รู้จักประเภท Rotary Encoder รับรองเจอแต่งานดี

ในหัวข้อนี้เราจะพูดถึงการแบ่งประเภทของ Encoder ซึ่งเป็นข้อมูลที่มีความจำเป็นต่อการเลือก กลุ่มสินค้าเอ็นโค้ดเดอร์ เพื่อนำไปใช้ให้เหมาะสมกับลักษณะงาน ซึ่งในหัวข้อนี้จะพูดถึงเรื่อง การแบ่งจากโครงสร้างการใช้งาน  การแบ่งตามโครงสร้างของโรตารี่ เอ็นโค้ดเดอร์ และ แบบชนิดพิเศษ โดยข้อมูลทั้งหมดที่ทางเราจะนำมาเสนอท่านมนั้น เป็นความรู้สำคัญที่จะช่วยทำให้ท่านได้เข้าใจว่าเอ็นโค้ดเดอร์คืออะไร? และเป็นการเบิกทางสู่การใช้งาน โรตารี่เอ็นโค้ดเดอร์ ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

คุณสามารถเข้าไปอ่านบทความอื่นๆ ได้ที่ ศูนย์รวมข้อมูลเกี่ยวกับ Encoder เอ็นโค้ดเดอร์ ในหน้านี้จะรวมรวบบทความที่น่าสนใจไว้มากมาย โดยบทความทั้งหมดคุณสามารถเข้าไปอ่านได้เลย และสามารถดาวน์โหลดเนื้อหาทั้งหมดในรูปแบบไฟล์ PDF ได้ฟรีอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีหน้าแคตตาล็อกสินค้าให้คุณเข้าไปดาวน์โหลดฟรี เพื่อใช้หารุ่นที่คุณต้องการได้ง่ายขึ้น

ปัจจุบัน เอ็นโค้ดเดอร์ ที่ผลิตและจำหน่ายอยู่ในท้องตลาดนั้น มีอยู่มากมายหลายยี่ห้อ เช่น Omron, Autonics, Lika, Hengstler และอีกมากมาย ซึ่งล้วนแล้วแต่มีโครงสร้าง และ หลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน แต่ถ้าต้องการแบ่งตามลักษณะการใช้งาน สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ได้ดังนี้

เป็นเอ็นโค้ดเดอร์ที่รูปแบบสัญญาณเอาท์พุตที่ออกมาเป็นลักษณะของสัญญาณพัลส์ที่เป็นคลื่นรูปสี่เหลี่ยม ซึ่งจะไม่เหมือนกับไซน์เวฟ โดยจำนวนพัลส์ที่ออกมานั้น จะมีความสัมพันธ์กับระยะการเคลื่อนที่ ตำแหน่ง ระยะห่าง ความเร็ว และ ความเร่ง นอกจากนี้ยังสามารถระบุได้ถึงทิศทางการหมุนของตัวเอ็นโค้ดเดอร์ได้ว่าจะ หมุน ตามเข็มนาฬิกา หรือ ทวนเข็มนาฬิกา โดยอาศัยการตรวจจับทิศทางการหมุนจากมุมเฟสของสัญญาณเอาท์พุต A กับ B ว่าสัญญาณใดเกิดก่อนกัน ซึ่งจะมีมุมเฟสที่ต่างกันอยู่ 90 องศา

เอ็นโค้ดเดอร์แบบนี้ มีข้อเสียตรงที่ไม่สามารถจดจำตำแหน่งแกนหมุนของตัวเองได้ว่าอยู่ที่จุดใด ด้วยเหตุนี้การหมุนกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น Homing Point นั้นจะทำได้ยาก จึงต้องอาศัยการเก็บข้อมูลพัลส์ตั้งแต่เริ่มต้น เพื่อหาค่าตำแหน่ง ซึ่งในบางครั้งอาจจะอ้างอิงจากจุด Zero Point ซึ่งจะสัญญาณพัลส์ที่เกิดขึ้นทุกการหมุน 1 รอบ แล้วค่อยดูว่าหมุนไปทิศทางใด ระยะทางเท่าไร จากจุดนี้

ภาพแสดงสัญญาณพัลส์ที่เกิดจาก Incremental Rotary Encoder

เป็นเอ็นโค้ดเดอร์ที่ออกแบบมาให้มีรูปแบบสัญญาณเอาท์พุตที่เป็นลักษณะของการเข้ารหัส เพื่อต้องการแก้ปัญหาของ Incremental Encoder เนื่องจากสัญญาณเอาท์พุตของ Incremental Encoder ไม่สามารถระบุตำแหน่งพัลส์กับตำแหน่งองศาของแกนเอ็นโค้ดเดอร์ได้ เราจึงแก้ปัญหาเหล่านี้ได้โดยการใช้ Absolute Rotary Encoder ซึ่งจะใช้รหัสแทนสัญญาณพัลส์  โดยรหัสเหล่านี้ ก็จะมีหลากหลายรูปแบบ เช่น BCD, Binary, Gray Code ซึ่งจะสามารถแทนค่าตำแหน่งองศาที่แกนของเอ็นโค้ดเดอร์หยุดอยู่ได้

นอกจากนี้ยังเลือกเป็นสัญญาณแบบขนานหรืออนุกรมก็ได้ ซึ่งจะทำให้ได้ตำแหน่งที่ถูกต้องและแม่นยำมากที่สุดถึงแม้ว่าเราจะหยุดจ่ายไฟ และจ่ายไฟเข้าไปใหม่ก็ยังสามารถบ่งบอกได้ว่าตำแหน่งองศาที่อยู่นั้นคือเท่าใด

ภาพแสดงสัญญาณเอาท์พุตแบบรหัส Binary จำนวน 4 บิต ของ Absolute Encoder

ภาพแสดงสัญญาณเอาท์พุตแบบรหัส Gray จำนวน 4 บิต ของ Absolute Encoder

นอกจากจะใช้ลักษณะการใช้งานในการแบ่งประเภทได้แล้วนั้น โครงสร้างก็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่สามารถใช้บ่งบอกได้ถึงประเภทของเอ็นโค้ดเดอร์ได้เช่นกัน โดยจะแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะได้ดังนี้

เป็นเซ็นเซอร์แบบพื้นฐานที่ถูกออกแบบมาใช้งานตั้งแต่เริ่มต้น โดยใช้หลักของ Optical Sensing ร่วมกับ Code Disk และใช้ตัว Scanning reticle ซึ่งจะเป็นตัวช่วยบังคับแสงให้ไปตรงที่ตัวรับแสง หรือ Phototransistor ได้อย่างแม่นยำ

ในปัจจุบันเทคโนโลยีของเอ็นโค้ดเดอร์แบบนี้ สามารถที่จะสร้างความละเอียดได้สูงถึง 18000 พัลส์ต่อรอบ Pulse/Revolution หรือเราสามารถคำนวนออกมาเป็นองศา ได้โดยใช้สมการดังนี้

Resolution ()          =          360Pulse Per Revolution (PPR)

Resolution (0.02)         =         36018000(PPR)

จากการทำงานของตัว Rotary Optical Encoder ซึ่งเป็นที่ทราบกันอยู่แล้วว่า โครงสร้างภายในนั้นสร้างมาจาก Code Disk ซึ่งเป็นวัสดุใสและมีความเปราะบาง ไม่ทนต่อการใช้งานที่มีแรงสั่นสะเทือนและการกระแทกได้มาก ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาตัว Rotary Magnetic Encoder โดยจะมีความสามารถในการใช้งานที่สูงกว่า และทนต่อแรงสั่นสะเทือนได้ดีกว่าแบบ Code Disk จึงเป็นการยืดอายุการใช้งานของ Encoder ได้ยาวนานมากยิ่งขึ้น

ซึ่งหลักการทำงานของตัว Magnetic Encoder นั้นจะใช้ Maganetic Code Ring ที่เป็นตัวหมุน และใช้เซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับ Code จากสนามแม่เหล็ก โดยเซ็นเซอร์ที่ว่านี้มีอยู่ 2 แบบ คือ Magneto-Resistance (MR) และ IC Sensor โดยเซ็นเซอร์ทั้ง 2 รูปแบบนี้ เมื่อมีสนามแม่เหล็กตัดผ่าน จะมีการแยกแยะระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ ซึ่งทำให้เกิดปรากฎการ Hall Effect จากปรากฏการนี้จะทำให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่เป็นแบบ Sine Wave ออกมา ต่อจากนั้นจะมีการใช้กระบวนการแปลงสัญญาณจากสัญญาณ Analog to Digital A/D เพื่อนำเอาสัญญาณดิจิตอลเหล่านี้ไปใช้งานต่อไป

ภาพแสดงโครงสร้างของ Magnetic Code Ring และ IC Sensor ของ Rotary Magnetic Encoder

นอกจากทั้ง 2 รูปแบบการแบ่งที่ผ่านมาแล้วนั้น ยังมีประเภทพิเศษที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในงานที่มีลักษณะเฉพาะ โดยมีรายละเอียดดังนี้

เป็น Encoder ชนิดพิเศษที่สามารถตั้งค่าของจำนวนพัลส์ต่อรอบหรือ Pulse Per Revolution ได้ ซึ่งในปัจจุบันมียี่ห้อ LIKA รุ่น IQ58, CKQ58 ที่สามารถป้อนโปรแกรมเพื่อกำหนดจำนวนพัลส์ที่ต้องการใช้งานได้ ซึ่งทำให้ง่ายต่อการใช้งานและการทำรายการอะไหล่

เป็น Absolute Rotary Encoder ชนิดหนึ่งที่ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหา Single-turn Absolute Rotary Encoder ที่ไม่สามารถจดจำในส่วนของจำนวนรอบที่หมุนได้ เนื่องจากตัวรหัสออกแบบมาให้ไม่ซ้ำกันได้แค่หนึ่งรอบเท่านั้น ทำให้มีขีดจำกัดในเรื่องของความละเอียด แต่สำหรับ Multi-turn Rotary Encoder จะมีการเพิ่มวงจรนับจำนวนไว้ภายในตัว ซึ่งจะทำให้สามารถรู้ได้ว่าตัว Encoder หมุนไปกี่รอบแล้ว นอกจากนี้ยังเป็นการเพิ่มความละเอียดในการใช้งานได้ด้วย

ภาพแสดงโครงสร้างของ Multi-turn Rotary Encoder

จากข้อมูลทั้งหมดนั้น สามารถแบ่งประเภทของ Rotary Encoder แบบพื้นฐาน ได้ดังนี้ การแบ่งจากโครงสร้างการใช้งาน การแบ่งตามโครงสร้างของโรตารี่ เอ็นโค้ดเดอร์ และการแบ่งแบบ Special Rotary Encoder

โดยทั้ง 3 ลักษณะการแบ่งนั้นก็จะมีรายละเอียดข้อมูลที่แตกต่างกันออกไป โดยทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับท่านผู้อ่านว่าการแบ่งแบบใดนั้น ที่มีความเหมาะสมต่อการนำไปประยุกต์ใช้ในเลือกกลุ่มสินค้าเอ็นโค้ดเดอร์ตามจุดประสงค์ของท่านที่ต้องการ โดยความรู้ในส่วนคือส่วนที่จะช่วยเติมความเข้าใจและทำให้เราได้รู้ว่าเอ็นโค้ดเดอร์ คืออะไร? ซึ่งจะส่งผลให้เรามีข้อมูลในการตัดสินใจเลือกใช้ประเภทของ  Encoder ได้ถูกต้อง

หากคุณสนใจสินค้า สามารถเข้าไปดูและเลือกซื้อ Encoder เอ็นโค้ดเดอร์ ได้ที่หน้าเว็บออนไลน์ของเรา มีสินค้าหากหลายรุ่น จากแบรนด์ดังให้เลือกมากมาย ถ้าคุณมีข้อสงสัยหรืออยากสอบถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับสินค้า สามารถแชทมาหาเราได้ทันทีจากช่องแชทด้านล่างขวามือ หรือส่งเมลล์มาที่ [email protected] หรือผ่าน Line ที่ @factomart และเบอร์โทร 021-050-567 ได้หลากหลายช่องทาง มีผู้เชี่ยวชาญให้คำแนะนำตลอดเวลาทำการ