انکودر مطلق

انکودرهای مطلق حسگرهای حیاتی برای اندازه‌گیری جابجایی و موقعیت زاویه‌ای در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی مدرن، رباتیک و اندازه‌گیری دقیق هستند. برخلاف انکودرهای افزایشی، انکودرهای مطلق در هر لحظه داده‌های موقعیت منحصربه‌فرد و غیر فرّار را حتی در صورت قطع برق ارائه می‌دهند. این مقاله به تحلیل جامع انکودرهای مطلق شامل تعریف، اصول عملکرد، انواع ساختاری، خروجی سیگنال‌ها، مشخصات عملکرد، مزایای فنی، حوزه‌های کاربردی، استانداردهای مربوطه، مقایسه فنی، مشکلات رایج و دستورالعمل‌های انتخاب می‌پردازد.

انکودر مطلق چیست

انکودر مطلق حسگری است که می‌تواند در هر لحظه یک کد دیجیتال منحصربه‌فرد را که نشان‌دهنده موقعیت است، ارائه دهد. خروجی سیگنال آن موقعیت مطلق محور چرخان یا جابجایی خطی را نمایش می‌دهد، نه پالس‌های حرکتی نسبی. بنابراین، حتی پس از قطع برق یا راه‌اندازی مجدد سیستم، انکودر مطلق می‌تواند موقعیت فعلی را به‌دقت گزارش کند بدون نیاز به مرجع‌یابی مجدد.

انکودرهای مطلق معمولاً در کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا و حفظ موقعیت دارند استفاده می‌شوند، مانند رباتیک، ماشین‌های CNC، خطوط تولید خودکار و سیستم‌های آسانسور.

اصول عملکرد انکودرهای مطلق

1. انکودر مطلق تک‌دور

هر موقعیت در یک دور با ترکیب کد منحصربه‌فرد نشان داده می‌شود.
مناسب برای کاربردهایی با دامنه چرخش در محدوده ۳۶۰ درجه.

2. انکودر مطلق چنددور

علاوه بر کدگذاری تک‌دور، تعداد دورها را با استفاده از چرخ‌دنده‌های مکانیکی یا تکنیک‌های شمارش الکترونیکی دنبال می‌کند.
مناسب برای چرخش نامحدود یا کاربردهای نیازمند پیگیری موقعیت چنددور.

روش‌های کدگذاری:

کدگذاری باینری
کد گری (Gray)
BCD (اعشاری کدگذاری‌شده باینری)

فناوری‌های حسگری:

حسگر نوری (دیسک کد و حسگرهای نوری-الکترونیکی)
حسگر مغناطیسی (مقیاس‌های مغناطیسی و حسگرهای مغناطومقاومتی/هال)
حسگر القایی

انواع خروجی سیگنال

نوع سیگنال	توضیحات
رابط سریال	SSI، BiSS-C، EnDat 2.2، Profibus DP، Profinet، EtherCAT
رابط موازی	خروجی دیجیتال چندبیتی
خروجی آنالوگ	ولتاژ (۰ تا ۱۰ ولت) / جریان (۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر)، برای کاربردهای ویژه

مشخصات کلیدی

وضوح تک‌دور: تا ۲۴ بیت (۱۶٬۷۷۷٬۲۱۶ موقعیت).
تعداد شمارش چنددور: تا ۳۲ بیت (۴٬۲۹۴٬۹۶۷٬۲۹۶ دور).
حداکثر سرعت چرخش: معمولاً ۶۰۰۰ RPM، گزینه‌های بالاتر موجود است.
درجه حفاظت: IP50 تا IP68 (مدل‌های صنعتی سنگین).
دمای عملیاتی: ۴۰- درجه تا ۱۰۵+ درجه سانتی‌گراد.
مقاومت در برابر لرزش/ضربه: مطابق با استانداردهای IEC 60068-2.
تاخیر خروجی: کمتر از ۱ میلی‌ثانیه (برای نیازهای کنترل سرعت بالا).

مزایای فنی

حفظ موقعیت غیر فرّار: داده‌های موقعیت حتی در صورت قطع برق حفظ می‌شود.
طراحی ساده‌تر سیستم: نیازی به مرجع‌یابی مجدد یا کالیبراسیون اولیه نیست.
ایمنی در برابر نویز قوی: سیگنال‌های تفاضلی و طراحی رابط مقاوم در برابر نویز.
پروتکل‌های ارتباطی انعطاف‌پذیر: پشتیبانی از انواع فیلدباس‌ها و استانداردهای صنعتی اترنت.
دقت و تکرارپذیری بالا: مناسب برای وظایف موقعیت‌یابی دقیق.

کاربردهای معمول

رباتیک صنعتی: کنترل موقعیت مفصل‌ها.
مرکزهای ماشین‌کاری CNC: بازخورد موقعیت اسپیندل و اسلاید.
لجستیک هوشمند: تشخیص مسیر سیستم AGV و نوار نقاله.
انبارداری خودکار: کنترل موقعیت جرثقیل‌های پشته‌کننده و بالابرها.
تجهیزات پزشکی: پلتفرم‌های چرخشی در اسکنرهای MRI و CT.
انرژی بادی و خورشیدی: جهت باد، زاویه پره و سیستم‌های ردیابی خورشیدی.

استانداردها و هنجارهای صنعتی

IEC 61800-5-2: ایمنی عملکردی سیستم‌های درایو الکتریکی (شامل طبقه‌بندی SIL).
ISO 13849-1: ایمنی سیستم‌های کنترل ماشین‌آلات.
IEC 61131-2: الزامات ورودی/خروجی برای تجهیزات کنترل صنعتی.
IEC 60529: درجات حفاظت (کد IP).
ISO 9001: سیستم مدیریت کیفیت تولید.