جهاز التشفير التزايدي هو جهاز تشفير يقوم بتحويل الحركة الزاوية أو موضع العمود إلى رمز تناظري أو رقمي لتحديد الموضع أو الحركة. تعد أجهزة التشفير التزايدية واحدة من أكثر أجهزة التشفير الدوارة استخدامًا. يمكن استخدام أجهزة التشفير التزايدية في تطبيقات تحديد المواقع والتغذية المرتدة لسرعة المحرك بما في ذلك التطبيقات المؤازرة/الخفيفة أو الصناعية أو الثقيلة. توفر أجهزة التشفير التزايدية استجابة ممتازة للسرعة والمسافة، ونظرًا لوجود عدد قليل من أجهزة الاستشعار المعنية، فإن النظام بسيط وغير مكلف. تقتصر أجهزة التشفير التزايدية على توفير معلومات التغيير، لذا تحتاج أجهزة التشفير إلى جهاز مرجعي لحساب الحركة.
1. كيف تعمل أجهزة التشفير التزايدية؟ كيف تعمل أجهزة التشفير التزايدية!
توفر أجهزة التشفير التزايدية عددًا محددًا من النبضات خلال دورة تشفير واحدة. يمكن أن يكون الإخراج عبارة عن سطر واحد من النبضات (قناة "A") أو سطرين من النبضات (قنوات "A" و "B")، والتي يتم إزاحتها لتحديد الدوران. تسمى هذه المرحلة بين الإشارتين بالتربيع. في أجهزة التشفير الضوئية التزايدية، يتكون التجميع النموذجي من مجموعة مغزل وثنائي الفينيل متعدد الكلور وغطاء. يحتوي PCB على مجموعة من أجهزة الاستشعار التي تنشئ فقط إشارتين رئيسيتين للموضع والسرعة.
باستخدام أجهزة التشفير الضوئية المتزايدة، يكتشف المستشعر البصري الضوء أثناء مروره عبر القرص المحدد. يتحرك القرص أثناء دوران مجموعة المغزل، ويتم تحويل المعلومات إلى نبضات بواسطة PCB. بالنسبة لأجهزة التشفير المغناطيسية المتزايدة، يتم استبدال المستشعر البصري بمستشعر مغناطيسي، ويحتوي القرص الدوار على سلسلة من الأقطاب المغناطيسية.
اختياريًا، يمكن توفير إشارات إضافية:
يمكن توفير قناة الفهرس أو "Z" كإشارة نبضية لكل ثورة للتحقق من التوجيه وعدد النبضات على القنوات A و/أو B. يمكن أن يكون هذا الفهرس مسورًا في حالات مختلفة من A أو B. ويمكن أيضًا أن يكون غير مسور وله عروض مختلفة. يمكن لبعض أجهزة التشفير أيضًا توفير قنوات التبديل (U، V، W). تصطف هذه الإشارات مع ملفات التبديل الموجودة على محرك سيرفو. كما أنها تضمن أن مشغلات أو مكبرات الصوت لهذه المحركات تطبق التيار على كل ملف بالترتيب الصحيح وعلى المستوى الصحيح.
2. ما هي المنتجات التي يمكن لجهاز التشفير الدوراني المتزايد استبدالها مع بعضها البعض؟
في حين أن أجهزة التشفير التزايدية تُستخدم بشكل شائع في العديد من تطبيقات التغذية الراجعة، فإن وحدات الحل وأجهزة التشفير المطلقة توفر بدائل اعتمادًا على متطلبات التطبيق وبيئته.
* التشفير التزايدي والمحلل
المحللات هي سلائف كهروميكانيكية لأجهزة التشفير، استنادا إلى التكنولوجيا التي يعود تاريخها إلى الحرب العالمية الثانية. يخلق التيار مجالًا مغناطيسيًا على طول الملف المركزي. هناك نوعان من اللفات المتعامدة بشكل متبادل. يتم تثبيت أحد الملفين في مكانه ويتحرك الملف الآخر مع تحرك الجسم. تسمح التغييرات في قوة وموضع المجالين المغناطيسيين المتفاعلين للمحلل بتحديد حركة الجسم.
إن بساطة تصميم جهاز التحليل تسمح له بالعمل بشكل موثوق حتى في ظل الظروف القاسية، بدءًا من نطاقات درجات الحرارة الساخنة والباردة وحتى التعرض للإشعاع وحتى الاضطرابات الميكانيكية الناجمة عن الاهتزاز والصدمات. ومع ذلك، فإن تسامح المحلل اللغوي مع تجميع المصدر والتطبيق يأتي على حساب قدرته على العمل في تصميمات التطبيقات المعقدة، لأنه لا يمكنه إنتاج بيانات دقيقة بما فيه الكفاية. على عكس أجهزة التشفير التزايدية، تقوم وحدات الحل بإخراج البيانات التناظرية فقط، والتي قد تتطلب إلكترونيات متخصصة للتفاعل.
* التشفير التزايدي والتشفير المطلق
تعمل أجهزة التشفير المطلقة حيث تكون السرعة ودقة الموضع والتسامح مع الأخطاء وقابلية التشغيل البيني أكثر أهمية من بساطة النظام. يستطيع جهاز التشفير المطلق "معرفة مكانه" بناءً على موقعه في حالة انقطاع طاقة النظام، وإعادة التشغيل إذا تحرك جهاز التشفير أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
يعرف المشفر المطلق نفسه معلومات تحديد الموقع - فهو لا يحتاج إلى الاعتماد على إلكترونيات خارجية لتوفير فهرس أساسي لموضع المشفر. إن الميزة الواضحة لأجهزة التشفير المطلقة، خاصة بالمقارنة مع أدوات الحل وأجهزة التشفير التزايدية، هي كيفية تأثير دقة تحديد موضعها على الأداء العام للتطبيق، لذلك غالبًا ما تكون أداة التشفير المفضلة للتطبيقات عالية الدقة مثل CNC والتطبيقات الطبية والروبوتات.
3. استخدام وتطبيق التشفير التزايدي
تم تصميم أجهزة التشفير التزايدية لتكون متعددة الاستخدامات وقابلة للتخصيص لتناسب مجموعة متنوعة من التطبيقات. الفئات الثلاث العريضة للتطبيقات المعتمدة على البيئات هي:
* الخدمة الشاقة: البيئات القاسية ذات احتمالية عالية للتلوث والرطوبة وارتفاع درجات الحرارة والصدمات والاهتزازات، كما يظهر في مصانع اللب والورق والصلب والخشب.
* التطبيقات الصناعية: بيئات تشغيل المصانع العامة التي تتطلب تصنيفات IP القياسية ومواصفات الصدمات والاهتزاز ودرجات الحرارة المعتدلة كما هو موضح في مصانع الأطعمة والمشروبات والمنسوجات ومصانع التشغيل الآلي العامة للمصانع.
* خفيف الوزن/مؤازر: بيئات يتم التحكم فيها بدقة عالية ومتطلبات درجة الحرارة، مثل الروبوتات والإلكترونيات وأشباه الموصلات.