Encoder là thiết bị được dùng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp nhằm mục đích cung cấp tín hiệu phản hồi. Trong encoder lại chia ra thành encoder tuyệt đối và encoder tương đối. Cả 2 loại encoder lại có những đặc điểm riêng biệt. Cùng tìm hiểu chi tiết về 2 loại này qua bài chia sẻ ngay sau đây nhé.

Encoder là gì?

Nếu bạn có tìm hiểu về điện, cơ khí thì chắc hẳn bạn đã từng nghe đến thuật như Encoder. Encoder là thiết bị được dùng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp, có mục đích cung cấp các tín hiệu hồi tiếp (phản hồi). Trong hầu hết những điều kiện cơ bản của điện, một encoder sẽ đưa ra tín hiệu vị trí, hướng tốc độ hoặc là bước.

Encoder sẽ sử dụng chuyển động và thông qua nhiều công nghệ sẽ chuyển đổi nó thành tín hiệu. Tín hiệu sẽ được gửi tới các trung tâm điều khiển rồi diễn dịch nhằm đại diện cho giá trị được dùng bên trong chương trình.

Encoder là linh kiện được sử dụng nhiều trong các thiết bị cần có độ chính xác cao như là biến tần, máy CNC, Servo, hệ thống truyền tải sản xuất,…

Encoder lại được chia thành 2 loại chính là: encoder tương đối và encoder tuyệt đối.

Tìm hiểu về encoder tuyệt đối

Để hiểu hơn về encoder tuyệt đối chúng ta hãy cùng tìm hiểu thông qua một số đặc điểm cụ thể như sau:

Encoder tuyệt đối là gì?

Encoder tuyệt đối (tiếng Anh là Absolute Encoder) là loại thiết bị phản hồi cung cấp tốc độ, thông tin vị trí bằng cách xuất ra một từ hoặc bit kỹ thuật số (binary digit – là đơn vị nhỏ nhất được dùng để biểu thị những thông tin ở trong máy tính và là đơn vị cơ bản sử dụng để tính dung lượng của bộ nhớ, đo lượng thông tin trong hệ thống) liên quan đến chuyển động. Không giống như những encoder tương đối tạo ra 1 luồng xung có mặt khắp nơi, các encoder tuyệt đối sẽ tạo ra các từ hoặc bit duy nhất cho mỗi vị trí. Chúng phản hồi tốc độ truyền tin một cách cực kỳ chính xác, giúp cho người dùng không cần phải xử lý gì thêm.

Cách đọc encoder tuyệt đối sẽ thường sử dụng truyền thông để đọc trạng thái đã mã hóa của encoder để xác định được tọa độ hiện tại của encoder.

Cấu tạo encoder tuyệt đối

Encoder tuyệt đối có cấu tạo gồm một số bộ phận chính như sau:

• Một đĩa quay được mã hóa theo những rãnh đồng tâm.
• Đầu dọc gồm nhiều tia sáng và tế bào quang điện.

Một encoder quay tuyệt đối có thể xác định vị trí của nó bằng cách dùng điểm tham chiếu tĩnh. Phương pháp này sẽ hơi khác nhau tùy thuộc vào loại encoder tuyệt đối đó là quang hay từ, nhưng nguyên tắc thì là như nhau.

Nguyên lý vận hành của encoder tuyệt đối khá phức tạp. Chúng hoạt động bằng khi trục quay sẽ xuất ra một từ kỹ thuật số bit. Trong đó có hai đĩa và cả hai đĩa đều có vòng tròn đồng tâm với điểm đánh dấu bù. Một đĩa sẽ được cố định vào trục trung tâm, đĩa còn lại sẽ di chuyển tự do. Khi đĩa quay, các điểm đánh dấu dọc theo rãnh encoder sẽ thay đổi vị trí trên đĩa cố định. Mỗi cấu hình dọc theo đĩa encoder tuyệt đối sẽ đại diện cho một mã nhị phân duy nhất. Dựa vào mã nhị phân này mà chúng ta xác định được vị trí tuyệt đối của đối tượng.

Đối với các encoder tuyệt đối quang, điểm đánh dấu sẽ là một lỗ mở cho phép ánh sáng. Còn đối với encoder tuyệt đối loại từ tính, các điểm đánh dấu sẽ là một mảng cảm biến từ đi qua một nam châm rồi phát hiện vị trí của các cực từ.

Đặc điểm của encoder tuyệt đối

Bằng cách xuất ra một từ hay bit kỹ thuật số thay vì một luồng xung, thì encoder quay tuyệt đối cung cấp một số đặc điểm nổi bật như sau:

• Độ phân giải tổng thể cao hơn khi so với encoder tương đối.
• Hiệu suất khởi động tốt hơn vì có thời gian homing thấp (hoặc vị trí ban đầu).
• Phát hiện chuyển động chính xác dọc theo nhiều trục.
• Nhiều giao thức đầu ra giúp tích hợp điện tử tốt hơn.
• Phục hồi tốt hơn từ các sự cố hệ thống hoặc mất điện.

Ứng dụng của encoder tuyệt đối

Encoder tuyệt đối hiện được ứng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp tự động hóa, ví dụ như:

• Trong lĩnh vực cơ khí, encoder tuyệt đối là thiết bị quan trọng của máy CNC. Thiết bị cho khả năng đo lường và định vị tốt giúp các trục máy CNC làm việc cực chuẩn. Thiết bị còn được ứng dụng trong những loại máy móc đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối như máy chia, máy cắt, băng chuyền…
• Trong lĩnh vực môi trường, encoder tuyệt đối được kết nối cùng với các loại biến tần nhằm phản hồi tốc độ dòng chảy, chất lỏng.
• Encoder tuyệt đối được ứng dụng để sản xuất cảm biến trong động cơ xe hơi cho khả năng phát hiện các chuyển động, gửi tín hiệu khi phát sinh sự cố…
• Encoder tuyệt đối là một bộ phận quan trọng trong radar định vị, được sử dụng trong lực lượng vũ trang quân đội.
• Encoder tuyệt đối còn được sử dụng trong lĩnh vực công nghệ thông tin, y học, sinh học, vật lý học…

Encoder tuyệt đối được sử dụng rất phổ biến, có nhiều loại khác nhau như encoder tuyệt đối omron, encoder tuyệt đối 16 bit, encoder tuyệt đối 4 bit, encoder tuyệt đối autonic,… Việc mua encoder tuyệt đối trở nên dễ dàng.

Tìm hiểu về encoder tương đối

Bên cạnh encoder tuyệt đối thì chúng ta còn có encoder tương đối. Thiết bị này có những đặc điểm cụ thể như sau:

Encoder tương đối là gì?

Encoder tương đối (tiếng Anh là Incremental Encoder) chính là thiết bị mã hóa chuyển đổi vị trí của trục hoặc chuyển động góc thành mã tương tự hoặc kỹ thuật số nhằm xác định vị trí hoặc chuyển động. Bộ mã hóa Encoder tương đối được dùng khá phổ biến trên thị trường.

Chúng cung cấp khả năng phản hồi tốc độ cũng như khoảng cách tuyệt vời. Hơn nữa, vì có ít cảm biến liên quan, cho nên chúng khá đơn giản, tiết kiệm chi phí cho người dùng.

Cấu tạo và nguyên lý encoder tương đối

Cấu tạo của encoder tương đối bao gồm:

• Một bộ thu – phát quang (LED phát – LED thu).
• Một hệ thống lỗ (rãnh) được bố trí trên 1 đĩa tròn hoặc 1 thanh thẳng theo một quy tắc nào đó.

Encoder tương đối sẽ cung cấp một lượng xung xác định tại một vòng quay. Đầu ra có thể là 1 dòng xung duy nhất (kênh A) hoặc 2 dòng xung (kênh A và kênh B) được bù để xác định xoay. Pha giữa hai tín hiệu được gọi là cầu phương.

Việc lắp ráp điển hình của 1 encoder tương đối gồm lắp ráp trục chính, PCB và vỏ. PCB chứa 1 mảng cảm biến chỉ tạo ra 2 tín hiệu chính cho mục đích vị trí và tốc độ.

Tín hiệu bổ sung có thể được cung cấp: 1 bảng chú dẫn hoặc kênh “Z” có thể được cấp dưới dạng 1 xung trên mỗi tín hiệu vòng quay để xác định số lượng xung và số xung trên kênh A hoặc B. Chỉ số này có thể được kiểm tra theo A hoặc B ở những trạng thái khác nhau. Nó cũng có thể không được kiểm soát, có chiều rộng khác nhau.

So sánh encoder tuyệt đối và tương đối

Để nhận thấy rõ sự khác nhau của encoder tuyệt đối và encoder tương đối chúng ta có thể tham khảo bảng so sánh sau đây.

Encoder tương đối	Encoder tuyệt đối
Encoder tương đối ứng với đĩa 2bit, nó cho ngõ ra dạng xung vuông pha AB, ABZ hoặc ABZA|B|Z (đọc là A đảo, B đảo, Z đảo). Loại encoder tương đối cho ra 2 tín hiệu xung A và B phổ biến. Tín hiệu khe Z là loại tín hiệu để xác định động cơ đã quay được một vòng.	Encoder tuyệt đối ứng với đĩa quay 8bit hay 8 dãy rãnh. Nó cho ngõ ra dạng mã kỹ thuật số (BCD), Binary (nhị phân) và Gray code.
Có thể ghi nhớ vị trí khi gặp sự cố bị mất nguồn do mỗi vị trí đã có mã tín hiệu riêng	Loại này cho khả năng đo đếm tốc độ dựa vào sự tăng giảm số xung trên đơn vị thời gian còn lại. Encoder tuyệt đối cũng có khả năng nhớ vị trí khi mất nguồn nhưng có khả năng xác định tọa độ của từng điểm ở trên vòng quay.

Lời kết

Trên đây là một số thông tin tổng hợp về encoder tuyệt đối và tương đối. Hy vọng những chia sẻ của Maytaoamcongnghiep trên có thể phần nào giúp quý vị hiểu hơn về thiết bị này.