في مجالات التحكم في الحركة والروبوتات، تُعد معرفة موضع وسرعة الأجسام المتحركة أمرًا بالغ الأهمية. أحد الأجهزة التي تجعل هذا الأمر ممكنًا هو مشفر تربيعي. تتعمق هذه المقالة في تعقيدات أجهزة التشفير التربيعية، وتشرح وظائفها وتطبيقاتها ومعايير اختيارها.
جدول المحتويات
ما هو المشفر التربيعي؟
يسمى المشفر التربيعي أيضًا المشفر التزايدي البصري ثنائي القناة AB ثنائي القناة. يفصل بين إشارة الطور A وإشارة الطور B 90 درجة. لذلك، يمكننا الحكم على اتجاه دوران الجسم من خلال تسلسل الطور A والطور B. إذا كان الطور A يسبق الطور B بمقدار 90 درجة، فإن الجسم يدور للأمام. وإذا كان الطور B يسبق الطور A بمقدار 90 درجة، فإن الجسم يدور في الاتجاه المعاكس. بالإضافة إلى ذلك، يمكن حساب السرعة أو الزاوية من خلال قراءة عدد النبضات A أو B. تحتوي معظم أجهزة التشفير التربيعية أيضًا على الطور Z، والمعروف أيضًا باسم إشارة المؤشر. من خلال قراءة قيمة الطور Z، يمكن حساب عدد دورات الجسم.
كيف يعمل المشفر التربيعي؟
لمعرفة كيفية عمل المشفر التربيعي، نحتاج أولاً إلى معرفة بنيته. نعلم جميعًا أن "البنية تحدد الخصائص، والخصائص تحدد الاستخدام". يتكون جهاز التشفير التربيعي في جوهره من قرص دوّار ومستشعر حساس للضوء ودائرة خرج. يحتوي القرص المتصل بالعمود الدوّار على سلسلة من الفتحات أو العلامات المتساوية المسافات. أثناء دوران القرص، يكتشف الحساس هذه العلامات وينتج نبضات كهربائية. تكون أشكال موجات الخرج في عكس اتجاه عقارب الساعة وفي اتجاه عقارب الساعة على النحو التالي:
كيف ومتى يتم استخدام المشفر التربيعي؟
في السيناريوهات التي تتطلب تغذية مرتجعة دقيقة للحركة، فإن أجهزة التشفير التربيعية لا تقدر بثمن. تتضمن بعض التطبيقات الشائعة ما يلي:
– الروبوتات:: تُستخدم لتحديد موضع وسرعة عجلات أو أذرع الروبوت.
– أدوات ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب: معرفة مكان الأداة وقطعة العمل.
– نظام الحزام الناقل:: يراقب سرعة وموضع العناصر على الحزام الناقل.
عند تنفيذ أداة تشفير تربيعية، يجب عليك التأكد من قدرة النظام على التعامل مع عدد النبضات المتولدة، خاصة عند السرعات العالية. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتم تركيب أداة التشفير بشكل صحيح لمنع أي قراءة خاطئة بسبب الاهتزاز أو المحاذاة الخاطئة.
كيف يمكن تحقيق دقة أعلى بواسطة أجهزة التشفير التربيعية؟
تشير دقة التشفير إلى عدد النبضات التي يولدها لكل دورة. توفر أجهزة التشفير ذات الدقة الأعلى نبضات أكثر، مما يترجم إلى تغذية راجعة أكثر دقة للموضع.
للحصول على دقة أعلى:
قم بزيادة عدد الأخاديد أو العلامات على القرص: المزيد من العلامات يعني المزيد من النبضات في كل دورة.
باستخدام تقنية فك التشفير: من خلال تحليل الحواف الصاعدة والهابطة لكلتا القناتين، يمكن زيادة الدقة بفعالية بمعامل أربعة.
كيف تختار المشفر التربيعي؟
هناك عدة خطوات لاختيار المشفر المتعامد:
- نوع المحمل. تنقسم المشفرات المتعامدة إلى نوع عمود صلب ونوع عمود مجوف. نحتاج إلى اختيار المشفر المناسب وفقًا لسيناريو الاستخدام الفعلي. يحتاج مشفر العمود الصلب إلى استخدامه مع غلاف العمود أثناء التركيب، ويكون مشفر العمود المجوف أكثر ملاءمة للتركيب. لمعرفة المزيد من الاختلافات بينهما، يمكنك زيارة هذه المقالة-3 اختلافات كبيرة بين مشفر العمود المجوف ومشفّر العمود الصلب.
- تحديد القطر الخارجي لجهاز التشفير التربيعي. كلما زاد القطر الخارجي، زاد قطر عمود العمود المجوف أو العمود الصلب. وبالإضافة إلى ذلك، كلما كان القطر الخارجي أكبر، كلما كان قرص الشفرة الداخلي أكبر وكلما زادت الدقة.
- حدِّد قطر عمود أداة التشفير. سيكون حجم المحامل الدوارة المقابلة للمحركات ذات أحجام الطاقة المختلفة مختلفًا أيضًا. للحصول على التفاصيل، يرجى الاطلاع على أحجام المحامل التالية للمحركات المختلفة في السوق:
| حجم المحرك | قطر العمود (مم) |
|---|---|
|
المحركات الصغيرة |
2 ملم، 3 ملم، 4 ملم، 5 ملم، 6 ملم
|
|
محركات متوسطة |
8 ملم، 10 ملم، 12 ملم، 14 ملم، 16 ملم |
|
المحركات الكبيرة |
20 ملم، 25 ملم، 30 ملم، 35 ملم، 40 ملم |
|
المحركات الصناعية |
45 ملم، 50 ملم، 55 ملم، 60 ملم، 70 ملم |
|
محركات كبيرة جداً |
80 ملم، 90 ملم، 100 ملم، 120 ملم، 150 ملم |
- تحديد الدقة. كلما زادت الدقة، زادت دقة البيانات المقيسة. وبالطبع، كلما زادت الدقة، زادت تكلفة جهاز التشفير. يمكن أن تصل الدقة القصوى لمشفّر لورننتزي المتعامد إلى 5400 بيكسل.
- تحديد المخرجات. يمكن أن يكون خرج جهاز التشفير التربيعي عبارة عن خرج تكميلي ثلاثي المراحل، أو خرج جامع مفتوح أو خرج جهد، أو خرج دفع وسحب من 6 مراحل مع مخرجات إشارة عكسية، خرج خط طويل. يتميز جهاز تشفير الخرج سداسي الأطوار بقدرة أقوى على مقاومة التداخل ومسافة نقل أطول.
- تحديد جهد التشغيل. يمكن أن يكون جهد عمل أداة التشفير التزايدي 5 فولت تيار مستمر أو 8-30 فولت تيار مستمر. في التطبيقات العملية، من الضروري مراعاة جهد التشغيل الذي يمكن توفيره لجهاز التشفير.
- طريقة مخرج التشفير. يمكن أن يكون مخرج الكابل الخاص بجهاز التشفير Lorentzzi مخرجًا جانبيًا أو مخرجًا خلفيًا، ويمكن أن تكون طريقة التوصيل بين السلك وجهاز التشفير من نوع قابس الطيران أو الأسلاك التقليدية. يتميز جهاز التشفير من نوع قابس الطيران بأداء أفضل ضد الماء وتوصيل أقوى.
الخاتمة
من خلال معرفة تعقيدات أجهزة التشفير التربيعية وشرح وظائفها وتطبيقاتها ومعايير اختيارها، نضمن حصولك على المعرفة الكاملة بأداة التشفير التربيعية، إذا كان لا يزال لديك أسئلة، يُرجى ترك تعليق أدناه. سيساعدك فريق المبيعات لدينا في حل المشاكل.
