Jenis enkoder

Encoder adalah “mata” sistem otomasi industri dan kontrol gerak presisi, yang mengubah gerakan mekanis menjadi sinyal listrik dengan akurasi tinggi. Berdasarkan kebutuhan aplikasi dan implementasi teknologi, encoder dapat diklasifikasikan menurut tiga dimensi: jenis sinyal keluaran, bentuk pengukuran, dan prinsip deteksi. Berikut analisis profesional dan mendetail.

I. Klasifikasi Berdasarkan Jenis Sinyal Keluaran

1. Incremental Encoder (Encoder Inkremental)

• Prinsip Kerja: Menghasilkan pulsa kuadratur A/B melalui deteksi optik atau magnetik, serta satu pulsa Z untuk referensi nol.
• Parameter Kunci:
  • Resolusi: Biasanya 500–10 000 PPR; dapat ditingkatkan hingga puluhan ribu atau jutaan PPR dengan interpolasi (4×, 16×).
  • Kualitas Sinyal: Kesalahan fase < 5°, jitter < ±1 LSB.
• Standar Keluaran: TTL (0–5 V), HTL (10–30 V), RS‑422 diferensial.
• Kelebihan & Kekurangan:
  • Kelebihan: Biaya rendah, respons cepat; cocok untuk kontrol kecepatan/posisi loop tertutup.
  • Kekurangan: Hilang posisi saat listrik padam; memerlukan counter eksternal dan proses home.
• Aplikasi Umum: Servo drive, pengukuran kecepatan motor, monitoring stroke mekanisme bolak‑balik.

2. Absolute Encoder (Encoder Absolut)

• Prinsip Kerja: Setiap posisi memiliki kode biner atau Gray unik, sehingga dapat dibaca langsung tanpa proses home; versi multi‑turn menggunakan roda gigi atau counter elektronik.
• Parameter Kunci:
  • Resolusi Single‑Turn: 8–20 bit; Rentang Multi‑Turn: 16–32 bit.
  • Format Kode: Gray, Binary, BCD, Excess‑3, dll.
• Jenis Antarmuka: SSI, BiSS‑C, EnDat 2.2 (sinkron), CANopen, Profinet (jaringan).
• Kelebihan & Kekurangan:
  • Kelebihan: Menyimpan posisi saat padam listrik; cocok untuk sistem multi‑axis dengan keandalan tinggi; mendukung parameterisasi online.
  • Kekurangan: Biaya lebih tinggi; antarmuka serial memerlukan controller bandwidth besar.
• Aplikasi Umum: Sendi robot, mesin CNC multi‑axis, sistem keselamatan kritis.

3. Hybrid Encoder (Encoder Hibrida)

• Definisi: Menggabungkan sinyal inkremental dan absolut dalam satu perangkat, menawarkan pulsa cepat dan posisi absolut sekaligus.
• Ciri Khas: Memberikan umpan balik pulsa berkecepatan tinggi dan nilai absolut—umumnya digunakan pada sistem redundansi keselamatan (SIL).
• Aplikasi Umum: Sistem keselamatan SIL, pemantauan parasut dirgantara, AGV logistik pintar.

II. Klasifikasi Berdasarkan Bentuk Pengukuran

1. Rotary Encoder (Encoder Putar)

• Konstruksi: Poros padat/berongga/ semi‑berongga, dipasang dengan flange atau panel.
• Spesifikasi Mekanis: Diameter poros φ3–φ20 mm; beban radial 10–50 N; beban aksial 5–20 N; umur bantalan L₁₀ ≥ 10⁷ h.
• Panduan Pemasangan: Toleransi koaksialitas < 0,05 mm; hindari beban samping dan getaran tinggi.
• Contoh Aplikasi: Umpan balik servo motor, kontrol meja putar, penentuan posisi katup.

2. Linear Encoder (Encoder Linear)

• Jenis: Skala optik, skala magnetik, skala kapasitif; jarak antara kepala sensor dan skala 0,1–1 mm.
• Ketelitian: Resolusi 0,01–1 µm; kesalahan linier < ±1 µm/m.
• Ketahanan Lingkungan: Tipe optik memerlukan ruang bersih; tipe magnetik dapat beroperasi dalam lingkungan berdebu atau berminyak.
• Contoh Aplikasi: Meja geser CNC, lengan pengukur CMM, mesin eksposur semikonduktor.

3. Draw‑Wire Encoder (Encoder Tarik Kawat)

• Konstruksi: Gulungan kawat baja dengan mekanisme pegas, kemampuan ukur hingga beberapa meter.
• Ketelitian: Resolusi 0,1 mm; repetabilitas < ±0,5 mm.
• Skenario Penerapan: Pengukuran ketinggian platform, deteksi posisi tirai gulung, survei terowongan.
• Panduan Pemasangan: Jaga kawat agar tegak dan lurus, hindari tarikan miring dan tekukan.

III. Klasifikasi Berdasarkan Prinsip Deteksi

1. Optical Encoder (Encoder Optik)

• Metode Deteksi: Sumber cahaya → cakram kode → detektor foton; pulsa dibentuk oleh perubahan transmisi/refleksi.
• Keunggulan Resolusi: Hingga jutaan PPR; jitter < ±0,1 arcsec.
• Kekurangan: Sensitif terhadap debu, minyak, dan fluktuasi suhu.
• Standar Industri: Sesuai ISO 23125 untuk encoder optik.

2. Magnetic Encoder (Encoder Magnetik)

• Metode Deteksi: Sensor Hall atau sensor magnetoresistif mengukur perubahan medan magnet.
• Keandalan: Tahan terhadap kontaminasi, getaran, dan drift suhu; akurasi tipikal 0,1–0,5°.
• Aplikasi: Penentuan posisi kabin lift, pemantauan sudut mesin berat.
• Standar: Sesuai DIN 32701 untuk encoder magnetik.

3. Capacitive Encoder (Encoder Kapasitif)

• Metode Deteksi: Perubahan kapasitansi antara pelat diukur dengan rangsangan AC.
• Ciri Khas: Konsumsi rendah, kompak, tahan getaran; akurasi ±1 µm.
• Kekurangan: Sensitif terhadap lingkungan logam dan muatan statis.
• Aplikasi: Robot mikro, lengan medis, platform mikro/nano.

4. Inductive Encoder (Encoder Induktif)

• Metode Deteksi: Perubahan kopling induktif antara kumparan dan target logam untuk mengukur jarak.
• Keunggulan: Tahan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan interferensi elektromagnetik kuat.
• Ketelitian: Biasanya ±10 µm; cocok untuk industri berat dan transportasi rel.
• Standar: Mengacu IEC 62130 untuk sensor posisi induktif.

IV. Rekomendasi Pemilihan

1. Tentukan Kebutuhan: Jenis gerakan (putar/linear), jenis sinyal (inkremental/absolut).
2. Cocokkan Ketelitian dan Kecepatan: Resolusi tinggi memerlukan bandwidth kontroler dan kemampuan interpolasi memadai.
3. Sesuaikan dengan Lingkungan: Optik untuk ruang bersih; magnetik/induktif untuk kondisi keras.
4. Perhatikan Keandalan Mekanis: Beban bantalan, umur pakai, dan keselarasan pemasangan.
5. Kompatibilitas Komunikasi: Pastikan protokol dan antarmuka mendukung integrasi sistem dan diagnostik.

Dengan klasifikasi tiga dimensi dan perbandingan kinerja di atas, Anda dapat memilih tipe encoder yang paling sesuai, mengoptimalkan kinerja peralatan, serta menekan biaya pengembangan dan pemeliharaan.