Açısal ve doğrusal hareketin tespiti, elektronik fabrikasındaki makinelerin kontrolünde önemli bir işlevdir. Bu makinelerdeki mikrobilgisayarlar genellikle dijital forma dönüştürülmesi gereken bir milin veya aksın konumu, dönüş yönü ve dönüş hızı hakkında bilgiye ihtiyaç duyar. Optik enkoderler, açısal veya doğrusal pozisyonları ölçmek için kullanılan elektro-mekanik cihazlardır. Açısal tespit için kullanılanlara genel olarak döner veya şaft kodlayıcılar denir. Bunlar, tüketici ve endüstriyel ekipmanlarda çok sayıda iş için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Döner enkoderler veya şaft enkoderler prensip olarak mutlak veya artımlı olabilir. Mutlak değer enkoderi, güç kesildiğinde konum bilgisi sağlarken hız ve yön bilgilerinin gerekli olduğu yerlerde artımlı bir enkoder kullanılır. Her ikisi de açısal ve doğrusal yer değiştirmelerle kullanılabilir, ancak farklı çalışırlar. Birbirlerinden nasıl farklı olduklarına ayrıntılı bir göz atalım.
Mutlak enkoder, her şaft konumu için enkoderin mutlak konumunu temsil eden benzersiz bir koda sahiptir. Mutlak yer değiştirmeyi temsil eden dijital çıkışı doğrudan sağlar. Gerçek konumun değeri, sistem açıldığında hemen ölçülür. Bu nedenle, ölçülen değer doğrudan mezuniyet modelinden türetildiği için mutlak bir enkoder bir sayaca ihtiyaç duymaz. Doğrudan konuma karşılık gelen dijital çıkışı sağlar. Her bit konumu, özel bir LED çifti aracılığıyla ayrı olarak kodlanır. Her kod, milin dönüşünde mutlak bir açısal pozisyonunu temsil eder. Mutlak bir kodlayıcının diski, bir seferde bir bitin değiştiği ve kodlayıcı iletişim hatalarını azaltan bir Gri kodu kullanır. Tek dönüşlü ve çok dönüşlü kodlayıcılara ayrılabilirler.
Artımsal bir enkoder, şaftın açısal konumunu dijital veya nabız sinyallerine dönüştüren elektro-mekanik bir cihazdır. Devrime karşılık gelen her bir artış için bir darbe sağlayarak, devir başına belirli sayıda darbe üretir. Mutlak pozisyonu değil pozisyondaki değişimi ölçebilir. Bu nedenle, bilinen bir referansa göre konumu belirleyemez. Üretilen darbelerin sayısı, şaftın açısal konumuyla orantılıdır. Artımsal enkoderler, bir hız veya hız ve yön bilgisinin gerektiği uygulamalarda kullanılır. Cihaz her açıldığında veya sıfırlandığında, sıfırdan saymaya başlar ve şaft her hareket ettiğinde bir çıkış sinyali üretir. Artımlı enkoder tipleri ayrıca kuadratür enkoderler ve takometreler olarak alt gruplara ayrılabilir.
- Her ikisi de şaftın açısal veya doğrusal konumlarını ölçmek ve bunları dijital veya nabız sinyallerine dönüştürmek için kullanılan elektro-mekanik cihazlardır. Mutlak bir enkoder, her bir şaft pozisyonu için enkoderin mutlak pozisyonunu temsil eden benzersiz bir koda sahipken, artımlı bir enkoder şaft belirli bir açıyı her döndürdüğünde bir çıkış sinyali üretir ve üretilen darbelerin sayısı, mili. Artımsal bir enkoder, mutlak pozisyonu değil pozisyondaki değişikliği ölçebilir.
- Mutlak bir enkoder, şaft üzerine, şaft ile birlikte dönecek şekilde monte edilmiş bir ikili kodlanmış diskten oluşur. Bir dizi çıkış kanalı sayesinde, her şaft açısal konumu kendi benzersiz koduyla tanımlanır. Gerekli çözünürlük arttıkça kanal sayısı da artar. Artımlı bir kodlayıcının aksine, güç kaybolduğunda konum bilgilerini kaybetmeyen bir sayma cihazı değildir. Diğer yandan, bir artımsal enkoder, şaftın belirli bir açısal pozisyon artışı için bir referans noktasına göre çıkış darbelerinin sayılmasıyla belirlenen bir çıkış sinyali sağlar..
- Enkoder diskinin kod matrisi daha karmaşıktır ve daha fazla ışık sensörü gerektiğinden, mutlak bir enkoder tipik olarak artımlı enkoderin iki katı kadardır. Çözünürlük enkoder diskindeki parça sayısıyla sınırlıdır, bu nedenle daha fazla parça eklemeden daha ince çözünürlükler elde etmek daha pahalı hale gelir. Aksine, enkoderler, mutlak muadillerinden daha az karmaşıktır, bu nedenle tipik olarak daha az pahalıdır.
- Mutlak enkoderler daha iyi performans, doğru sonuçlar ve daha düşük toplam maliyetler sunabilir. Mutlak açı okumaları sağlama yeteneği sayesinde, bir okuma kaçırılsa bile, bir sonraki okumayı etkilemez. Belirli bir okuma, bir önceki okumanın doğruluğuna bağlı değildir. Diğer yandan, artımsal bir kodlayıcının cihazın çalışması boyunca açılması gerekir. Her güç kaybında okuma yeniden başlatılmalı veya sistem bir hata göstermelidir. Bu, sistem performansını yavaşlatır. Mutlak enkoderler elektrik kesintisi durumunda pozisyon bilgilerini kaybetmez.
Özetle, cihazın çalışması boyunca artımlı bir enkoderin çalıştırılması gerekir. Elektrik kesintisi durumunda, okuma yeniden başlatılmalıdır veya sistem bir hata verir. Aksine, mutlak bir enkoder yalnızca bir okuma yapıldığında güce ihtiyaç duyar ve mutlak açı okumaları sağlama yeteneği sayesinde, belirli bir okuma, bir önceki okumanın doğruluğundan bağımsızdır. Bununla birlikte, mutlak bir kodlayıcıdaki diskin kod matrisi daha karmaşıktır, bu nedenle tipik olarak, daha az karmaşık olan artımlı bir kodlayıcının iki katı kadar maliyeti vardır, bu nedenle maliyeti daha az pahalıdır.