Terminologi Encoder
Halaman ini secara sistematis mengumpulkan dan menjelaskan secara rinci istilah-istilah teknis yang umum dan penting di bidang encoder, mencakup parameter kelistrikan, keluaran sinyal, struktur mekanik, protokol komunikasi, adaptabilitas lingkungan, kalibrasi presisi, keselamatan fungsional, batas beban, dan banyak aspek lainnya. Cocok sebagai referensi jangka panjang bagi para insinyur, integrator sistem, personel R&D, pembeli teknis, serta pengguna yang ingin memahami encoder lebih mendalam.
Istilah keluaran dan sinyal encoder
| Istilah | Singkatan Inggris | Definisi |
|---|---|---|
| Resolusi | Resolution | Jumlah sinyal yang dihasilkan encoder per satuan gerakan, digunakan untuk mengukur tingkat akurasi. Dapat dinyatakan dalam PPR, CPR, bit, LPI, CPI, dll. |
| PPR | Pulses Per Revolution | Jumlah pulsa per putaran, umum pada encoder rotary incremental. Menunjukkan berapa banyak pulsa yang dihasilkan dalam satu putaran penuh |
| CPR | Counts Per Revolution | Jumlah hitungan per putaran, sering kali termasuk faktor pengali. Contohnya, pada quadruple (pengali empat), CPR = PPR × 4 |
| DPI | Dots Per Inch | Jumlah “titik” per inci, sering digunakan pada pemindaian optik beresolusi tinggi dan pengukuran linier |
| CPI | Counts Per Inch | Jumlah hitungan per inci (1 inchi), digunakan untuk menilai resolusi encoder linier |
| LPI | Lines Per Inch | Jumlah garis per inci pada kisi optik; juga digunakan untuk menggambarkan resolusi pada encoder atau pemindai (scanner) linier |
| Fase A/B | A/B Channels | Dua sinyal persegi (square wave) berkuadrat dari encoder incremental, terpisah fase 90°, digunakan untuk membedakan arah gerak dan melakukan penghitungan |
| Fase Z | Zero Pulse / Index | Pulsa referensi yang keluar sekali per putaran pada encoder incremental, digunakan untuk kembali ke titik nol (zero) |
| Kanal N | N Channel | Beberapa merek menyebut fase Z dengan nama kanal N |
| U/V/W | – | Kanal sinyal komutasi motor servo, digunakan untuk komutasi elektronik atau deteksi fase motor |
| TTL | Transistor-Transistor Logic | Level logika digital standar 5 V, cocok untuk transmisi pulsa kecepatan tinggi dalam jarak pendek |
| HTL | High Threshold Logic | Logika berlevel 10–30 V, memiliki ketahanan tinggi terhadap gangguan, cocok untuk lingkungan industri |
| Open Collector | OC | Mode keluaran kolektor terbuka, membutuhkan resistor penarik ke atas (pull-up) eksternal; fleksibel dalam penyesuaian level tegangan |
| Push-Pull | – | Keluaran push-pull, dapat menggerakkan beban dua arah tanpa memerlukan resistor pull-up; umum pada encoder industri |
| Line Driver | LD / RS422 | Standar keluaran diferensial, meningkatkan ketahanan terhadap gangguan, memungkinkan transmisi berkecepatan tinggi pada jarak jauh |
| Keluaran tegangan | Voltage Output | Bentuk keluaran analog (mis. 0–5 V, 0–10 V), sesuai untuk pembacaan nilai analog sederhana |
| Keluaran arus | Current Output | Keluaran analog umum seperti 4–20 mA, daya tahan tinggi terhadap gangguan, cocok untuk transmisi jarak jauh |
| PWM | Pulse Width Modulation | Menggunakan modulasi lebar pulsa untuk mengirimkan informasi posisi atau sudut; digunakan pada kebutuhan khusus atau aplikasi tertentu |
| 1Vpp/11µApp | – | Keluaran analog sinus/cosinus, sering dijumpai pada encoder garis (grating) optik atau magnetik, berguna untuk subdivisi presisi tinggi |
Jenis encoder, prinsip kerja, dan metode deteksi
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Encoder incremental | Menghasilkan pulsa kontinu yang merepresentasikan perubahan posisi; perlu pengendali atau penghitung (counter) untuk menjumlahkan pulsa dan memperoleh posisi absolut |
| Encoder absolut | Setiap posisi memiliki kode unik; posisi tetap terekam meskipun mati daya, cocok untuk aplikasi yang kompleks, multi-sumbu, atau sangat andal |
| Encoder singleturn | Hanya mengukur posisi dalam satu putaran, tidak merekam jumlah putaran |
| Encoder multiturn | Dilengkapi gear, mekanisme magnetik, atau induktif untuk merekam jumlah putaran; ada tipe mekanis dan elektronik |
| Encoder optik | Menggunakan sumber cahaya, grating optik, dan penerima fotosel untuk pengukuran non-kontak; resolusi tinggi, akurasi bagus |
| Encoder magnetik | Memanfaatkan efek Hall atau magnetoresistif untuk mendeteksi perubahan medan magnet; kurang sensitif terhadap debu/minyak, cocok di lingkungan berat |
| Encoder kapasitif | Berdasarkan perubahan medan listrik antara pelat kondensor; bentuk ringkas, sesuai untuk sistem ringan atau ruang terbatas |
| Encoder induktif | Mengukur sudut atau perpindahan dengan induksi elektromagnetik; tahan gangguan elektromagnetik dan getaran |
| Kit Encoder | Juga disebut Encoder kit, desain tanpa casing, cocok untuk disematkan di motor atau sambungan robot, dsb. |
| Encoder kabel tarik | Menggunakan kawat baja dan gulungan drum untuk mengukur jarak linear yang panjang (mis. elevator, pintu, crane, dsb.) |
| Encoder rotasi | Mengukur sudut dan kecepatan putar pada poros; banyak digunakan pada motor, meja putar, servo drive |
| Encoder linier | Mengukur pergerakan translasi, sering dijumpai pada CNC, mesin ukur koordinat 3D, peralatan semikonduktor |
| Encoder multikanal | Mengeluarkan beberapa jenis sinyal sekaligus (mis. A/B/Z + UVW + antarmuka serial), memenuhi kebutuhan komutasi motor, deteksi posisi, komunikasi jaringan |
| Encoder yang dapat diprogram | Parameter (mode keluaran, resolusi, arah rotasi, dll.) dapat dikonfigurasikan melalui perangkat lunak atau perangkat khusus |
| Format pengodean | Skema kode yang dikeluarkan encoder absolut, misalnya Gray Code, Binary, BCD, Excess Code, dll. |
Protokol komunikasi dan antarmuka industri
| Protokol/Antarmuka | Definisi |
|---|---|
| SSI | Synchronous Serial Interface: komunikasi serial sinkron untuk data encoder absolut; struktur sederhana, tahan gangguan tinggi |
| BiSS-C | Protokol serial sinkron berkecepatan tinggi dan terbuka, mendukung full-duplex dan topologi daisy-chain multi-sumbu; sering di encoder absolut kelas atas |
| EnDat | Antarmuka serial dua arah dari Heidenhain, memiliki pemeriksaan kesalahan dan umpan balik resolusi tinggi |
| CANopen | Protokol terbuka berbasis bus CAN, memakai kamus objek (object dictionary), jaringan multi-node; luas dipakai di otomasi industri Eropa |
| Profibus-DP | Standar fieldbus, baud rate tinggi, mendukung pertukaran data siklik, lazim pada sistem kontrol proses besar dan manufaktur diskret |
| DeviceNet | Protokol bus CAN yang diperkenalkan Allen-Bradley, menitikberatkan koneksi sederhana antara perangkat dan pengendali |
| EtherCAT | Protokol Ethernet real-time dari Beckhoff, mendukung clock terdistribusi dan sinkronisasi multi-sumbu; cocok untuk kontrol berkecepatan dan presisi tinggi |
| PROFINET | Standar Ethernet industri oleh Siemens, menggabungkan teknologi IT dan komunikasi real-time; cocok untuk otomasi pabrik dan proses |
| IO-Link | Protokol komunikasi point-to-point antara sensor–aktuator, mendukung diagnostik cerdas dan konfigurasi parameter jarak jauh |
| Ethernet/IP | Dari keluarga CIP (Common Industrial Protocol) dipromosikan oleh Rockwell, digunakan pada drive terdistribusi, perangkat lapangan, serta SCADA |
| Modbus RTU/TCP | Protokol master-slave terbuka, cocok untuk I/O jarak jauh yang dapat diperluas dan sistem terdistribusi |
| UART | Antarmuka serial asinkron universal (seperti RS232/RS485), sering terdapat di modul encoder sederhana atau berbiaya rendah |
| SPI/I²C | Antarmuka serial tingkat chip, sesuai untuk perancangan encoder berukuran kecil atau berdaya rendah |
| SERCOS | SErial Real-time COmmunication System, protokol kontrol gerak real-time berbasis serat optik atau Ethernet, digunakan di CNC dan servo presisi tinggi |
Istilah pemasangan dan antarmuka mekanik
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Poros solid | Poros pusat encoder merupakan silinder solid, memerlukan kopling atau pengencang eksternal untuk mentransmisikan torsi |
| Poros berongga | Encoder dengan poros berlubang, dapat dipasang langsung di poros motor sehingga mengurangi kebutuhan kopling |
| Poros semi-berongga | Poros berongga yang tertutup di satu sisi, menggabungkan penghematan ruang dan kemudahan pemasangan |
| Pemasangan flange | Encoder dipasangkan ke perangkat melalui flange depan atau flange sinkron, umum pada standar DIN (bentuk flange bulat atau persegi) |
| Flange sinkron | Flange pemasangan standar bulat (Synchro Flange), dikencangkan dengan penjepit atau sekrup |
| Flange penjepit servo | Flange dengan alur penjepit atau lubang pemosisian, memungkinkan align dan penguncian cepat pada motor servo atau sistem mekanik |
| Jarak lubang pemasangan | Jarak antara lubang sekrup pada bodi encoder, harus sesuai dengan permukaan pemasangan pada mesin |
| Kedalaman pemasangan | Kedalaman poros atau pipa berongga encoder dimasukkan; jika terlalu dangkal dapat goyah, jika terlalu dalam dapat merusak encoder |
| Kopling | Perangkat yang menghubungkan poros solid encoder ke poros motor atau mekanis; ada kopling fleksibel, kopling bellow, kopling rigid, dll. |
| Beban radial/aksial | Batas maksimum beban radial atau aksial yang dapat ditahan bantalan encoder; jika terlampaui dapat memengaruhi usia pakai dan akurasi |
Adaptabilitas lingkungan dan keandalan
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Kelas IP | Tingkat ketahanan terhadap debu dan air menurut IEC 60529 (mis. IP65, IP67, IP68); semakin tinggi angkanya, semakin kuat perlindungannya |
| Suhu kerja | Rentang suhu di mana encoder dapat beroperasi dengan akurasi nominal, mis. -20°C hingga +85°C |
| Suhu penyimpanan | Rentang suhu diizinkan ketika perangkat tidak dialiri daya |
| Ketahanan getaran | Kemampuan bantalan dan struktur internal encoder menahan getaran mekanik, biasanya dinyatakan dalam satuan g |
| Ketahanan kejutan | Batas percepatan/pukulan mendadak (shock) yang dapat ditoleransi, diukur dalam g |
| EMC (Electromagnetic Compatibility) | Mencakup ketahanan terhadap gangguan elektromagnetik dan pengendalian emisi gangguan yang dikeluarkan |
| ESD | Kekebalan terhadap pelepasan muatan elektrostatik (Electrostatic Discharge), mengukur sensitivitas encoder terhadap lonjakan listrik statis |
| Tingkat SIL | Tingkat keselamatan fungsional (Safety Integrity Level), seperti SIL2 atau SIL3, untuk aplikasi kritis (lift, robot, kendali kereta, dsb.) |
| MTBF | Mean Time Between Failures, mewakili keandalan keseluruhan perangkat |
| RoHS / REACH | Pembatasan zat berbahaya / Peraturan pendaftaran bahan kimia, menyangkut material encoder yang ramah lingkungan dan memenuhi standar keselamatan |
Presisi, kesalahan, dan istilah kalibrasi sistem
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Akurasi sistem | Selisih maksimum antara nilai keluaran encoder dan posisi nyata, mencakup kesalahan encoder, kesalahan pemasangan, kesalahan pengendali, dan faktor lainnya |
| Kemampuan resolusi | Perubahan posisi terkecil yang dapat dideteksi encoder; semakin tinggi nilainya, semakin halus gerakan yang dapat terdeteksi |
| Repetabilitas | Ukuran konsistensi hasil saat kembali ke posisi yang sama berulang kali, umumnya dipengaruhi kelonggaran mekanik dan noise sinyal |
| Kesalahan linear | Deviasi non-linear antara keluaran encoder dan nilai perpindahan nyata, biasanya dikurangi lewat kalibrasi atau kompensasi perangkat lunak |
| Kesalahan titik nol | Perbedaan antara fase Z atau sinyal asal dengan titik nol mekanis aktual; dapat dikoreksi via penyesuaian mekanik atau software |
| Kesalahan enkode | Ketidaktepatan kecil akibat pembuatan disk code, distribusi kutub magnet tidak merata, pemasangan tidak benar, dll. |
| Koefisien kalibrasi | Parameter untuk kalibrasi sistem atau kompensasi linear, membantu meningkatkan akurasi keseluruhan |
| Umpan balik PID | Dalam sistem servo, encoder menjadi sensor loop tertutup; sistem menyesuaikan pengaturan proporsional, integral, dan diferensial agar gerakan mengikuti target dengan presisi |
| Hysteresis | Kesalahan kembali ke posisi saat arah gerak berubah, diakibatkan celah mekanik atau gesekan. Terjadi pada beberapa encoder incremental atau sistem transmisi |
Istilah umum lainnya dan catatan tambahan
| Istilah | Definisi |
|---|---|
| Gray Code (Kode Gray) | Metode pengkodean di mana dua kode berurutan hanya berbeda satu bit; mengurangi gangguan transisi; sering dipakai pada encoder absolut |
| Kode biner (Binary Code) | Encoder absolut yang menghasilkan output langsung dalam format biner, mudah diolah oleh pengendali |
| Kode BCD (Binary-Coded Decimal) | Tiap 4 bit mewakili satu digit desimal, ditemui pada beberapa encoder absolut lama atau alat ukur |
| Excess Code | Jenis kode offset yang membuat transisi lebih halus; kadang ditemui pada encoder absolut lama atau sistem kustom |
| Rangkaian gear multigiro | Pada encoder absolut tipe mekanis multigiro, gear internal memantau jumlah putaran poros |
| Multigiro elektronik | Menghitung jumlah putaran melalui rangkaian internal atau memori magnetik, tanpa gear mekanis; umum pada encoder tertanam di motor servo brushless (BLDC) |
| Kanal UVW | Sinyal komutasi incremental untuk penyelarasan lilitan motor tiga fase, lazim pada servo motor dan BLDC drive |
| Rasio S/N (Signal to Noise Ratio) | Perbandingan intensitas sinyal terhadap derau, menilai kejernihan dan stabilitas keluaran encoder |
| Kecepatan putar maks | Kecepatan tertinggi di mana encoder dapat beroperasi dengan aman dan mempertahankan akurasi; melebihinya bisa menyebabkan sinyal terdistorsi atau bantalan cepat aus |
| Kecepatan linier maks | Kecepatan gerak maksimal yang dapat diukur encoder linier tanpa kesalahan; melebihinya bisa membuat sinyal incremental atau bandwidth data tidak mencukupi |
| Encoder redundan | Encoder dengan dua sensor atau dua keluaran, untuk aplikasi kritis keselamatan (mis. SIL3). Jika encoder utama rusak, encoder cadangan mengambil alih |
Standar referensi dan pengembangan lebih lanjut
- IEC 60050-351: Terminologi pengukuran dan kontrol industri
- ISO 13849: Standar keselamatan fungsi mesin (umum di encoder keselamatan)
- IEC 60529: Mendefinisikan tingkat perlindungan selungkup (kelas IP)
- IEC 61800-5-2: Persyaratan keselamatan untuk sistem penggerak kecepatan variabel, lazim pada servo dan encoder keselamatan fungsional
- CiA 406: Spesifikasi perangkat encoder CANopen
- IEC 61158: Keluarga protokol bus lapangan (fieldbus) industri
- EnDat, BiSS, SERCOS: Protokol komunikasi serial utama untuk encoder
Catatan: Definisi dapat sedikit bervariasi tergantung merek atau standar industri. Dianjurkan merujuk ke manual produk spesifik untuk verifikasi tambahan. Halaman ini akan terus diperbarui agar memuat lebih banyak teknologi terkini dan skenario aplikasi baru. Silakan berbagi kontribusi dan revisi Anda di Encoder.wiki!