אם אי פעם היית סקרן לגבי האופן שבו מודדים מיקום, מהירות או כיוון במערכות מכניות או אלקטרוניות, כנראה שנתקלת במושג של מקודדים סיבוביים. מכשירים אלה הם חיוני ביישומים תעשייתיים, מכוניות, מכשירים אלקטרוניים ואפילו רובוטיקה. היכולת שלך לשנות תנועות מכניות לתוך אותות חשמליים הופך אותם למרכיבי מפתח עבור כל מערכת בקרה. אבל מה הם בדיוק ואילו סוגים קיימים? אנחנו הולכים לחקור את הנושא המרתק הזה בצורה מלאה ומפורטת.
Un מקודד סיבובי, הידוע גם בשם קוֹדַאִי, הוא מכשיר אלקטרומכני הממיר את התנועה הסיבובית של פיר לאותות חשמליים. אותות אלה יכולים להתפרש על ידי מערכות אלקטרוניות עבור משימות כגון חישוב מיקום זוויתי, מהירות סיבוב וכיוון הציר. בהתאם לתכנון שלו, מקודד יכול לספק מדידות יחסיות או מוחלטות, והיישום שלו משתנה בהתאם ל- צרכים ספציפיים של היישום.
אילו סוגי מקודדים סיבוביים קיימים?
מקודדים סיבוביים מסווגים בעיקר לשני סוגים: מוחלט ומצטבר. לשתי הגרסאות יש תכונות ויישומים משלהן, אותם אנו חוקרים להלן.
מקודדים מצטברים
מקודדים מצטברים מספקים מידע המבוסס על שינוי מיקום יחסי. כל סיבוב של הציר מייצר סדרה של פולסים חשמליים. על ידי ניתוח פולסים אלו, ניתן לקבוע את התנועה, הכיוון והמרחק שעבר. עם זאת, המקודדים הללו אינם זוכרים את עמדה שבהם הם היו במקרה של הפסקת חשמל. זה הופך אותם לאופציה חסכונית ויעילה למדידת תזוזות יחסיות, אך פחות מתאימות אם נדרש מידע מיקום מוחלט מההפעלה.
לפרש נתונים מא מקודד אינקרמנטלי, נעשה שימוש בשני ערוצי פלט המכונים "A" ו-"B", שנמצאים 90 מעלות מחוץ לפאזה זה עם זה. גם הפער הזה מאפשר להזדהות כיוון התנועה, שהוא חיוני ליישומים הדורשים שליטה דו-כיוונית.
מקודדים מוחלטים
מקודדים מוחלטים מסוגלים להקצות ערך דיגיטלי ייחודי לכל מיקום זוויתי של הציר. המשמעות היא שגם אם הכוח אבד, המקודד שומר על מידע המיקום ומספק אותו מיד עם שחזור החשמל. זה הופך אותם לבעלי ערך במיוחד בסביבות תעשייתיות, שבהן דיוק ו אמינות הם חיוניים.
התקנים אלה משתמשים בדרך כלל בשיטות פלט שונות, כגון קודים בינאריים או ה קוד אפור, כדי למנוע שגיאות במהלך מעברים. בנוסף, הם יכולים להציע תכונות כגון multiturn, המאפשר למדוד הן את המיקום בתוך סיבוב שלם והן את מספר הסיבובים שבוצעו.
כיצד פועלים מקודדים סיבוביים?
העיקרון הבסיסי של מקודד סיבובי הוא זיהוי התנועה של פיר מסתובב. בהתאם לסוג, תנועה זו מומרת לאותות חשמליים באמצעות טכנולוגיות שונות:
- מקודדים אופטיים: הם משתמשים בדיסק מחורר ובמקור אור. כשהדיסק מסתובב, האור עובר דרך הנקבים ומתגלה על ידי חיישנים פוטו-אלקטריים. בהתאם למיקום הפיר, נוצרות דפוסים ספציפיים של אותות חשמליים.
- מקודדים מגנטיים: הם משלבים דיסק מגנטי המסתובב מול אפקט הול או חיישן מגנו-התנגדות. חיישנים אלו מזהים שינויים בשדה המגנטי וממירים אותם לאותות חשמליים.
- מקודדים קיבוליים: הם מודדים שינויים בקיבול הנגרמים על ידי תנועת פיר. הם אידיאליים ביישומים הדורשים דיוק גבוה ועמידות בפני תנאי סביבה שליליים.
הפלט של מכשירים אלה יכול להיות אנלוגי או דיגיטלי, בהתאם ליישום הספציפי. ביישומים מעשיים, הנתונים המופקים על ידי המקודד נשלחים לבקר או מיקרו-מעבד שמפרש את האותות ומשתמש בהם למשימות כמו שליטה של עמדה או מהירות.
יישומים מעשיים של מקודדים רוטריים
מקודדים רוטריים הם רכיבים קריטיים במגוון רחב של תעשיות. כמה דוגמאות ליישומים כוללות:
- מערכות בקרה תעשייתיות: מכונות CNC, רובוטים תעשייתיים ותהליכי אוטומציה.
- רכב: מערכות ניטור היגוי וסיוע בכלי רכב חדישים.
- מכשירי חשמל: בקרות טיימר וכפתורים סיבוביים.
- רובוטיקה: מעקב תנועה מדויק בזרועות רובוטיות ובמערכות אוטונומיות.
יתרונות השימוש במקודדים אבסולוטיים ומצטברים
לכל סוג מקודד יתרונות ייחודיים שהופכים אותו למתאים למצבים ספציפיים:
- מקודדים מוחלטים: הם בולטים בכך שהם מציעים דיוק רב יותר ביישומים קריטיים, שמירת מיקום לאחר אובדן חשמל ושילוב קל יותר במערכות מרובות צירים.
- מקודדים מצטברים: הם זולים יותר ובדרך כלל אידיאליים למדידות יחסיות ולמשימות פחות קריטיות.
פרוטוקולי תקשורת וקישוריות
החיבור בין מקודד למערכת הבקרה תלוי במידה רבה ב פרוטוקול תקשורת. חלק מהשימושים ביותר הם:
- SSI (ממשק סנכרון טורי): אידיאלי להעברת נתונים ברזולוציה גבוהה ודיוק.
- אוטובוס CAN: נפוץ מאוד ביישומי רכב ותעשייתיים בשל חוסנו ויעילותו.
- ביס: הוא מאפשר תקשורת דו-כיוונית ומתאים למערכות הדורשות נתונים מוחלטים וגם אינקרמנטליים.
בחירת הפרוטוקול תלויה הן ב דרישות היישום כמו גם הסביבה בה נעשה שימוש במקודד.
הודות ליכולתם לשלב דיוק, אמינות ויכולת הסתגלות, המקודדים הסיבוביים הפכו למרכיבים חיוניים בתחומים מגוונים כמו רובוטיקה, רכב ואוטומציה תעשייתית. בכל סוג של מקודד שתבחר, חשוב להבטיח שהוא עונה על הצרכים הספציפיים שלך, תוך הבטחת ביצועים מיטביים ושילוב חלק עם רכיבי מערכת אחרים.