده شده است را مشاهده كنید. خطوط سیاه قسمت هاي تیره هستند كه جلوي نور را سد مي كنند. دیاگرام شکل زیر فقط یك منبع نور و دریافت كننده آن را نشان مي دهد منبع نور دوم و دریافت كننده آن نیز قرار مي گیرند روي انکودر به گونه اي كه تولید مي كند مجموعه پالس مبداء را
یك اشکال بزرگ انکودرهاي افزایشي این هست كه شمارش پالسهاي آن دریك میانگیر یا اكسترنال كانتر(Caunter Eaternal) ذخیره ميشود.
اگر برق قطع شود و یا به هر حال اختلال پیدا كند شمارش گم خواهد شد.( نقطه صفر براي دستگاه به هنگام راه اندازي مجدد كم یا تعریف نشده است)
این بدان معناست، چنانچه قدرت را از یك ماشین الکتریکي با انکودري با چرخاننده الکتریکي در اتوماسیون صنعتی است بگیریم.
بخاطر تعمیرات یا هر شب بعد از ساعات كاري باشد دیگر انکودر موقعیت صحیح را نخواهد دانست.
انکودر بایستي به كار رود به صورت یك كلید بازتاب خانه براي آشکار ساختن موقعیت درست ماشین .
انکودر افزایشي بكار ميرود بصورت یكhoming routine براي افزایش نیروي موتور تاوقتيكه خانه لیمیت سوئیچ فعال باشد.(چنانچه خانه لیمیت سوئیچ فعال باشد میانگیر و كانتر روي صفر تنظیم هستند و سیستم روي نقطه ثابت قرار دارد)
براي حل این مشکل از انکودرهاي مطلق استفاده ميشود كه در این صورت ماشین همیشه موقعیتش را خواهد دانست.
از چندین گروه از قطعات به فرم دایره هاي متحدالمركز نقطه شروع دایره هاي متحدالمركز درمركز دیسك انکودر چرخشي است.(چنانچه حلقه بسمت محیط دایره برود هریك داراي دوبرابر قطعه نسبت به حلقه قبلي و داخلي تر خود خواهند داشت)
اولین حلقه كه داخلي ترین حلقه هاست یك قسمت شفاف و یك قسمت تیره خواهد داشت.
حلقه سوم نیز از هر یك از قطعات 4 قسمت خواهد داشت اگر انکودر داراي 10 حلقه باشد.
آخرین حلقه یا دورترین آن از مركز داراي 512قطعه مي باشد .
چنانچه هرحلقه از انکودر ابسولت داراي دوبرابر قطعه ازحلقه قبلي خود باشد بین شماره ها یك سیستم باینري برقرار ميشود.
مزیت انکودر ابسولت geared downبودن آنست و مزیت دیگر آن یك دور چرخش دیسك دركل مدت چرخش ماشین خواهد بود.
اگر طول چرخش ماشین 10اینچ باشد انکودر 16بیت و دقت این ماشین برابر با 10/65536 مي شود.(كه برابر با 0/00015اینچ است)
اگر مدت چرخش ماشین طولاني باشد به اندازه هر دامنه،یك ریزالور بزرگ مي تواند نگه دارد.
لبه اي از هرفوت چرخش را، و ریزالور(برطرف كننده) دوم ميتواند نگه دارد موقعیت را درحدود یك فوت.
این بدان معناست كه انکودر coarse مي تواند دنده اي باشد.(همچنین آن باعث یك چرخش باز دروني به اندازه 6 فوت مي شود)
حال آنکه fine resolver به صورت دنده اي است و دقت داخلي آن به اندازه 1foot افزایش خواهد داشت.
شکلهاي بالا یك نمونه از دیسك انکودرهاي مطلق چرخشي نشان مي دهند.(قسمتهاي دایره اي را و همچنین آن دیگرام محل 00منبع نور و 00ریسور آن را نشان ميدهد)
چنانچه انکودر مطلق تولید كند فقط یك شماره براي هرموقعیت داخلي، آن ميدهد كه روي میاني ترین نقطه قرار دارد.(همچنین این انکودر نیازي به داخل شدن به نقطه خانه (home) را ندارد)
استاتور دو موج به وجود مي آورد یکي موج A و دیگري موج B، موج A قرار مي گیرد با زاویه اي جلوتر از موج Bروتور در حال كار هم تولید مي كند یك موج سوم به نام C اینها تغذیه مي شوند توسط یك ولتاژ سینوسي و روي محور خود مي گردند.
سیگنال موج C استخراج مي شود از دو موجb,a چرخش موج c علت مهم تحریك سیگنالهاي استخراجي براي تغییر جهت و زاویه موقعیت مي باشد ولتاژ تولیدي در a تربیع ولتاژ تولیدي در B مي باشد. هر موقعیت در طول چرخش یك ارزش مختلف تولید مي كند براي تركیب b,a تصویر زیر این امر را توضیح مي دهد. به كار بردن خروجي هر دو موج یك موقعیت ثابت (مطلق) مي دهد چنانچه هر موقعیت داراي تركیب مختلفي از B,A مي باشد.
