Bài viết này cung cấp những thông tin tổng quan về bộ Encoder trong phản hồi và đo đạc tốc độ động cơ DC nói chung và tốc độ chuyển động quay nói riêng. Encoder rất thông dụng trong nhiều ứng dụng thực tế, nó có thể được chế tạo riêng lẻ hoặc cũng có thể tích hợp vào động cơ (động cơ phản hồi vòng kín- CLose Loop như DC servo, AC servo). Vậy nó hoạt động ra sao? Theo nguyên lý nào ? Mời các bác cùng đọc và tham khảo.
Bộ Encoder rời trên thị trường
Một loại động cơ DC Servo (DC Encoder) 200 xung của hãng Nidec Để điều khiển số vòng quay hay vận tốc động cơ thì chúng tanhất thiết phải đọc được góc quay của motor. Một số phương pháp cóthể được dùng để xác định góc quay của motor bao gồm Tachometer(thật ra Tachometer đo vận tốc quaydùng biến trở xoay, hoặc dùngencoder). Trong đó 2 phương pháp đầu tiên là phương pháp Analovàdùng Optiacal encoder(Encoder quang thuộc nhóm phương phápdigital). Hệ thống Optical encoder bao gồm một nguồn phát quang(thường là hồng ngoại –infrared), một cảm biến quang đọc tín hiệu từ đầu phátvà một đĩa cóchia rãnh để cắt đường tín hiệu quang phát ra từ mắt phát quang. Optical encoder lại được chia thành 2 loại: Encoder tuyệt đối(Absolute Optical Encoder) và Encoder tương đối (Incremental Optical Encoder). Trong đa số các DC Motor, Incremental Optical Encoderđược dùng và mô hình động cơ servo trong bài này cũng không ngoạilệ.
Encoder thường có 3 kênh (3 ngõ ra) bao gồm kênh A, kênh B vàkênh I (Index). Trong hình 2 bạn thấy hãy chú ý một lỗ nhỏ bên phíatrong của đĩa quay và một cặp phat-thu dành riêng cho lỗ nhỏ này. Đólà kênh I của encoder. Cữ mỗi lần motor quay được một vòng, lỗ nhỏxuất hiện tại vị trí của cặp phát-thu, hồng ngoại từ nguồn phát sẽ xuyênqua lỗ nhỏ đến cảm biến quang, một tín hiệu xhiện trên cảm biến.
uất Như thế kênh I xuất hiện một “xung” mỗi vòng quay của motor. Bênngoài đĩa quay được chia thành các rãnh nhỏ và một cặp thu-phát khácdành cho các rãnh này. Đây là kênh A của encoder, hoạt động củakênh A cũng tương tự kênh I, điểm khác nhau là trong 1 vòng quaycủa motor, có N “xung” xuất hiện trên kênh A.
Đang xem: Encoder là gì? những điều cần biết về encoder
Xem thêm: Cao Học Cao Học Là Gì ? Có Nên Học Cao Học Không? Cao Học Là Gì
Xem thêm: Tinh Thần Ham Học Hỏi Tiếng Anh Là Gì ? Trong Tiếng Anh Được Viết Ra Sao?
N là số rãnh trên đĩa vàđược gọi là độ phân giải (resolution) của encoder. Mỗi loại encoder cóđộ phân giải khác nhau, có khi trên mỗi đĩa chĩ có vài rãnh nhưng cũngcó trường hợp đến hàng nghìn rãnh được chia. Để điều khiển động cơ,bạn phải biết độ phân giải của encoder đang dùng. Độ phân giải ảnhhưởng đến độ chính xác điều khiển và cả phương pháp điều khiển.Không được vẽ trong hình 2, tuy nhiên trên các encoder còn có mộtcặp thu phát khác được đặt trên cùng đường tròn với kênh A nhưnglệch một chút (lệch M+0,5 rãnh), đây là kênh B của encoder. Tín hiệuxung từ kênh B có cùng tần số với kênh A nhưng lệch pha 90o. Bằngcách phối hợp kênh A và B người đọc sẽ biết chiều quay của động cơ.
Hai kênh A và B lệch pha trong encoder Hình trên cùng thể hiện sự bộ trí của 2 cảm biếnkênh A và B lệch pha nhau. Khi cảm biến A bắt đầu bị che thì cảmbiến B hoàn toàn nhận được hồng ngoại xuyên qua, và ngược lại. Hìnhthấp là dạng xung ngõ ra trên 2 kênh. Xét trường hợp motor quay cùngchiều kim đồng hồ, tín hiệu “đi” từ trái sang phải. Bạn hãy quan sát lúctín hiệu A chuyển từ mức xuống thấp (cạnh xuống) thì kênh B đang ởmức thấp. Ngược lại, nếu động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ, tínhiệu “đi” từ phải qua trái. Lúc này, tại cạnh xuống của kênh A thì kênhB đang ở mức cao. Như vậy, bằng cách phối hợp 2 kênh A và B chúngta không những xác định được góc quay (thông qua số xung) mà cònbiết được chiều quay của động cơ (thông qua mức của kênh B ở cạnhxuống của kênh A). Trên đây là 1 video ngắn mô tả trực quan các Encoder hoạt động với các Sensor quang. Đọc xong bài viết, chúng ta cùng xem video để hiểu hơn về cách thức hoạt động của Encoder nhé các bác!