Đồ Án Đề tài đo lường cảm biến

A. Encoder
I. Giới thiệu chung.
Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc.
Encoder được chia làm 2 loại: encoder tuyệt đối (absolute encoder) và encoder tương đối (incremental encoder).
Encoder tuyệt đối thì tín hiệu ta nhận được rõ ràng vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của encoder.
Còn encoder tương đối là loại encoder chỉ có 1, 2, hoặc tối đa là 3 vòng lỗ. Giả sử bây giờ chúng ta đục một lỗ trên một cái đĩa quay, thì cứ mỗi lần đĩa quay 1 vòng, thì sẽ nhận được tín hiệu, và chúng ta đã biết đĩa quay một vòng. Nếu bây giờ chúng ta có nhiều lỗ hơn, thì sẽ có được thông tin chi tiết hơn, có nghĩa là đĩa quay 1/4 vòng, 1/8 vòng, hoặc 1/n vòng, tùy theo số lỗ nằm trên encoder tương đối.
Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1. Do vậy, encoder loại này có tên incremental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị).
II. Nguyên lý hoạt động cơ bản của encoder, LED và lỗ
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.
Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay được một vòng.

Đây là nguyên lý rất cơ bản của encoder.
Tuy nhiên, những vấn đề được đặt ra là, làm sao để xác định chính xác hơn vị trí của đĩa quay (mịn hơn) và làm thế nào để xác định được đĩa đang quay theo chiều nào? Đó chính là vấn đề để chúng ta tìm hiểu về encoder.
Hình sau sẽ minh họa nguyên lý cơ bản của hoạt động encoder.