Encoder tuyệt đối là gì? Đặc điểm và ứng dụng của bộ mã hóa thông minh

Chắc hẳn rất nhiều người làm trong lĩnh vực điện – cơ khí đều biết đến thuật ngữ Encoder tuyệt đối. Nó là bộ mã hóa thông minh, có ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ khí- tự động hóa. Vậy Encoder tuyệt đối là gì? Đặc điểm và ứng dụng cần thiết của nó trong đời sống như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu vệ bộ mã hóa thông minh này nhé.

Encoder tuyệt đối là gì?

• Trước khi tìm hiểu về thiết bị này, chúng ta cần tìm hiểu về Encoder nói chung. Encoder (bộ mã hóa), là một bộ phận cảm biến thông minh có nhiệm vụ phát ra tín hiệu số đáp ứng với các chuyển động; là phận quan trọng của máy CNC (loại máy điều khiển bằng hệ thống vi tính). Encoder có hai loại chính là Encoder tuyệt đối và Encoder tương đối.
  

• Vậy Encoder tuyệt đối là gì? Thuật ngữ tiếng Anh là absolute encoder. Là một thiết bị được mã hóa thông minh nhằm phản hồi tín hiệu của các chuyển động trong thiết bị điện tử- cơ khí. Cụm từ “tuyệt đối” đã phản ánh rõ tốc độ truyền tín hiệu chính xác và người dùng không cần phải xử lý thêm gì cả.

Đặc điểm của Encoder tuyệt đối

Phân loại

Nó có thể chia làm 2 loại:

• Dựa theo cảm ứng biến (quang hoặc từ): Với loại cảm ứng phản quang có đặc điểm sử dụng bộ mã hóa và đèn LED qua mặt đĩa và có thể thay đổi vị trí khi đĩa quay. Còn với Encoder từ tính, thay thế cực từ và đèn bằng một cảm biến từ.
  
• Dựa theo số vòng chúng quay quanh trục (một hay nhiều vòng): Đối với loại thiết bị này có nhiệm vụ phản hồi tín hiệu bằng cách tạo ra số vòng quay trên trục quay. Để nhận biết được tín hiệu chính xác thì xác định số vòng quay với mức quy định chung có thể là một vòng hoặc nhiều vòng.

Cấu tạo của Encoder tuyệt đối

Giống với cấu tạo chung của một Encoder thông thường bao gồm:

• Đĩa quay được khoét vào trục quay
  
• Một đèn LED để nhận biết tín hiệu và là nguồn sáng
  
• Một mạch khuếch đại tín hiệu.

Nhưng với bộ mã hóa của Encoder thì cấu tạo có điểm đặc biệt như sau: Đĩa sử dụng là đĩa có gắn bộ mã hóa nhị phân hoặc mã Gray. Kết cấu xoay trục của nó bao gồm đĩa mã hóa, bộ đèn LED và bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra. Một Encoder tuyệt đối khi thực hiện nhiệm vụ là nhận tín hiệu có thể xác định bằng cách sử dụng điểm tham chiếu tĩnh.

Nguyên lý hoạt động

Một bộ mã hóa sẽ hoạt động dựa trên nguyên lý như sau: Thiết bị nhận biết tín hiệu bằng cách đưa ra thông số kỹ thuật số bit, cả 2 mặt đĩa có vòng tròn đồng tâm gắn trên trục quay. Một chiếc cố định trên trục có đánh dấu, mặt khác đĩa kia di chuyển vị trí tự do theo quỹ đạo vòng xoay.
Quỹ đạo quay khiến các Encoder có dấu được đánh trên các rãnh thay đổi vị trí, mỗi cấu hình theo chiều dọc của encoder quay tuyệt đối mang giá trị nhị phân duy nhất. Và dựa vào thông số nhị phân đó mà xác định được vị trí  chính xác tuyệt đối của đối tượng.

Đối với Encoder tuyệt đối quang, dấu đánh trên đĩa là một lỗ mở để nguồn sáng phát ra. Còn với Encoder từ tính được đánh dấu trên các mảng biến từ hút nam châm và qua đó phát hiện được vị trí của cục từ. Với các tín hiệu có nguồn sáng phát ra, đèn LED có chiếu qua lỗ hay không được số xung đếm được và tăng lên được tính bằng số ánh sáng bị tắt.

Ứng dụng của Encoder tuyệt đối trong đời sống

Ưu điểm

Cùng ứng dụng trong các thiết bị điện- cơ khí, Encoder tuyệt đối có những ưu điểm vượt trội như sau:

• Chính tính năng mỗi Encoder xoay trên mặt đĩa mang một mã nhị phân khác nhau, nên việc xác định vị trí của đối tượng sẽ vượt trội hơn so với encoder tương đối.
  
• Bằng việc đo thực tế vị trí của Encoder tuyệt đối, vì vậy chúng không yêu cầu việc tham chiếu đối tượng. Do đó, trong các ứng dụng trở về vị trí nguồn không có vấn đề mất dữ liệu khi gặp tình huống mất điện.
  Có thể hình dung dễ hơn bằng ví dụ sau đây, nếu bạn đang muốn thiết bị của mình quay về điểm bắt đầu một cách đơn giản nhưng cùng với lệnh trở về này, thì Encoder tương đối bạn phải gắn thêm cảm biến từ hoặc quang ở vị trí home.
  
• Có độ phân giải cao chuyên biệt và cao hơn so với các Encoder tương đối.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội đó, Encoder có hạn chế là giá thành cao vì chế tạo phức tạp, khó để đọc tín hiệu đã được mã hóa.

Ứng dụng thực tế

Mặc dù có những hạn chế nhưng nó lại được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đời sống. Hiện nay, để tìm mua Encoder tuyệt đối không hề khó, trên thị trường có một số loại phổ biến như encoder 16 bit, encoder 4 bit, encoder tuyệt đối omron, encoder tuyệt đối autonic,…
Sử dụng trong các mục đích sau:

• Xác định chiều cao của giường được sử dụng trong bệnh viện
  
• Xác định hướng đa trục cho máy CNC
  
• Di chuyển cửa tự động mà không cần công tắc giới hạn
  
• Điều khiển các thiết bị thông minh như robot dọn dẹp ngay sau khi mất điện
  

Bài viết trên, chúng tôi hy vọng bạn đã hiểu về Encoder tuyệt đối là gì? Với các tính năng vượt trội của mình, bộ mã hóa thông minh này đã và đang sử dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng của đời sống. Chúc bạn có thêm lựa chọn phù hợp cho các thiết bị của mình.