Bộ Mã Hoá Vòng Quay Là Gì? Đặc Điểm Ra Sao?

Hiện nay, vẫn còn tồn tại một số ứng dụng chuyển động yêu cầu độ chính xác nhỏ. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều yêu cầu cao hơn bao gồm độ đáng tin cậy và sự chính xác về tốc độ, vị trí và hướng, đặc biệt là trong nền công nghiệp hiện đại.

Các loại động cơ như động cơ bước, động cơ DC có chổi than hoặc không chổi than không cung cấp bất kỳ loại phản hồi nào trừ khi chúng được trang bị bộ mã hóa hoặc cảm biến hội trường.

Đối với các động cơ bước như động cơ Igus Delta Robot và khớp robolink D được cấp nguồn, có thể thấy rằng chúng được trang bị bộ mã hóa tăng dần.

Thế nào là bộ mã hóa?

Bộ mã hóa là thiết bị cơ điện được sử dụng để đo độ dịch chuyển được sử dụng để chuyển đổi vị trí góc của động cơ hoặc thiết bị quay, thành tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số.

Khi xem xét các loại bộ mã hóa, trước hết ta nên phân biệt các loại công nghệ đang được sử dụng để tạo tín hiệu và loại đầu ra mà chúng tạo ra.

Ta có thể sử dụng một số loại công nghệ như:

• Điện trở: sử dụng cảm biến Hall hoặc cảm biến điện trở từ.
• Quang học: sử dụng đèn LED và cảm biến quang.
• Cơ điện: ta chuyển đổi vị trí tương tự của trục thành tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số hay còn gọi là bộ mã hóa trục.

Độ phân giải của bộ mã hóa được đo bằng xung trên mỗi vòng quay (PPR) – là số lần đếm được bộ mã hóa tạo ra trong mỗi lượt. 

Có 2 loại mã hóa vòng quay chính: tuyệt đối và tăng dần.

• Đối với bộ mã hóa tăng dần (động cơ igus): tạo ra 2000 xung từ 2 kênh (A,B) →  500 số đếm/bước.

• Đối với bộ mã hóa tuyệt đối: các bit được sử dụng để mô tả độ phân giải do đầu ra của chúng là các từ nhị phân. 

Ví dụ: Bộ mã hóa 8 bit  28 = 256 số đếm/vòng quay.

                            16 bit 216 = 65536 số đếm/vòng quay.

Các loại đầu ra

• Tăng dần: Một chuỗi các tín hiệu bật/tắt được tạo ra bởi một đĩa quang, chúng cho ta biết sự chuyển động từ vị trí này sang vị trí khác. Tuy nhiên, nếu nguồn bị cắt thì vị trí này bị mất.
• Tuyệt đối: Mỗi vị trí của bộ mã hóa sẽ tạo ra một mã (mẫu/từ) duy nhất có thể lấy lại kể cả ngay sau khi cắt điện.       

                                                                        

Đĩa mã hóa tuyệt đối

Phép đo này đạt được thông qua các phương tiện quang học. Bên trong bộ mã hóa, có một đĩa chứa mẫu cụ thể bao gồm các phần mờ và trong suốt.

Đĩa mã hóa tăng dần (không có chỉ mục)

Bộ tách sóng ánh sáng được dùng để thu tín hiệu qua đĩa, nhận ánh sáng không liên tục theo mẫu tạo ra xung sóng vuông ở đầu ra.

• Khi có một đoạn mã trên bộ mã hóa, dựa vào máy đo tốc độ,ta có thể đo được vị trí và vận tốc của động cơ bước ở độ phân giải tương đối cao. 
• Đối với bộ mã hóa vòng quay có một đoạn mã thứ hai với độ dịch chuyển 90o cho phép ta xác định hướng dựa trên vị trí và vận tốc.

Ví dụ: Nếu kênh A đầu ra xung dẫn đến kênh B thì động cơ quay theo chiều kim đồng hồ và ngược lại. Nói cách khác, giữa các kênh có mối quan hệ về các pha dẫn đầu/pha trễ.

Tồn tại một đường truyền tín hiệu kết thúc kép cùng với một kênh chỉ mục ở các kênh A và B được gọi là bộ mã hóa vòng quay công nghiệp có độ phân giải cao.

A/, B/ đơn giản chỉ là các bản sao đảo ngược của A và B. Chúng có khả năng giảm bớt tiếng ồn tốt hơn trong công nghiệp.

Cụ thể hơn, công nghệ tín hiệu vi sai đang được sử dụng, trong đó mỗi kênh có bản sao đảo ngược của riêng nó., máy thu như bộ điều khiển vòng kín,.. có thể phát hiện sự khác biệt tiềm năng giữa các kênh và bản sao của nó, từ đó giúp cân bằng chúng, để chúng có biên độ bằng nhau.

Ưu điểm của quy trình

• Dòng điện chạy đến dây dẫn nối đất rất thấp. 
• Do tăng khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) nên điện áp cần thiết để cung cấp sẽ ít hơn.

Đầu ra kênh N là kênh tham chiếu (chỉ số), chủ yếu được dùng để điều chỉnh hệ thống bằng cách cung cấp phản hồi chính xác về vị trí tham chiếu. Kênh này sẽ cung cấp một xung cho mỗi vòng quay của bộ mã hóa.

B2bmart.vn vừa giới thiệu đến bạn đọc một số khái niệm cơ bản về bộ mã hóa vòng quay. Hi vọng qua những thông tin hữu ích trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chúng nhé.