मुझे अपनी मोटर पर एनकोडर की आवश्यकता क्यों है? एनकोडर कैसे काम करते हैं?

एनकोडर क्या होता है?

मोटर के संचालन के दौरान, धारा, घूर्णी गति और घूर्णनशील शाफ्ट की परिधि दिशा की सापेक्ष स्थिति जैसे मापदंडों की वास्तविक समय की निगरानी से मोटर की स्थिति का पता चलता है।मोटरशरीर और खींचे जा रहे उपकरण, और इसके अलावा, मोटर और उपकरण की परिचालन स्थितियों का वास्तविक समय नियंत्रण, जिससे सर्वोइंग, गति विनियमन और कई अन्य विशिष्ट कार्यों को साकार किया जा सके।

यहां, फ्रंट-एंड मापन तत्व के रूप में एनकोडर का अनुप्रयोग न केवल मापन प्रणाली को बहुत सरल बनाता है, बल्कि इसे सटीक, विश्वसनीय और शक्तिशाली भी बनाता है।

एनकोडर एक घूर्णी सेंसर है जो घूर्णनशील भागों की स्थिति और विस्थापन को डिजिटल पल्स संकेतों की एक श्रृंखला में परिवर्तित करता है। इन संकेतों को नियंत्रण प्रणाली द्वारा एकत्रित और संसाधित किया जाता है, जिससे उपकरण की परिचालन स्थिति को समायोजित और परिवर्तित करने के लिए आदेशों की एक श्रृंखला जारी की जाती है। यदि एनकोडर को गियर बार या स्क्रू के साथ संयोजित किया जाता है, तो इसका उपयोग रैखिक गतिमान भागों की स्थिति और विस्थापन की भौतिक मात्राओं को मापने के लिए भी किया जा सकता है।

एनकोडर का मूल वर्गीकरण

एनकोडर एक यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक रूप से संयोजित सटीक माप उपकरण है, जिसका उपयोग सिग्नल या डेटा को कोड करने, परिवर्तित करने, संचार करने, संचारित करने और सिग्नल डेटा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।
एनकोडर एक सटीक मापन उपकरण है जो संकेतों और डेटा को एनकोड करने, परिवर्तित करने, संचारित करने, प्रेषित करने और संग्रहीत करने के लिए यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को संयोजित करता है। विभिन्न विशेषताओं के आधार पर, एनकोडर का वर्गीकरण इस प्रकार है: कोड डिस्क और कोड स्केल: रैखिक विस्थापन को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने वाले कोड स्केल एनकोडर को कोड स्केल एनकोडर कहा जाता है, कोणीय विस्थापन को दूरसंचार में परिवर्तित करने वाले कोड डिस्क एनकोडर को कोड स्केल एनकोडर कहा जाता है। - वृद्धिशील एनकोडर: स्थिति, कोण और चक्करों की संख्या आदि प्रदान करने के लिए, प्रति चक्कर दालों की संख्या पृथक्करण दर को परिभाषित करती है। - निरपेक्ष एनकोडर: कोणीय वृद्धि में स्थिति, कोण और चक्करों की संख्या जैसी जानकारी प्रदान करता है, प्रत्येक कोणीय वृद्धि को एक अद्वितीय कोड दिया जाता है।
-हाइब्रिड एब्सोल्यूट एनकोडर: हाइब्रिड एब्सोल्यूट एनकोडर दो प्रकार की जानकारी आउटपुट करते हैं: एक प्रकार की जानकारी का उपयोग चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है, जिसमें एब्सोल्यूट जानकारी का कार्य होता है; दूसरा प्रकार बिल्कुल इंक्रीमेंटल एनकोडर की आउटपुट जानकारी के समान होता है।

सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले एनकोडरमोटर्स

वृद्धिशील एनकोडर

फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण के सिद्धांत का सीधे उपयोग करके तीन सेट वर्ग तरंग पल्स A, B और Z उत्पन्न किए जाते हैं। A और B पल्स के दो सेटों में 90° का कला अंतर होता है, जिससे घूर्णन की दिशा आसानी से निर्धारित की जा सकती है; Z-फेज प्रत्येक घूर्णन पर एक पल्स उत्पन्न करता है, जिसका उपयोग संदर्भ बिंदु की स्थिति निर्धारण के लिए किया जाता है। लाभ: निर्माण का सरल सिद्धांत, हजारों घंटों या उससे अधिक का औसत यांत्रिक जीवन, मजबूत हस्तक्षेप-रोधी क्षमता, उच्च विश्वसनीयता, लंबी दूरी के संचरण के लिए उपयुक्त। हानियाँ: शाफ्ट घूर्णन की सटीक स्थिति की जानकारी उत्पन्न करने में असमर्थ।

निरपेक्ष एनकोडर

डायरेक्ट आउटपुट डिजिटल सेंसर में, सेंसर एक वृत्ताकार कोड डिस्क पर रेडियल दिशा में कई संकेंद्रित कोड चैनल होते हैं। प्रत्येक चैनल प्रकाश-पारदर्शी और प्रकाश-अभेद्य क्षेत्रों से मिलकर बना होता है। आसन्न कोड चैनल क्षेत्रों की संख्या के बीच दोहरा संबंध होता है। कोड डिस्क पर कोड चैनलों की संख्या बाइनरी अंकों की संख्या के बराबर होती है, और कोड डिस्क के बिट्स की संख्या भी उतनी ही होती है। कोड डिस्क के एक तरफ प्रकाश स्रोत होता है, और दूसरी तरफ प्रत्येक कोड चैनल के अनुरूप एक प्रकाश-संवेदनशील तत्व होता है। जब कोड डिस्क अलग-अलग स्थितियों में होती है, तो प्रकाश-संवेदनशील तत्व प्रकाश पड़ने या न पड़ने के अनुसार संबंधित स्तर के सिग्नल को बाइनरी संख्या में परिवर्तित करता है।

इस प्रकार के एनकोडर की विशेषता यह है कि इसमें काउंटर की आवश्यकता नहीं होती है और घूर्णनशील शाफ्ट की किसी भी स्थिति में स्थिति के अनुरूप एक निश्चित डिजिटल कोड पढ़ा जा सकता है। स्पष्ट रूप से, कोड चैनल जितने अधिक होंगे, रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा। N-बिट बाइनरी रिज़ॉल्यूशन वाले एनकोडर के लिए, कोड डिस्क में N बारकोड चैनल होने चाहिए। वर्तमान में, 16-बिट एब्सोल्यूट एनकोडर उत्पाद उपलब्ध हैं।

एनकोडर का कार्य सिद्धांत

फोटोइलेक्ट्रिक कोड प्लेट के शाफ्ट वाले केंद्र में, जिसमें काली रेखाओं के बीच एक वलय होता है, फोटोइलेक्ट्रिक ट्रांसमीटर और रिसीवर उपकरण लगे होते हैं जो चार सेट साइन वेव सिग्नल प्राप्त करते हैं जिन्हें A, B, C, D में संयोजित किया जाता है। प्रत्येक साइन वेव में 90 डिग्री का कला अंतर होता है (360 डिग्री के परिधीय तरंग के सापेक्ष)। C और D सिग्नल का व्युत्क्रमण A और B दो-कला सिग्नल पर आरोपित होता है, जिससे सिग्नल को स्थिर करने के लिए इसे बढ़ाया जा सकता है; और प्रत्येक मोड़ पर शून्य स्थिति संदर्भ स्थिति के लिए Z-कला पल्स आउटपुट करता है।
चूंकि A और B के बीच 90 डिग्री का चरण अंतर होता है, इसलिए A चरण को आगे या B चरण को आगे रखकर इसकी तुलना की जा सकती है, जिससे एनकोडर के सकारात्मक और विपरीत घूर्णन का पता लगाया जा सके। शून्य पल्स के माध्यम से, एनकोडर की शून्य संदर्भ स्थिति प्राप्त की जा सकती है।

एनकोडर डिस्क सामग्री में कांच, धातु और प्लास्टिक शामिल हैं। कांच की डिस्क पर बहुत पतली उत्कीर्ण रेखाएँ जमा की जाती हैं, जिससे इसकी तापीय स्थिरता अच्छी होती है और परिशुद्धता उच्च होती है। धातु की डिस्क उत्कीर्ण रेखा को सीधे पार करती है और उसे पार नहीं करती, यह भंगुर नहीं होती, लेकिन धातु की एक निश्चित मोटाई के कारण इसकी परिशुद्धता सीमित होती है और इसकी तापीय स्थिरता कांच की तुलना में काफी कम होती है। प्लास्टिक की डिस्क किफायती होती है, इसकी लागत कम होती है, लेकिन इसकी परिशुद्धता, तापीय स्थिरता और जीवनकाल कम होता है।

रिज़ॉल्यूशन - एनकोडर द्वारा 360 डिग्री रोटेशन में कितनी लाइनें स्पष्ट या अस्पष्ट होती हैं, इसे रिज़ॉल्यूशन कहा जाता है, जिसे इंडेक्स का रिज़ॉल्यूशन भी कहा जाता है, या सीधे तौर पर लाइनों की संख्या कहा जाता है, आमतौर पर प्रति क्रांति इंडेक्स में 5 से 10,000 लाइनें होती हैं।

स्थिति मापन और प्रतिक्रिया नियंत्रण सिद्धांत

लिफ्ट, मशीन टूल्स, सामग्री प्रसंस्करण, मोटर फीडबैक सिस्टम और माप एवं नियंत्रण उपकरणों में एनकोडर का अत्यंत महत्वपूर्ण स्थान है। एनकोडर ऑप्टिकल ग्रेटिंग और इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोतों का उपयोग करके ऑप्टिकल संकेतों को रिसीवर के माध्यम से टीटीएल (एचटीएल) विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं, जो टीटीएल स्तर की आवृत्ति और उच्च स्तरों की संख्या का विश्लेषण करके मोटर के घूर्णन कोण और स्थिति को दृश्य रूप से दर्शाता है।

क्योंकि कोण और स्थिति को सटीकता से मापा जा सकता है, इसलिए एनकोडर और इन्वर्टर के साथ एक क्लोज्ड-लूप नियंत्रण प्रणाली बनाना संभव है जिससे नियंत्रण और भी अधिक सटीक हो जाता है, यही कारण है कि लिफ्ट, मशीन टूल्स आदि का उपयोग इतनी सटीकता से किया जा सकता है।

सारांश

संक्षेप में, हम समझते हैं कि एनकोडर को संरचना के आधार पर वृद्धिशील और निरपेक्ष दो प्रकारों में विभाजित किया गया है। ये ऑप्टिकल संकेतों जैसे अन्य संकेतों को भी विद्युत संकेतों में परिवर्तित कर सकते हैं जिनका विश्लेषण और नियंत्रण किया जा सकता है। लिफ्ट और मशीन टूल्स में आमतौर पर मोटर के सटीक नियमन के आधार पर विद्युत संकेतों के फीडबैक द्वारा क्लोज्ड-लूप नियंत्रण किया जाता है, और सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए आवृत्ति कनवर्टर के साथ एनकोडर का उपयोग करना एक सामान्य प्रक्रिया है।