ENCODER (BỘ MÃ HÓA XUNG)

Encoder là gì ?

Encoder là thiết bị được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp tự động dùng  để đo đạc và hiển thị các thông số. Theo cách hiểu cơ bản, encoder sẽ phát hiện vị trí, hướng di chuyển, tốc độ và đếm theo mục đích người sử dụng.

Encoder hoạt động như thế nào ?

Khi Encoder chuyển động, sử dụng nhiều công nghệ khác nhau bộ chuyển đổi sẽ xử lý các chuyển động và chuyển nó thành các tín hiệu điện. Các tín hiệu này sau đó được truyền đến các thiết bị điều khiển, như PLC chẳng hạn và được xử lý để biểu thị các giá trị cần đo đạt bằng chương trình riêng biệt. Với nguyên lý hoạt động như thế, Encoder có tên gọi Tiếng Việt là bộ mã hóa xung.

Một số công nghệ liên quan đến Encoder có thể kể đến là từ tính, cơ học, điện trở và quang học. Quang học là công nghệ mã hóa chuyển động được sử dụng rộng rãi nhất. Encoder có 2 loại là Absolute Encoder (Bộ mã hóa xung tuyệt đối) và Incremental Encoder (Bộ mã hóa xung tương đối). Với phương châm chú trọng tính ứng dụng cao, Asel sẽ đề cập đến Incremental Encoder (Bộ mã hóa xung tương đối) trước Bộ mã hóa xung tuyệt đối, Asel sẽ đề cập và phân tích trong các bài viết tiếp theo. 

Incremental Encoder (Bộ mã hóa xung tương đối)

Incremental Encoder (Bộ mã hóa xung tương đối) là bộ mã hóa xung ứng dụng công nghệ quang học. Với cấu tạo là sử dụng chùm tia sáng chiếu xuyên qua một đĩa có khoét các lỗ chuyển động tròn quanh trục (cấu tạo đĩa gần giống nan hoa của bánh xe).

Phía bên kia của đĩa là một thiết bị cảm biến hình ảnh sẽ thu nhận, diễn giải hình ảnh nhận được dựa vào hình dáng trên ổ đĩa sau đó chụp lại hình ảnh, ( bước này của bộ mã hóa xung giống như cách thức hoạt động của một màn trập là chặn và bỏ chặn ánh sáng – các bạn có thể nghiên cứu thêm trên phương diện nhiếp ảnh nhé). 

Các hình ảnh sau đó được xử lý thành các tín hiệu điện và gửi đến các thiết bị điều khiển thông qua ngõ ra của Encoder. Encoder có phạm vi sử dụng rộng trong các hệ thống điều khiển khép kín (nghĩa là hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động, không cần có sự điều khiển hoặc giám sát của con người) như điều khiển servo, biến tần, đo lường hoặc đếm.

Một số ví dụ về ứng dụng của Encoder

Ứng dụng về biểu thị tốc độ

một máy bơm được kết nối với biến tần đang bơm chất lỏng vào một hồ chứa. Nhiệm vụ đưa ra là chất lỏng phải chảy vào hồ với một tốc độ nhất định. Bộ mã hóa xung được kết nối với biến tần sẽ giúp phản hồi về tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.

Ứng dụng kế tiếp là ứng dụng về đo lường

Trong ứng dụng này, nhiệm vụ  của bạn là cần cắt các tấm nhôm với kích thước nhất định. Các tấm nhôm thành phẩm ban đầu sẽ có cấu tạo là các cuộn nhôm, dài hàng trăm hàng nghìn mét và cắt thành từ tấm thông qua máy cắt.

Điều cần làm là cần xác định khối lượng nhôm cho vào, từ đó tấm nhôm sẽ được cắt với kích thước chính xác. Encoder khi đó sẽ được lắp vào băng tải, đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua encoder và tính độ dài tấm nhôm từ khi được cho vào đến vị trí cắt. Các thông số hiển thị về kích thước tấm nhôm có thể được sử dụng để điều chỉnh dao cắt để cắt trên các độ dài được yêu cầu.

Một ứng dụng nữa của bộ mã hóa xung là ứng dụng về đếm số lượng

Một băng chuyền đang có các chai sản phẩm trên chúng và được tính số lượng mỗi khi chai sản phẩm đi qua con mắt cảm biến gắn trên băng chuyền, nắp chai với màn nhôm chống thấm cần được gắn vào chai. Một khi màn nhôm được dán, chai sản phẩm tiếp tục di chuyển trên băng chuyền và được xác nhận là đã đóng xong nắp chai thông qua con mắt cảm biến ở cuối bằng chuyền.

Một số yêu cầu trong trạm này:

  • Thứ nhất, trên số lượng chai như nhau đưa vào băng chuyền cần đưa ra băng chuyền trong thời gian xác định.
  • Thứ hai chai sản phẩm không được đứng lại khi qua các con mắt cảm biến tại đầu và cuối băng chuyền và không bị giữ lại tại điểm dán màn nhôm chống thấm quá thời gian cho phép.
  • Thứ ba, các hoạt động ở trạm này cần linh hoạt để có thể ứng dụng trên nhiều loại chai và các vị trí lắp đặt các con mắt sensor tại điểm đầu và cuối băng chuyền tại trạm này.

Để thực hiện được các yêu cầu trên, đầu tiên cần đảm bảo các chai sản phẩm đã được đóng nắp và được dán tấm nhôm chống thấm. Con mắt cảm biến và bộ mã hóa xung sẽ đọc các tín hiệu khi các chai sản phẩm được đưa vào băng truyền và xác nhận cái chai này có nắp. Chương trình cũng sẽ viết để hiểu các phần còn lại của sản phẩm không phải là nắp chai và chấp nhận cho qua, ví dụ như tay cầm. Các chai sản phẩm sẽ tiếp tục di chuyển trên bằng chuyền và đến vị trí con mắt cảm biến ở cuối băng chuyền.

Tại vị trí này, chương trình ghi nhận giá trị của bộ mã hóa xung một lần nữa. Lúc bấy giờ, chương trình nhận được các giá trị mà bộ mã hóa xung đếm được tại cổng vào và cổng ra, sau đó, chương trình sẽ thực hiện phép trừ đi các giá trị tại cổng ra, vậy là ta đã đếm được số chai sản phẩm.

Ta đồng thời cũng biết một cách chính xác cần bao nhiêu thời gian để  chai sản phẩm đi qua trạm này. Trong ứng dụng này, ta cũng đã thực hiện khía cạnh linh hoạt để có thể ứng dụng trên các loại chai khác nhau, cũng như có thể đặt các bộ cảm biến bộ cảm biến ở những khoảng cách phù hợp.

Việc lắp đặt bộ mã hóa xung vào chương trình, sẽ giúp ta xác nhận mỗi khi chai sản phẩm vào và ra trạm trên bằng chuyền. Nếu các chai sản phẩm không ra trạm trong khoảng thời gian chính xác như đã được lắp trình và không theo đúng như giá trình mà các bộ mã hóa xung đã đếm. Điều đó đồng nghĩa máy đã bị hư hỏng.

Trên đây là ví dụ điển hình cho ứng dụng đếm của bộ mã hóa xung: đếm số lượng đầu vào, đếm số lượng đầu ra, tính toán và hoàn thành.

Để xem và hiểu thêm về bài viết, các bạn có thể xem thêm nguồn dịch bài từ bên dưới nhé

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *