انکودر افزایشی (Incremental Encoder)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
انکودر افزایشی (Incremental Encoder) :
انکودر افزایشی (که قبلا در مورد ۳۸ و ۳۹ اشاره شد) یک نوع سنسور موقعیت است که تغییرات موقعیت (افزایش یا کاهش) را اندازه گیری می کند، نه موقعیت مطلق. این انکودرها با تولید پالس های دیجیتال متناسب با حرکت، کار می کنند. با شمارش تعداد پالس ها از یک نقطه مرجع معلوم، می توان به موقعیت رسید. اما اگر این نقطه مرجع گم شود (مثلا با قطع برق)، موقعیت نیز از دست می رود و نیاز به بازگشت به نقطه مرجع (home) دارد.
ساختار داخلی یک انکودر افزایشی چرخشی شامل یک دیسک با خطوط شفاف و مات (در نوع نوری) است که روی محور نصب شده است. نور یک LED از دیسک عبور کرده و به یک آرایه آشکارساز (معمولا سه فتودیود: A, B, Z) می تابد. با چرخش دیسک، سیگنال های A و B با اختلاف فاز ۹۰ درجه تولید می شوند. با مقایسه فاز A و B، جهت چرخش تشخیص داده می شود. پالس Z (شاخص) در هر دور کامل یک بار تولید می شود و به عنوان نقطه مرجع مطلق استفاده می شود.
\[ \text{موقعیت نسبی} = N \times \text{وضوح (PPR)} + \text{فاز} \]مزایای انکودر افزایشی:
ساختار ساده تر و هزینه کمتر نسبت به نوع مطلق.
نیاز به سیم کشی کمتر (معمولا A, B, Z به همراه تغذیه).
وضوح بالا با هزینه معقول.
مناسب برای کاربردهایی که پس از هر راه اندازی می توان یک مرجع یابی انجام داد.
معایب:
نیاز به مرجع یابی پس از هر قطع برق.
حساسیت به نویز (از دست رفتن پالس ها منجر به خطای موقعیت می شود).
اگر پالس Z خراب شود، مرجع از دست می رود.
سرعت شمارش پالس ها محدود به فرکانس ورودی شمارنده است.
انکودرهای افزایشی هم در نوع خطی و هم در نوع چرخشی ساخته می شوند. آنها در کاربردهای بسیار گسترده ای از جمله پرینترها (برای کنترل موقعیت هد چاپ)، اسکنرها، موتورهای DC با کنترل ساده، دستگاه های بسته بندی، و رباتیک ساده استفاده می شوند. برای کاربردهای با دقت بالا، انکودرهای افزایشی با خروجی سینوسی (که با تقسین (interpolation) می توان وضوح را افزایش داد) به کار می روند.
تشخیص جهت و شمارش پالس ها معمولا توسط یک شمارنده بالا/پایین (up/down counter) در یک میکروکنترلر یا FPGA انجام می شود. نرخ شمارش باید با حداکثر سرعت حرکت سازگار باشد تا پالس ها از دست نروند. بسیاری از میکروکنترلرها دارای ماژول سخت افزاری برای اتصال مستقیم به انکودرهای افزایشی هستند (QEI).
انکودر افزایشی گزینه ای ایده آل برای کاربردهایی است که موقعیت مطلق در ابتدا مهم نیست یا می توان یک سیکل مرجع یابی ساده انجام داد، و هزینه یک فاکتور محدودکننده است.
