4. Phương pháp nghiên cứu
3.5.2. Các loại Encoder
Encoder ựược chia làm hai loại a.
a.a.
a. Encoder tuyệt ựối.
Encoder tuyệt ựối kết cấu gồm các phần sau: nguồn sáng, ựĩa mã hóa và các phodetetor.
đĩa mã hóa ựược chế tạo từ vật liệu trong suốt. Mặt ựĩa ựược chia thành các góc ựều nhau và các ựường tròn ựồng tâm và bán kắnh giới hạn các góc hình thành các phân tố diện tắch. Tập hợp các phân tố diện tắch cùng giới
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 42 hạn bởi hai vòng tròn ựồng tâm gọi là giải băng. Số giả băng trên ựĩa tùy thuộc vào khả năng công nghệ. Công nghệ ngày nay cho phép chia ựĩa mã hóa lớn nhất là dải. Trên các dải băng, các diện tắch phân tố có phân tố ựể trong suốt (ánh sáng có thể xuyên qua ựược) và cũng có phân tố ựược phủ một lớp mà ánh sáng không thể xuyên qua ựược. Sự trong suốt và không trong suốt ựặc trưng tắnh của các phân tố.
Hình 3.3. đĩa quang.
Nguyên lý hoạt ựộng của Encoder tuyệt ựối: đĩa mã hóa ựược lắp trên trục, ựối diện qua ựĩa mã hóa phắa bên trái ta bố trắ nguồn sáng (ựèn LED), phắa bên kia của ựĩa bố trắ các photosensor, khuếch ựại và các trigger Smiths. Tương ứng với mỗi dải băng ta lắp nguồn sáng. Nguồn sáng và các photosensor ựược lắp cố ựịnh. Khi ánh sáng từ nguồn sáng chiếu tới ựĩa mã hóa, nếu ựối diện với tia sáng là diện tắch phân tố trong suốt, ánh sáng xuyên qua ựĩa tới photosensor làm xuất hiện dòng chạy qua photosensor bị phủ lớp chắn sáng, ánh sáng không tới ựược photosensor và trong photosensor không có dòng ựiện chạy qua. Dòng ra của photosensor nhỏ, vì vậy ta ựưa ra bộ khuếch ựại, khuếch ựại ựủ lớn ựể ựưa ựến tầng tiếp theo. Do quá trình quay ựĩa mã hóa, cường ựộ ánh sáng tăng từ nhỏ ựến cực ựại (tia sáng xuyên qua hoàn toàn) và tiếp theo giảm dần ựến khi tia sáng bị chặn bởi dòng trong photosensor bằng không. Vì vậy ựể có xung ra là xung vuông ta cho tắn hiệu qua mạch sửa dạng xung trigger Smiths.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 43 Gọi số góc trên ựĩa là S và số dải là a, quan hệ giữa số góc và số giải biểu diễn theo công thức là: S = 2a
Trong ựó a là số dương tuyệt ựối. b.
b.b.
b. Encoder gia số.
Encoder ựược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Encorder gia số có hai kiểu kiểu thẳng và kiểu quay.
Encoder quay gồm có nguồn sáng (trong kết cấu này nguồn sáng là bóng ựèn), thấu kắnh, ựĩa thước cố ựịnh ựĩa, ựĩa phát xung, photosensor và mạch ựiện.
đĩa phát xung ựược làm bằng vật liệu trong suốt, trên có mộ hoặc hai dải băng (dải băng là tập hợp các vạch sáng tối có chiều dầy giống nhau). Một trong hai dải băng trên ựĩa làm nhiệm vụ phát xung, dải băng còn lại ựể xác ựịnh góc không quy chiếu. đĩa phát xung ựược lắp trên trục và chuyển ựộng quay cùng trục. đĩa thước (thước cố ựịnh) có xẻ bốn rãnh trên cùng một hàng, rãnh xẻ thứ năm bố trắ trên hàng riêng và thước ựược có ựịnh trên vỏ cùng phắa với photosensor
Hình 3.4. Encoder gia số kiểu quay.
Tương ứng với năm rãnh cố ựịnh lắp năm photosensor, photosensor cũng ựược lắp cố ựịnh với Encoder.
Thấu kắnh làm nhiệm vụ biến ựổi ựường ựi của các tia sáng thành các tia sáng song song.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 44 Encoder gia số kiểu thẳng cũng có những thành phần cơ bản như Encoder gia số kiểu quay nhưng chỉ khác thước ựộng là thước thẳng. Nguyên lý hoạt ựộng của nó hoàn toàn giống Encoder gia số kiểu quay.
Hình 3.5. Encoder kiểu thẳng.
So sánh Encoder gia số và Encoder tuyệt ựối: Encoder gia số có ưu ựiểm sau:
- đơn giản và rẻ tiền.
- Không cần mạch giải mã và không cần bộ ựếm. - Giải ựo chỉ giới hạn ựặc tắnh của bộ ựếm. - Tốc ựộ có thể chọn ở bất kì ựiểm nào. Nhược ựiểm:
- Không ựo ựược vị trắ tuyệt ựối do sự thay ựổi gia số. - Rất nhạy cảm với các tắn hiệu bên ngoài.
- Ngắt nguồn ựiện sẽ làm mất gốc, muốn ựo ựược phải xác ựịnh lại. * Encoder xung:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 45 Nguyên lý làm việc của Encoder xung.
Hình 3.7. Nguyên lý làm việc của Encoder xung.
Sử dụng Encoder xung làm cảm biến vị trắ:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 46 Sơ ựồ ứng dụng Encoder xung giao tiếp với ựiều khiển:
Hình 3.9. Sơ ựồ ứng dụng Encoder xung giao tiếp với ựiều khiển.
* Ưu ựiểm:
- đầu ra dạng xung nên trong các hệ thống ựiều khiển không cần có bộ chuyển ựổi ADC.
- Dễ sử dụng. * Nhược ựiểm: - Giá thành cao.
- Phải có thêm mạch giải mã và ựếm.