ENCODER.

งานนำเสนอเรื่อง: "ENCODER."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 ENCODER

2 อุปกรณ์ป้อนกลับ (Feedback Device)
ENCODER อุปกรณ์ป้อนกลับ (Feedback Device) นิยมเรียกว่า “เอนโค้ดเดอร์ (Encoder)” องค์ประกอบสำคัญในระบบขับเคลื่อน ระบบขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์ ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบเอซี (Close loop)

3 หน้าที่ของ Encoder ตรวจวัดความเร็วรอบ (Speed)
ทิศทางการหมุนของมอเตอร์ (Direction of Rotation) ตำแหน่ง / มุมของการหมุน จำนวนรอบของการหมุน

4 ชนิดของ Encoder แยกประเภทได้ 2 กลุ่ม
ทำงานด้วยหลักการเหนี่ยวนำ / Analog Encoder ทำงานด้วยหลักการดิจิตอล / Digital Encoder

5 Analog Encoder เทคโคเจนเนอเรเตอร์ (Tacho Generator)
รีโซลเวอร์ (Resolver)

6 Tacho Generator เจนเนอเรเตอร์ขนาดเล็ก แปลงความเร็วรอบมาเป็นแรงดันไฟฟ้า
ENCODER Tacho Generator เจนเนอเรเตอร์ขนาดเล็ก แปลงความเร็วรอบมาเป็นแรงดันไฟฟ้า สำหรับควบคุม 0 – 10 v. เพื่อป้อนกลับไปยังชุดไดรฟ์ นิยมใช้ในระบบดีซีไดรฟ์

7 Resolver ใช้งานมากในระบบเซอร์โว มีความแข็งแรง / ทนทาน
ENCODER Resolver ใช้งานมากในระบบเซอร์โว มีความแข็งแรง / ทนทาน ทนต่อสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมได้ดี ลักษณะคล้ายหม้อแปลงตัวเล็ก อาจเรียกว่า “Rotary Transformer”

8 ENCODER Resolver

9 โครงสร้าง/การทำงานของ Resolver
ENCODER โครงสร้าง/การทำงานของ Resolver ลักษณะคล้ายกับมีหม้อแปลง 2 ชุด ชุดแรกรับสัญญาณอ้างอิง ความถี่สูงย่าน 2 – 10 kHz เพื่อสร้างแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำให้ เกิดกระแสไหลไปสร้างสนามแม่เหล็กให้กับขดลวดชุดที่สอง มีขดลวดปฐมภูมิที่ติดกับโรเตอร์ 1 ชุด มีขดลวดทุติยภูมิ 2 ชุด วางทำมุมกัน 90 องศา เรียกว่า ขดลวด sine และ cosine

10 โครงสร้าง/การทำงานของ Resolver (ต่อ)
ENCODER โครงสร้าง/การทำงานของ Resolver (ต่อ) สัญญาณทั้งสองจะถูกป้อนกลับคอนโทรลเลอร์ แปลงสัญญาณเป็นสัญญาณดิจิตอล โดย Resolver-to-digital convertor (RDC) มีจำนวนช่วง 1,000 – 4,000 พัลส์ ต่อการหมุน 1 รอบ

11 ENCODER Digital Encoder Incremental Encoder Absolute Encoder

12 ส่วนประกอบเบื้องต้น Digital Encoder

13 ส่วนประกอบเบื้องต้น Digital Encoder
เพลา (Shaft) ใช้สำหรับต่อเข้ากับวัตถุที่หมุน แผ่นดิสก์ (Code หรือ Pulse Disc) เป็นแผ่นที่มีแทร็กทั้งส่วนที่โปร่งแสงและทึบแสง เพื่อให้แสง LED ผ่านได้ Photodetector ใช้รับแสงเพื่อแปลงเป็นรหัสข้อมูล

14 หลักการทำงานของ Digital Encoder
แสง LED จะส่องผ่านเลนส์ (Convex lens) ปรับโฟกัสให้ลำแสงขนานกัน ให้ลำแสงส่องผ่านแทร็กหรือร่องเล็กๆ บน Disc

15 Incremental Encoder แสงที่ผ่าน Disc จะแยกเป็น 2 ส่วน
มีเฟสต่างกันอยู่ 90 องศา เรียกแสงเดิมว่าเฟส A และลำแสงใหม่ว่า เฟส B แสงนี้จะส่องผ่านไปที่ Photo didode 2 ตัว แปลงสัญญาณที่ได้รับนี้เป็น Square wave สามารถต่อเข้ากับ PLC และเคาท์เตอร์ เพื่อแสดงตำแน่ง / ความเร็ว / ทิศทาง / จำนวนรอบ ค่าข้อมูลจะสูญหายเมื่อไฟดับ

16 สัญญาณ Incremental Encoder

17 สัญญาณ Incremental Encoder

18 Absolute Encoder ใช้เทคโนโลยีสูงกว่า
ไม่ได้มีแค่ track โปร่งแสงกับทึบแสง มีร่องหลายแถวที่ใช้แทนค่าโค้ดไบนารี่ แต่ละแถวแทนโค้ดไบนารี่ 1 บิต แต่ละช่องที่โปร่งแสงกับทึบแสงจะแสดง ON/OFF แต่ละแถวจะทำงานเหมือน Incremental แต่เป็นอิสระตากกัน ให้สัญญาณเป็นโค้ดไบนารี่สำหรับแต่ละองศา ค่าข้อมูลไม่สูญหายเมื่อไฟดับ

19 ENCODER Absolute Encoder

20 ENCODER Absolute Encoder

21 เลขไบนารี่สำหรับ Absolute Encoder
เลขไบนารี่ที่ใช้ มีอยู่ 2 แบบ คือ รหัสไบนารี่ (Binary code) รหัสเกรย์ (Gray codeX

22 Binary code ใช้รหัสไบนารี่แทนตำแหน่งของเพลาที่หมุน 360 องศา
ENCODER Binary code ใช้รหัสไบนารี่แทนตำแหน่งของเพลาที่หมุน 360 องศา จำนวน sector = ( 𝟐 จำนวนบิต ) แต่ละ sector จะเป็นช่วงละ 𝜽=𝟑𝟔𝟎/( 𝟐 จำนวนบิต )

23 Binary code Example : Encoder 3 bits ENCODER 𝜽= 𝟑𝟔𝟎 𝟐 𝟑 =𝟒𝟓°
𝒔𝒆𝒄𝒕𝒐𝒓= 𝟐 𝟑 =𝟖 𝒔𝒆𝒄𝒕𝒐𝒓 𝜽= 𝟑𝟔𝟎 𝟐 𝟑 =𝟒𝟓°

24 ENCODER Binary code

25 ข้อเสียของ Binary code
ENCODER ข้อเสียของ Binary code การเปลี่ยนแต่ละ sector สัญญาณเปลี่ยนแปลงมากกว่า 1 ช่อง หากมีสัญญาณรบกวนหรือสายหายค่าตำแหน่งจะต่างกันมาก จึงไม่เป็นที่นิยม เช่น encoder อยู่ที่ 011(3) มีสัญญาณรบกวนที่บิต 2 encoder จะแสดง 111(7) หรือ

26 ตัวอย่าง เช่น encoder อยู่ที่ 011 มีค่าเป็น 3
มีสัญญาณรบกวนที่บิต 2 ให้ส่งค่า ON encoder จะแสดง 111 ซึ่งมีค่าเป็น 7 ค่าที่อ่านได้จะแตกต่างมากเกินไป ไม่สามรถนำไปใช้งานได้ อาจก่อให้เกิดข้อผิดพลาดมาก

27 ตัวอย่าง พิจารณา เลข 3 = 011 เลข 4 = 100
ENCODER ตัวอย่าง พิจารณา เลข 3 = 011 เลข 4 = 100 เลขเปลี่ยนค่าเดียว แต่เลขไบนารี่เปลี่ยนทั้งสามหลัก ไม่สามารถทำให้คอนโทรเลอร์ตรวจสอบได้เมื่อมีเลขผิดปกติ

28 Gray code หลักการทำงานเหมือนกันกับ Icremental
ENCODER Gray code หลักการทำงานเหมือนกันกับ Icremental แก้ไขการแสดงค่าโดยใช้ Gray code รหัสตำแหน่งที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง ค่าบิตจะเปลี่ยนแปลงเพียงบิตเดียว

29 ENCODER Gray code