Enkoder inkrementalny – zalety rozwiązania

Enkodery inkrementalne to przetworniki, które zamieniają ruch obrotowy na sygnał elektryczny. Może on później trafić do urządzenia sterującego, takiego jak licznik lub sterownik PLC. Moduły tego typu działają na zasadzie generowania określonej liczby impulsów/obrót. Rozdzielczość enkodera wpływa na dokładność otrzymywanych odczytów przesunięcia oraz ilość impulsów przypadających na kąt przesunięcia. Liczba ta jest stała i może wynosić nawet do 10 000 impulsów. Ponadto istnieją wersje jednokanałowe oraz dwukanałowe takich modułów. Enkodery z jednym wejściem, czyli tzw. tachometry, są wykorzystywane w mechanizmach obracających się w jednym kierunku i informują o prędkości oraz zakresie ruchu. Natomiast te z dwoma kanałami umożliwiają ponadto rozpoznanie kierunku obrotu oraz ewentualnej zmiany kierunku. Enkodery inkrementalne oprócz kanałów (A/B lub AB) posiadają także punkt odniesienia (Z), który może zostać ustawiony w zależności od bieżących potrzeb. Należy jednak podkreślić, że taki enkoder nie zapamiętuje aktualnej pozycji, dlatego punkt odniesienia musi być nastawiany każdorazowo po włączeniu urządzenia.

Budowa enkodera inkrementalnego

Najmniej skomplikowane enkodery składają się z fotodetektora, źródła światła (najczęściej laser) oraz umieszczonej pomiędzy nimi tarczy. Tarcza ta ma otwory, a gdy się obraca, to naprzemiennie przepuszcza albo blokuje światło, które następnie jest zamieniane na sygnał prostokątny przez układ optoelektroniczny. Sygnał ten następnie trafia przykładowo do mikrokontrolera, który w prosty sposób wylicza przesunięcie oraz prędkość przesunięcia, opierając się na rozdzielczości enkodera, która jest niczym innym jak ilością zboczy w sygnale na pełen obrót.

Zalety zastosowania enkodera

Największą korzyścią z zastosowania enkoderów inkrementalnych jest szybkość przesyłania danych, która jest większa niż w przypadku enkoderów absolutnych. Umożliwia zatem monitorowanie działania mechanizmów o wysokiej prędkości obrotowej. Dużym plusem jest również dokładność i precyzja pomiarów, którą oferują te enkodery. W połączeniu z wygodnym interfejsem pozwoli to użytkownikom na analizę najmniejszych przesunięć, bez jakichkolwiek odczuwalnych opóźnień. Łatwość obsługi i precyzja pracy pozwalają na ich szerokie zastosowanie. Nie wymagają one bowiem żadnych skomplikowanych algorytmów ani obliczeń (w przeciwieństwie do innych sposobów pozycjonowania). Dodatkowym aspektem jest w tym przypadku możliwość zastosowania ich w strefach niebezpiecznych, gdyż niektóre są odporne na wybuchy, wstrząsy i niebezpieczne substancje.

Wykorzystanie enkoderów inkrementalnych

Ze względu na prostotę i wysoką skuteczność działania enkoderów znajdują one zastosowanie w wielu branżach technicznych, czyli wszędzie tam, gdzie wykorzystywana jest maszyneria wykonująca precyzyjny ruch obrotowy. Enkodery inkrementalne są powszechne przykładowo w górnictwie czy w przemyśle chemicznym i petrochemicznym. Umożliwiają ponadto dokładną pracę dźwigów czy żurawi (np. w budownictwie).

Jeżeli zależy nam na precyzyjnej i bezpiecznej pracy maszyn, enkodery inkrementalne będą świetnym rozwiązaniem. Pracownicy nie będą potrzebowali bowiem dodatkowych szkoleń ani kursów do ich obsługi, gdyż wystarczy krótki instruktaż, aby zrozumieć ich budowę i zasadę działania. Instalacja tego typu modułów w zakładzie pracy z pewnością w płynie też na ogólną poprawę bezpieczeństwa.