Encoder (Sinyal üreteci), bir milin dönme ya da öteleme hareketine karşılığında, sayısal bir elektrik sinyali üretimi yapan elektromekanik bir mekanizmadır. Bu kodlayıcılar konum, sayım, hız ya da yönü belirlenebilmesi için geri bildirim sinyali gönderir.
Encoderler, sinyal oluşturabilmek için mekanik, manyetik, optik ve dirençli sistemlerini kullanır. Optik algılamada ışık kesitine bağlı olarak geri bildirim gerçekleştirirler.
Encoder Nedir ? Nasıl Seçilir ?
Encoder (Sinyal Üreteci); bir milin dönme ya da öteleme hareketine karşılık, sayısal (dijital) bir elektrik sinyali (kare ya da sin cos dalga) üreten elektromekanik mekanizmalara denilmektedir.
Encoderler;
- Şaftlarının Çalışma şekillerine göre; dönel olarak çalışan Rotary Encoder ve doğrusal şekilde çalışan Linear Encoder olmak üzere ikiye ayrılırlar.
- Encoder Şaftının, tahrik şaftına Bağlantı biçimlerine göre; Milli Tip (Shaft Encoder) ve Delik Milli Tip (Hollow Shaft Encoder) olmak üzere ikiye ayrılırlar.
- Sinyallerin Oluşturulmasında Kullanılan Algılama(Sensör) Teknolojisine göre; Optik Algılamalı ve Manyetik Algılamalı türleri olmak üzere ikiye ayrılırlar.
- Bulundukları Gerçek Pozisyonlarının her adımda Belirlenip Belirlenememe karakterlerine göre; Artımsal (Incremental Encoder) ve Mutlak (Absolute Encoder) olmak üzere ikiye ayrılırlar.
- Çıkış Sinyallerinin Dalga Yapılarına göre; Kare Dalga üreten ve sin cos Dalga üreten türleri olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Bu gruplama daha farklı şekillerde de yapılabilmektedir. Hatta bahsedilen her bir grup, alt gruplara da ayrılabilir. Burada sadece genel yaklaşımlara göre sınıflandırma ayrı bir konu olarak alınmaktadır.
Encoder ile ilgili daha detaylı bilgi aktarımından önce unutulmaması gerekir ki; bir cihazı tanımlamak ancak o cihazı diğer benzer cihazlardan ayırabilecek olan kriter ve özellikleri belirlemek ile mümkün olabilir.
Bu Sınıflama işlemi, İncremental ve absolute Encoderler için ayrı ayrı yapmanın daha doğru olmaktadır.
Buna Göre Incremental Encoder Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususları Aşağıdaki Gibi Sıralanabilir:
Puls Sayısı: Uygulamanın hassasiyeti için bir dönüşteki puls/tur (ppr) ya da mm. başına tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak üretilen sinyal sayısıdır.
Elektriksel Özellikler
Besleme Gerilimi: Tamamen kullanıcı tercihi ve Encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak 5VDC., 5-30VDC, 11-24V DC vb. şekilde ayarlanır.
Çıkış Gerilimi : Bazı uygulamalarda gerekebilir tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak, örneğin besleme gerilimi 15-24V DC. iken çıkış gerilimi 5V DC. şeklinde olabilir vb. şeklinde uygulanması mümkündür.
Çıkış Elektroniği Tipi : Line Driver/ Push-Pull / TTL / PNP / NPN / OC/Totem Pole vb. Encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine, kablo boyuna ve ortam şartlarına bağlı olarak
Referans Çıkış genliği : (360/ 180/ 90 derece) uygulamanın hassasiyeti ve Encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak ayarlanabilir.
İlave Çıkışlar : Uygulamaya ve Encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak ALARM Çıkışı / SENSOR Çıkışı / HALL Çıkışları benzeri örneklerde kullanılır.
Puls Sinyal Artış Yönü : Tamamen imalatçının tercihi olarak saat ibresi yönü (CW) ya da saat ibresi tersi yönü (CCW) şeklinde uygulanması gerçekleştirilir. Ayrıca kullanıcı açısından sadece ürün değiştirmelerde önem arz etmektedir.
Frekans : Encoderin, okunabilir özellikte sinyal çıkışı verilebildiği maksimum frekans değeri olup, uygulamanın hızı, kontrol mekanizmasının maksimum çalışma frekansı, puls sayısı ve mekanik olarak dönebileceği maksimum devir sayısı tarafından sınırlandırılan ve kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken bir durumlardandır.
Fiziksel Özellikler
Gövde Çapı/Gövde Uzunluğu: Tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımı gerçekleştirilir.
Gövde Malzemesi: Abs, alüminyum, çelik vb. malzemeler arasından tamamen çalışma ortam koşullarına bağlı olarak planlaması yapılır.
Milli Mi ? /Delik Milli Mi? (Tam / Yarım): Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak seçilir.
Mil Yada Delik Mil (Çapı/Uzunluğu/Derinliği) : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak seçilimi yapılır.
Flanş Tipi/Flanş Bağlantı Delikleri Delik Merkezleme Çapı : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımı yapılır.
Bağlantılar(Kablolu / Soketli) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak planlaması yapılır.
Soket / Kablo Çıkış Yönü (Eksenel/Yandan Çıkışlı) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak karar verilir.
Soket Tipi / Kablo Damar Sayısı Ve Uzunluğu : Kullanılmak istenen uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak planlaması yapılır.
Soket Bağlantı Sıralaması(Cw / Ccw) : Tamamen imalatçının tercihi olarak planması gerçekleştirilir. Kullanıcı açısından sadece ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Koruma Sınıfı (IP67 / IP65 vs.) : Kullanılmak istenilen uygulamaya göre planlaması yapılır.
Çalışma Sıcaklığı : Kullanılacak olan uygulamaya göre tasarımı yapılır.
Maksimum Dönüş Sayısı (Mekanik Dayanım : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak ancak her encoderin mekanik olarak dayanabileceği ve imalatçı tarafından belirtilen bir maksimum devir sayısı olarak tanımlanmakta olup kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken bir husustur.
Mekanik Montaj Sırasında, Encoder Miline Uygulanabilecek Müsaade Edilebilen Maksimum Eksenel Ve Radyal Yük Değeri (Nm.) (Mekanik Dayanım) : Tamamen imalatçının kullandığı katalog değerleri tarafından sınırlandırılan ve kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken bir husustur. Encoder arızalarının hatırı sayılır bir bölümü bu yüzden oluşmaktadır.
Buna Göre Absolute Encoder Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususları Aşağıdaki Gibi Sıralanabilir:
Paralel Tip Absolute Encoderler (Her Bir Bit İçin Ayrı Bir Çıkışı Olan Tipler) Bit Sayısı : Uygulamanın hassasiyeti için bir dönüşteki puls/tur (ppr) ya da mm. başına üretilen puls sayısı, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak ayarlaması yapılır.
Tur Sayısı : Uygulamanın yapısına bağlı olarak tek turlu yada çok turlu tipler arasında seçimler yapılır.
Kodlama Tipi : GRAY, GRAY EXCESS , BINARY ya da BCD türleri arasında tamamen kullanıcı tercihine ve encoder’in bağlanacağı kontrolcünün özelliklerine bağlı olarak seçilimi yapılır.
Elektriksel Özellikler
Besleme Gerilimi : 5VDC, 5-30VDC, 11-24VDC türleri arasında tamamen kullanıcı tercihi ve encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak seçilim yapılır.
Çıkış Elektroniğinin Tipi : Line Driver / Push-Pull / TTL / PNP / NPN / OC / PNP OC gibi tipler arasında tamamen kullanıcı tercihi ve encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak seçilim yapılır.
İlave Çıkışlar : Latch / Trı-State/ Strobe / Parity gibi türevleri arasında tamamen kullanıcı tercihi ve encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak tasarımlara göre seçilir.
Bit Artış Yönü : Saat ibresi yönü(cw) ya da saat ibresi tersi yönü (ccw) tamamen imalatçının tercihi bağlı olarak seçim yapılır. Kullanıcı açısından sadece ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Frekans : Encoderin, LS bitinin (least significant bit) okunabilir özellikte sinyal çıkışı verilebildiği maksimum frekans değeri olup, uygulamanın hızı, kontrolcünün maksimum çalışma frekansı, kullanılmak istenilen encoderin maksimum {ls biti için} frekansı ve kullanılacak olan encoderin mekanik olarak dönebileceği maksimum devir sayısı tarafından sınırlandırılır ve kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken bir husustur.
Fiziksel Özellikler
Gövde Çapı/Gövde Uzunluğu : Tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak karar verilir.
Gövde Malzemesi : Abs, Alüminyum, Çelik gibi malzemeler arasında tamamen çalışma ortam koşullarına bağlı olarak seçimi yapılır.
Milli Mi ? /Delik Millimi? (Tam / Yarım) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak seçilir ve dizaynı yapılır.
Mil Yada Delik Mil (Çapı/Uzunluğu/Derinliği) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak karar verilir.
Flanş Tipi/Flanş Bağlantı Delikleri Delik Merkezleme Çapı : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımı yapılır.
Bağlantılar(Kablolu / Soketli) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tercihler yapılır.
Soket / Kablo Çıkış Yönü (Eksenel/Yandan Çıkışlı) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımlar için seçim yapılır.
Soket Tipi / Kablo Damar Sayısı Ve Uzunluğu : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımları yapılır. Ayrıca, bu durum kullanıcı açısından sadece Ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Soket Bağlantı Sıralaması(Cw / Ccw) : Tamamen imalatçının tercihi olarak tercihte bulunulur. Kullanıcı açısından sadece Ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Koruma Sınıfı (Ip67 / Ip65 Vs.) : Kullanılacak olan uygulamaya göre seçimleri yapılır.
Çalışma Sıcaklığı : Kullanılacak olan uygulamaya göre seçimleri yapılır.
Maksimum Dönüş Sayısı (Mekanik Dayanım) : Kullanılacak olan uygulamaya göre tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak ancak her encoderin mekanik olarak dayanabileceği ve imalatçı tarafından belirtilen bir maksimum devir sayısı olup, kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken önemli bir durumdur.
Mekanik Montaj Sırasında, Encoder Miline Uygulanabilecek Müsaade Edilebilen Maksimum Eksenel Ve Radyal Yük Değeri (Nm.) (Mekanik Dayanım) : Tamamen imalatçının verdiği katalog değerleri tarafından sınırlandırılır ve kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken bir husustur. Ortaya çıkan arızaların hatırı sayılır bir bölümü bu yüzden oluşmaktadır.
Seri Tip Absolute Encoderler (RS422 ya da RS485 Üzerinden Haberleşen Tipler)
Bit Sayısı: Uygulamanın hassasiyeti için bir dönüşteki puls/tur (ppr) ya da mm. Başına Üretilen puls sayısı, tamamen kullanıcı tercihine bağlıdır.
Tur Sayısı : Kullanılacak olan uygulamanın yapısına bağlı olarak tek turlu yada çok turlu tipler arasında seçim yapılır.
Kodlama Tipi : GRAY, BINARY ya da BCD tamamen kullanıcı tercihine ve Encoder’in bağlanacağı kontrolcünün özelliklerine bağlıdır.
Haberleşme Protokolü : Serial synchrony (ssı), serial asynchronous,ınterbus-s, profibus, canbus arasında tamamen kullanıcı tercihine ve encoder’in bağlanacağı kontrolcünün özelliklerine bağlı olarak seçilimi yapılır.
Elektriksel Özellikler
Besleme Gerilimi : 10-30VDC, 11-24VDC. gibi tipler arasında tamamen kullanıcı tercihi ve encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak tercih yapılır.
Haberleşme Tipi : RS422 ya da RS 485 aralarında seçim yapılır.
İlave Çıkışlar : (party / alarm yerlerde kullanılır. Tamamen kullanıcı tercihi ve encoder’in bağlandığı cihazın özelliklerine bağlı olarak tercih yapılır.
Bit Artış Yönü : Saat ibresi yönü(cw) veya saat ibresi tersi yönü (ccw) tamamen imalatçının tercihi olarak seçilimi yapılır. Kullanıcı açısından sadece ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Frekans : Encoderin, okunabilir özellikte sinyal çıkışı verilebildiği maksimum frekans değeri olup, uygulamanın hızı, kontrolcünün maksimum çalışma frekansı, kullanılacak olan encoderin mekanik olarak dönebileceği maksimum devir sayısı tarafından sınırlandırılan ve kullanıcı tarafından mutlaka göz önüne alınması gereken önemli bir noktadır.
Fiziksel Özellikler
Gövde Çapı/Gövde Uzunluğu : Tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımı yapılır.
Gövde Malzemesi : ABS, ALÜMİNYUM, ÇELİK gibi malzemeler arasında tamamen çalışma ortam koşullarına bağlı olarak kararlar verilir.
Milli Mi ? /Delik Milli Mi? (Tam / Yarım) : Uygulamanın özelliklerine göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarım tercihi yapılır.
Mil Yada Delik Mil (Çapı/Uzunluğu/Derinliği) : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımları yapılır.
Flanş Tipi/Flanş Bağlantı Delikleri Delik Merkezleme Çapı : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımı yapılır.
Bağlantılar(Kablolu / Soketli) : Uygulama yapılacak mekanizmanın özelliklerine göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımları yapılır.
Soket / Kablo Çıkış Yönü (Eksenel/Yandan Çıkışlı) : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak dizayn edilir.
Soket Tipi / Kablo Damar Sayısı Ve Uzunluğu : Uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak tasarımları yapılır. Bu durum kullanıcı açısından sadece Ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Soket Bağlantı Sıralaması(Cw / Ccw): Tamamen imalatçının tercihi olarak karar verilir. Bu durum kullanıcı açısından sadece ürün değiştirmelerde önem arz eder.
Koruma Sınıfı (Ip67 / Ip65 Vb.) : Kullanılacak olan uygulamaya göre tercihler yapılır.
Çalışma Sıcaklığı : Kullanılacak olan uygulamaya göre tasarımları yapılır.
Maksimum Dönüş Sayısı (Mekanik Dayanım) : Kullanılacak olan uygulamaya göre, tamamen kullanıcı tercihine bağlı olarak ancak her encoderin mekanik olarak dayanabileceği ve imalatçı tarafından belirtilen bir maksimum devir sayısı var olup kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken önemli bir durumdur. Bu durumlar göz önüne alınarak tasarımları yapılır.
Mekanik Montaj Sırasında, Encoder Miline Uygulanabilecek Müsaade Edilebilen Maksimum Eksenel Ve Radyal Yük Değeri (Nm.) (Mekanik Dayanım) : Tamamen imalatçının verdiği katalog değerleri tarafından sınırlandırılan ve kullanıcı tarafından mutlak göz önüne alınması gereken önemli bir durumdur. Bu duruma özel tasarımlar gerçekleştirilir. Arızaların hatırı sayılır bir bölümü bu yüzden oluşmaktadır.
Elbette, uygulamaya bağlı olarak ilave gereksinimler ve yukarıda belirtilen özelliklere ilave olarak değerlendirmeye alınması gerekecek başka kriterlere de dikkat etmek gerekebilir.
Şimdi de bu cihazlar için önemli olan çevresel etkiler ve bu etkileri ortadan kaldırmak için kullanılması gereken yöntemlere kısaca bir göz atalım.
Çevresel Etkiler
Ortam Isısı: ortam ısısının, seçilen encoder’in müsaade edilen çalışma sıcaklık değerleri içinde olup olmadığını araştırmalı, değilse bu ısı değerlerine uygun bir cihaz seçim yapılmalı ya da mevcut cihazı kendi normal çalışma şartlarını oluşturmak için ısıtma ya da soğutma tedbirleri almak gerekir.
Vibrasyon: Vibrasyonlu(titreşimli) bir ortamda çalışacak ise; bu özelliğe sahip encoderler kullanmak ya da mevcut mekanik bağlantılarını vibrasyon önleyici elemanlar kullanmak (vibrasyon önleyici lastik takozlar ve uygun kaplinler) yöntemi ile vibrasyon etkisini azaltmak gerekir.
Yağ: Encoder yağlı bir ortamda çalışacak ise; bu özelliğe sahip bir cihaz kullanmak yada mevcut cihazı yağ sızdırmazlığı sağlanmış kutular içerisine monte edip kullanılması gereklidir.
Toz Ve Su: Encoder tozlu ve veya sulu (rutubetli) bir ortamda çalışacak ise; bu özelliğe sahip (ıp68 – ıp67 – ıp66 gibi) bir cihaz ya da mevcut cihazı toz ve / veya su sızdırmazlığı sağlanmış kutular içerisine monte edip kullanılması gereklidir.
Yanıcı Ve Patlayıcı Ortamlar: Encoder yanıcı ve patlayıcı malzemelerin bulunduğu bir ortamda çalışacak ise; ortam şartlarına uygun patlama emniyet özelliğine sahip (ex) bir cihaz kullanılması bir zorunlu bir durumdur.
Manyetik Alan Etkisi: Her elektronik cihazda bulunduğu gibi, sakınılması gereken en büyük etki manyetik alan etkisidir.
Manyetik alan etkisini değişik başlıklarda değerlendirmek ve tedbir alınması gereklidir. İzlenecek yol ve alınacak tedbirler ile ilgili olarak üretici firmanın talimatlarına mutlaka uyulması gerekmektedir.