Encoder là gì? tìm hiểu về ứng dụng của các loại encoder

Nếu bạn ở trong ngành cơ khí thì sẽ không còn lạ lẫm với khái niệm “encoder là gì?”. Đây là một thiết bị được ứng dụng khá nhiều trong các ngành công nghiệp tự động, nó cũng là một trong những bộ phận quan trọng nhất trong sơ đồ cấu tạo của máy CNC. Bạn có thể dễ dàng tìm thấy Encoder trong ứng dụng cắt, máy vẽ,.. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ về Encoder cũng như cấu tạo và ứng dụng của nó ra sao. Hãy cùng maychasandon.com tìm hiểu trong bài viết chi tiết dưới đây nhé.

Bộ encoder là gì?

Nhiều người thắc mắc Encoder là gì? Motor encoder là gì? Biến trở encoder là gì? Chúng có phải cùng là một thiết bị hay không? Câu trả lời là đây đều là cách gọi Encoder hoặc đơn giản hơn là bộ mã hóa. Đây là một bộ cảm biến chuyển động cơ học có nhiệm vụ là tạo ra tín hiệu kỹ thuật số để đáp ứng với chuyển động. Nó cũng là một thiết bị cơ điện có khả năng biến đổi chuyển động thành tín hiệu số hoặc xung. 

Bộ Encoder là một bộ phận vô cùng quan trọng trong cấu tạo của máy CNC. Chức năng chính của nó là giúp đo và hiển thị các thông số liên quan đến tốc độ của máy. Encoder giúp người dùng có thể đọc được tốc độ và vị trí của động cơ nhờ các xung vuông có tần số biến đổi phụ thuộc vào tốc độ của động cơ. 

Trong lĩnh vực gia công cơ khí chính xác, máy CNC là thiết bị được dùng để gia công cơ khí chính xác hoàn toàn tự động. Để có thể điều khiển và xác định các góc quay của dao hoặc bàn gà, hiển thị kết quả trên máy tính thì bên trong các cánh tay robot của máy CNC đều được bố trí các Encoder thực hiện nhiệm vụ trên.

Hiện nay, có hai loại bộ mã hóa đó là bộ mã hóa quay và mã hoá tuyến tính. Encoder tuyến tính phục vụ chuyển động dọc theo một đường dẫn còn Encoder quay thì đáp ứng với chuyển động quay.

Cấu tạo của encoder

Bộ phận này có vai trò rất quan trọng nhưng cấu tạo của chúng lại không quá phức tạp. Các bạn có thể quan sát thêm hình ảnh mô tả bên dưới để có thể hiểu sâu hơn về cấu tạo của encoder. Cụ thể thì chúng gồm những chi tiết sau:

• Một đĩa quay có khoét các lỗ nhỏ để gắn vào trục động cơ.
• Một đèn Led để dùng làm nguồn phát sáng.
• Một mắt thu quang điện được đặt gần đĩa xoay và sắp xếp thẳng hàng.
• Bảng điện giúp khuếch đại tín hiệu.

Nguyên lý hoạt động của Encoder

Encoder có cơ chế hoạt động tương đối đơn giản. Khi Encoder chuyển động, bộ chuyển đổi sẽ giúp xử lý các chuyển động này và biến đổi chúng thành các tín hiệu điện. Sau đó các tín hiệu này sẽ được truyền đến các thiết bị điều khiển PLC, thông qua xử lý sẽ được biểu thị các giá trị cần đo bằng chương trình riêng biệt. 

Đối với các tín hiệu có ánh sáng chiếu qua hay không có thì người ta vẫn có thể nhận biết được đèn LED có chiếu qua lỗ hay không. Bên cạnh đó, số xung đếm được và tăng lên sẽ được tính bằng số lần mà ánh sáng bị cắt qua.

Ví dụ: Nếu trên đĩa chỉ có 1 lỗ duy nhất, khi mỗi lần con mắt nhận được tín hiệu đèn LED thì tức là đĩa đã quay được 1 vòng. Đây chính là nguyên lý hoạt động của 1 bộ Encoder cơ bản. Đối với những loại Encoder khác thì khi đĩa quay có nhiều lỗ hơn thì tín hiệu thu nhận sẽ có điểm khác biệt. 

Các loại Encoder phổ biến hiện nay

Encoder có mục đích sử dụng là để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đó có thể là đĩa quay của trục động cơ, bánh xe hay bất kỳ thiết bị máy móc nào bạn cần xác định vị trí góc. Một bộ mã hoá thường được chia theo phương tiện đầu ra của nó, gồm 2 loại sau đây: Encoder tương đối và Encoder tuyệt đối.

Incremental Encoder là gì?

Iincremental Encoder hay còn được biết đến là Encoder tương đối, là thiết bị sẽ phát ra tín hiệu tăng dần hoặc phụ thuộc vào chu kỳ, có các đặc điểm như sau:

• Đĩa mã hóa gồm một dãy băng tạo xung, thường được chia thành những lỗ có kích thước bằng nhau và cách đều nhau.
• Chất liệu thường là dạng trong suốt để giúp ánh sáng chiếu qua dễ dàng.
• Encoder chỉ có 1,2 hoặc tối đa là 3 vòng lỗ, thường có thêm một lỗ để định vị.
• Ưu điểm: Giá thành tương đối rẻ, chế tạo đơn giản không quá phức tạp, quá trình xử lý tín hiệu trả về khá dễ dàng.
• Nhược điểm: Dễ xảy ra sai lệch về xung khi trả, sẽ tích lũy sai số nếu hoạt động lâu dài.

Absolute Encoder là gì?

Là cụm từ tiếng anh để chỉ Encoder tuyệt đối. Đúng như cái tên của nó thì tín hiệu ta nhận được từ Encoder sẽ cho biết chính xác vị trí của Encoder mà người dùng sẽ không phải thông qua bước xử lý nào cả. Loại encoder này được sử dụng đĩa theo mã Gray hay mã nhị phân. Dòng Encoder này có những đặc điểm cơ bản như sau:

•  Sử dụng đĩa theo mã Gray hoặc mã nhị phân.
•  Có kết cấu gồm các phần sau: Bộ đèn phát ánh sáng (LED), đĩa mã hóa (chứa dải băng mang tín hiệu), bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra.
•  Đĩa mã hóa cũng được chế tạo từ vật liệu trong suốt, mặt đĩa được chia thành các góc đều nhau cùng các đường tròn đồng tâm.
•  Ưu điểm: Luôn giữ được giá trị tuyệt đối nếu Encoder mất nguồn.
•  Nhược điểm: Giá thành còn cao vì quy trình chế tạo phức tạp, đọc tín hiệu gặp nhiều khó khăn.

Xem thêm: Công suất phản kháng sinh ra từ đâu? Thông tin liên quan cần biết

Ứng dụng của Encoder trong đời sống

Bộ mã hóa Encoder có tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực. Dù liên quan đến tốc độ hay khoảng cách thì Encoder vẫn có thể cho phép người dùng khả năng kiểm soát chính xác. 

• Ứng dụng trong biểu thị tốc độ: Khi một máy bơm được kết nối với biến tần để thực hiện quy trình bơm chất lỏng vào bồn chứa thì khi đó chất lỏng chảy vào bồn sẽ có tốc độ nhất định. Encoder được kết nối với biến tần sẽ phản hồi cho bạn biết tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.
• Ứng dụng về đo lường: Nếu bạn cần cắt các cuộn nhôm dài thành từng tấm có kích thước nhất định thông qua máy cắt tự động. Encoder sẽ được lắp vào băng tải và thực hiện nhiệm vụ đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua Encoder và tính độ dài của nhôm 1 cách chính xác.
• Ứng dụng trong việc đếm số lượng: Việc ứng dụng bộ mã hoá Encoder vào chương trình của các băng chuyền sản phẩm sẽ giúp chúng ta xác nhận chính xác mỗi chai sản phẩm vào trạm trên băng chuyền. Nếu các chai không ra khỏi trạm trong khoảng thời gian đã lập trình và không đúng như giá trị mà Encoder đã đếm nghĩa là máy móc đã bị hư hỏng.
• Ứng dụng trong ngành cơ khí: Nói về máy CNC thì Encoder được trang bị như một thiết bị quan trọng giúp đo lường và xác định được vị trí chính xác nhất của các trục máy cũng như vị trí mà dao đã cắt. Nhờ đó khi sử dụng máy CNC để gia công sẽ đạt được độ chuẩn xác cao nhất. Bên cạnh đó, thông qua Encoder người sử dụng có thể điều chỉnh được vị trí cắt của dao nhằm hạn chế sai sót.

• Ứng dụng cực kỳ đa dạng trong nhiều ngành công nghiệp:
• Ô tô: Encoder được sử dụng với chức năng cảm biến chuyển động cơ học, có thể được ứng dụng để kiểm soát tốc độ của động cơ.
• Tiêu dùng điện tử và thiết bị văn phòng: Bộ mã hóa Encoder được sử dụng trên PC, máy in và máy quét phục vụ các công việc in ấn.
• Công nghiệp: Encoder được sử dụng trong quy trình dán nhãn, đóng gói sản phẩm.
• Y tế: Sử dụng trong máy quét y tế, điều hướng chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động.
• Quân đội: Sử dụng trong ứng dụng ăng ten định vị.
• Dụng cụ khoa học: Thực hiện các bộ mã hóa Encoder trong việc định vị kính viễn vọng quan sát.

Trên đây là một số thông tin và kiến thức hứu ích về Encoder. Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang có nhu cầu tìm hiểu. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc nào có thể liên hệ với chúng tôi để được giúp đỡ tận tình.