Encoder là gì? Rotary encoder là gì?

Encoder là gì? Rotary encoder là gì là những câu hỏi vô cùng đơn giản với những ai đã tìm hiểu và làm việc trong các ngành công nghệ tự động lâu năm. Song với những ai mới bước chân vào nghề thì đây là những khái niệm vô cùng lạ lẫm. Trong bài viết này chúng tôi sẽ chia sẻ với các bạn Encoder là gì? Có cấu tạo, nguyên lý hoặt động như thế nào cũng như chi tiết những ứng dụng của nó trong đời sống. 

Encoder là gì? Rotary encoder là gì?

Encoder là gì? Rotary encoder là gì? Là một trong những câu hỏi được tìm kiếm rất nhiều anh em mới vào ngành cơ khí. Thực chất khái niệm Encoder và Rotary encoder là một. Trong lĩnh vực cơ khí Rotary encoder thường được gọi tắt là encoder. 

Encoder là gì? Rotary encoder là gì?
Encoder là gì? Rotary encoder là gì?

Có rất nhiều các khái niệm khác nhau để nói về Rotary encoder nhưng chung quy lại chúng ta có thể hiểu encoder một cách đơn giản là một thiết bị cảm biến tạo ra tín hiệu kỹ thuật số đáp ứng với chuyển động, dựa vào chuyển động cơ học. Chức năng chính của encoder chính là mã hóa số vòng quay để sản sinh ra tín hiệu xung có dạng vuông trong quá trình điều khiển. Các dòng encoder có thể thực hiện hỗ trợ hoán đổi các vị trí góc dựa vào tín hiệu dạng nhị phân thậm chí hoán đổi vị trí thẳng theo yêu cầu của người dùng. 

Cấu tạo của Encoder 

Một Encoder được cấu thành bởi các bộ phận cơ bản như sau:

  • 1 đĩa quay (đĩa encoder được khoét lỗ ở xung quanh và ở giữa để gắn vào trục của động cơ).
  • 1 đèn Led được gắn ngay cạnh đĩa xoay và có một cảm biến sáng được lắp ở đối diện (đóng vai trò là nguồn phát sáng trong Rotary encoder).
  • 1 mắt thu quang 
  • 1 bảng mạch điện có vai trò khuếch đại tín hiệu.
Cấu tạo của Rotary encoder (encoder)
Cấu tạo của Rotary encoder (encoder)

Các loại Encoder 

Encoder được chia làm hai loại chính là: Encoder tuyệt đối và Encoder tương đối. Cụ thể từng loại như sau: 

Encoder tuyệt đối

Encoder tuyệt đối là gì? Encoder tuyệt đối hay còn được gọi là absolute encoder là một Encoder phát ra tín hiệu chính xác tuyệt đối, cho chúng ta biết được chính xác vị trí của Encoder mà không phải xử lý thêm gì cả.

Encoder tuyệt đối là gì?
Encoder tuyệt đối là gì?
  • Encoder tuyệt đối sử dụng đĩa dựa trên mã nhị phân hoặc mã Gray.
  • Kết cấu của Encoder tuyệt đối bao gồm: Một đèn LED (bộ phát ánh sáng), một đĩa mã hóa với dải băng có chứa tín hiệu và một bộ thu ánh sáng vô cùng nhạy với ánh sáng được phát ra.
  • Đĩa Encoder (đĩa mã hóa) được chế tạo bằng vật liệu trong suốt. Trên mặt đĩa được chia thành các góc đều nhau cùng với các đường tròn đồng tâm.
  • Encoder tuyệt đối có những ưu điểm như: Sở hữu độ phân giải tổng thể cao; có hiệu suất khởi động tốt do thời gian homing thấp; giữ được giá trị tuyệt đối khi Encode mất nguồn (mất điện hoặc xảy ra sự cố đời sống); sở hữu khả năng phát hiện chuyển động vô cùng chính xác; có khả năng tích hợp điện tử tốt nhờ sở hữu  nhiều giao thức đầu ra.  
  • Bên cạnh những ưu điểm trên thì Encoder tuyệt đối có một nhược điểm đó là có giá thành cao (do quá trình chế tạo phức tạp) và đọc tín hiệu khó.

Encoder tương đối

Encoder tương đối là gì? Encoder tương đối hay còn được gọi là incremental encoder. Đây là loại Encoder có khả năng phát ra tín hiệu tăng dần hoặc theo một chu kỳ. 

Encoder tương đối là gì?
Encoder tương đối là gì?
  • Đĩa mã hóa của Encoder tương đối bao gồm một dải băng để tạo xung. Trên đĩa thường có nhiều lỗ bằng nhau và cách đều nhau. 
  • Chất liệu dùng để chế tạo đĩa Encoder tương đối có thể là trong suốt để giúp ánh sáng chiếu qua.
  • Encoder tương đối có ưu điểm là: Có giá thành tương đối rẻ do được chế tạo đơn giản và xử lý tín hiệu trả về dễ dàng.
  • Encoder tương đối bên cạnh những ưu điểm trên có một số nhược điểm như sau: Encoder tương đối thường dễ bị sai lệch về xung khi trả về; khi hoạt động quá lâu sẽ xảy ra hiện tượng tích tích lũy sai số.

Tìm hiểu nguyên lý làm việc của Encoder

Bộ chuyển đổi sẽ xử lý các chuyển động đồng thời chuyển thành các tín hiệu điện khi encoder có sự chuyển động. Những tín hiệu này sẽ được đưa đến các thiết bị có nhiệm vụ điểu khiển PLC và được tiến hành xử lý để biểu thị những tín hiệu cần đo đếm bằng chương trình riêng biệt. 

Nguyên lý làm việc của encoder
Nguyên lý làm việc của encoder

Với những tín hiệu không có ánh sáng chiếu qua hay có ánh sánh chiếu qua: Chúng ta có thể ghi nhận được ánh sáng đèn led có chiếu xuyên qua lỗ này hay không. Ngoài ra, số lần ánh sáng bị cắt chính là số xung tăng lên và đếm được.

Ví dụ như trên đĩa chỉ có một lỗ thủ duy nhất thì khi con mắt thu nhận được 1 tín hiệu đèn led chiếu qua thì có nghĩa đĩa đã quay hết 1 vòng.

Trên đây chính là nguyên lý hoạt động của một Encoder cơ bản. Trong trường hợp Enconder trên bề mặt đĩa có nhiều lỗ thủng hơn thì khi đó tín hiệu thu nhận sẽ có cách tính và đếm tùy theo số lỗ thủng.

Ứng dụng của Encoder

Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng. Song, dù được ứng dụng trong những những lĩnh vực liên quan đến tốc độ, khoảng cách hay phương hướng thì Encoder vẫn đảm bảo đưa ra cho người sử dụng những thông tin với độ chính xác vô cùng cao. Cụ thể những dụng của Encoder như sau:

Ứng dụng để biểu thị tốc độ

Ví dụ: Encoder biểu thị tốc độ bơm của máy bơm

Khi chúng ta tiến hành nối máy bơm với một biến tần để bơm nước vào  bể chứa. Lúc này, dòng nước chảy vào bể chứa thông qua máy bơm có tốc độ nhất định. Encoder đã được kết nối với biến tần từ trước sẽ phản ánh cho chúng ta biết tốc độ của dòng chảy này. 

Ứng dụng của Encoder là gì?
Ứng dụng của Encoder là gì?

Ứng dụng về đo lường

Ví dụ: Ứng dụng Encoder trong việc đo đếm cắt nhôm 

Khi chúng ta có một cuộn nhôm có độ dài hàng trăm mét nhiệm vụ của chúng ta là cắt nó ra thành những tấm có độ dài nhất định bằng máy cắt. Lúc này Encoder sẽ được gắn vào băng tải và thực hiện nhiệm vụ số liệu mỗi khi tấm nhôm đi qua. Đồng thời nó sẽ tính độ dài của tấm nhôm từ khi được đưa vào máy cắt đến vị trí cần cắt. Từ đó, nó có thể điều chỉnh dao cắt theo dộ dài mà chúng ta muốn thông qua các chỉ số đọc được. 

Ứng dụng về đếm số lượng

Ví dụ: Ứng dụng Encoder vào các băng chuyền sản xuất

Khi chúng ta tiến hành lắp một bộ mã hóa Encoder vào trong chương trình của các băng chuyền sản xuất, các sản phẩm nó sẽ giúp đếm được số sản phẩm đi qua băng chuyền.

Ứng dụng Encoder trong ngành cơ khí

Encoder được trang bị trong máy CNC như một thiết bị giúp đo lường và xác định được chính xác vị trí của các trục máy và những vị trí dao cắt sẽ cắt. Chính vì vậy, khi chúng ta sử dụng máy CNC để gia công sẽ có được sự chính xác cao nhất. Không chỉ vậy, người dùng còn có thể điều chỉnh được vị trí dao cắt thông qua Encoder hạn chế được tối đa sai sót. 

Ứng dụng của encoder trong các lĩnh vực của đời sống
Ứng dụng của encoder trong các lĩnh vực của đời sống

Ứng dụng Encoder trong các ngành công nghiệp

  • Ứng dụng trong ô tô

 Trong ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất ô tô Encoder được sử dụng để làm cảm biến chuyển động cơ học và có thể được áp dụng trong việc kiểm soát tốc độ của xe. 

  • Ứng dụng trong điện tử tiêu dùng và thiết bị văn phòng

Bộ mã hóa Encoder được sử dụng trong các thiết bị như máy in, máy quét và PC.

  • Công nghiệp

Encoder được sử dụng rất phổ biến trong các loại máy dán nhãn, đóng gói cũng như chế tạo máy móc với đa trụ và điều khiển động cơ.

  • Trong lĩnh vực y tế

Bộ mã hóa Encoder ứng dụng vào trong điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động và bơm phân phối ngoài ra còn được sử dụng trong máy quét y tế. 

  • Ứng dụng trong quân đội

Encoder, trong quân đội được sử dụng để chế tạo anten định vị. 

  • Ứng dụng trong khoa học

Được sử dụng trong các thiết bị khoa học để định vị kính viễn vọng quan sát.

Trong bài viết này chúng tôi đã chia sẻ với các bạn thông tin tổng quan về  Encoder. Hy vọng qua bài vết các bạn đã biết được Encoder gì? Có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào cũng như những ứng dụng trong thực tế đời sống của Encoder.