ENCODER TỪ A-Z : CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ VÀ PHÂN LOẠI ENCODER

1. ENCODER LÀ GÌ?

Encoder hay còn gọi là Bộ mã hóa quay hoặc bộ mã hóa trục, là một thiết bị cơ điện chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tín hiệu đầu ra analog hoặc kỹ thuật số. Encoder được dùng để phát hiện vị trí, hướng di chuyển, tốc độ… của động cơ bằng cách đếm số vòng quay được của trục.

Trong máy CNC encoder được dùng gia công cơ khí chính xác hoàn toàn tự động. Điều khiển và xác định các góc quay của dao hoặc bàn gá, hiển thị trên máy tính là đường thẳng hoặc góc bao nhiêu độ. 

XEM THÊM: Encoder chuyên cho CNC

Trong robot tự động, encoder được dùng để xác định tọa độ cánh tay robot. Ngoài ra, encoder còn được gặp trong thang máy, máy cán tôn, máy cắt thép, máy dán tem sản phẩm, băng tải băng chuyền...

XEM THÊM: Encoder chuyên dụng cho thang máy

2. CẤU TẠO ENCODER

Encoder cấu tạo chính gồm:

• Đĩa quang tròn có rảnh nhỏ quay quanh trục: Trên đĩa được đục lỗ (rãnh), khi đĩa này quay và chiếu đèn led lên trên mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt quãng xảy ra. Các rãnh trên đĩa chia vòng tròn 360^o thành các góc bằng nhau. Và một đĩa có thể có nhiều dãy rãnh tính từ tâm tròn.
• Bộ cảm biến thu (photosensor)
• Nguồn sáng (Light source).

3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Khi đĩa quay quanh trục, trên đĩa có các rãnh để tín hiệu quang chiếu qua (Led). Chỗ có rãnh thì ánh sáng xuyên qua được, chỗ không có rãnh ánh sáng không xuyên qua được. Với các tín hiệu có/không người ta ghi nhận đèn Led có chiếu qua hay không.

Số xung Encoder được quy ước là số lần ánh sáng chiếu qua khe. Ví dụ trên đĩa chỉ có 100 khe thì cứ 1 vòng quay, encoder đếm được 100 tín hiệu. Đây là nguyên lý hoạt động của loại Encoder cơ bản, còn đối với với nhiều chủng loại khác thì đương nhiên đĩa quay sẽ có nhiều lỗ hơn và tín hiệu thu nhận cũng sẽ khác hơn.

Cảm biến thu ánh sáng sẽ bật tắt liên tục, từ đó:

• Tạo ra các tín hiệu dạng xung vuông.
• Tín hiệu dạng xung sẽ được truyền về bộ xử lý trung tâm để  đo đạc, xác định vị trí/ tốc độ của động cơ.

4. PHÂN BIỆT ENCODER TƯƠNG ĐỐI VÀ ENCODER TUYỆT ĐỐI

ĐĨA 8 BIT – 8 VÒNG

ĐĨA 2 BIT – 2 VÒNG

Incremental encoder (Tương đối): Tương ứng đĩa 2bit, cho ngõ ra dạng xung vuông pha AB, hoặc ABZ hoặc ABZA|B|Z| (đọc là A đảo, B đảo, Z đảo). Loại Encoder có 2 tín hiệu xung A và B là phổ biến nhất. Tín hiệu khe Z là tín hiệu để xác định động cơ quay được một vòng.

Từ số xung, Encoder có số dây tương ứng: 6 hoặc 4 dây tùy loại. Các dây bao gồm : 2 dây nguồn, 2 dây pha A và B, 1 dây pha Z...

Ví dụ: Encoder loại  A,B,Z độ phân giải 1024.

Absolute encoder (Tuyệt đối): Tương ứng đĩa quay 8bit hay 8 dãy rãnh, cho ngõ ra dạng mã kỹ thuật số(BCD), Binary (nhị phân), Gray code

Ví dụ: Encoder có ngõ ra dạng bit, độ phân giải 2500. Thì 1 vòng quay của encoder sẽ cho ra  2500 dãy nhị phân 8bit:

00001011    00100010     10010011 ….

11110001    10010010     01011101 …

Absolute encoder (Tuyệt đối) CÓ THỂ GHI NHỚ VỊ TRÍ KHI BỊ MẤT NGUỒN DO MỖI VỊ TRÍ CÓ MÃ TÍN HIỆU RIÊNG

6. THÔNG SỐ CẦN QUAN TÂM KHI CHỌN ENCODER

Tìm các thông số bên dưới ở đâu? hãy search đúng mã hàng encoder trên google để tìm catalog. hoặc đọc trên thân sản phẩm.

Các thông số giúp bạn chọn được Encoder:

- Đường kính trục, dạng trục: Encoder có dạng trục dương hoặc âm. đường kính trục từ 5~50mm. Thường đường kính lớn hơn 6mm sẽ là loại trục âm (trục lõm)

- Độ phân giải: hay còn gọi là số xung - tương ứng số tín hiệu encoder đếm được khi quay 1 vòng. Encoder có số xung càng cao thì giá càng cao. Thang máy thường dùng xung 1024p/r, chế tạo máy vào khoảng 360p/r, 1000p/r. Ngoài ra còn có các xung lên đến 6000p/r hoặc 6pr.

- Điện áp: Encoder thường xuyên bị cháy do khi lắp đặt không chú ý nguồn cấp. Nếu encoder có dãy điện áp:5~24V thì rất dễ. Tuy nhiên với một số encoder trục lớn: 30-40mm, encoder theo máy sẽ thường gặp điện áp xác định: 5V, 12V hoặc 15V. Do đó phải đọc kỹ lại trước khi lắp. Vì encoder cháy rồi thì bắt buộc thay thế cả con, rất tốn tiền.

- Ngõ ra: AB, ABZ, AB đảo, ABZ đảo. Bạn dễ dàng xác định tín hiệu ngõ ra bằng cách xem số dây được kí hiệu trên tem

Bạn thấy rất rõ ràng encoder bên trên có xung ra là ABZ đảo

- Dạng ngõ ra: Có nhiều dạng ngõ ra, liệt kê sơ sơ gồm: Open Collector, Voltage Output, Complemental, Totem Pole, Line Driver. Dạng ngõ ra quy định nguồn cấp, đầu đọc thông tin ... 

- Dây cáp: cáp càng dài càng dễ bị nhiễu. Dây tiêu chuẩn từ 1-3m. Đôi khi lên đến 10m theo nhu cầu sử dụng.

- Phụ kiện: đi kèm encoder trục dương là Coubling, encoder trục âm là Pass. Coubling giúp nối encoder trục dương với motor trục dương, Pass giúp gắn encoder vào máy. Một encoder trcuj âm có 1-2 pass tùy loại.

TRÊN ĐÂY LÀ TOÀN BỘ BÀI VIẾT VỀ ENCODER. BẠN CÒN THẮC MẮC GÌ NỮA KHÔNG? HOẶC MUỐN ĐÓNG GÓP THÊM HÃY CMT CHO CHÚNG MÌNH BIẾT NHÉ 

090.670.1525 | Denic@danhdang.vn

Hoặc tham khảo thêm ở  website TMĐT Danh Đặng