Pozisyon Sensörleri
(Optik Encoder )
Pozisyon
sensörleri; hareketli bir sistemin pozisyon (konum) bilgisini almamız için
kullanılır. Basit bir ifadeyle, potansiyometreler belli bir aralıkta
ayarlanabilen dirençlerdir ve bu direnç, üstünde yer alan çubukla
değiştirilebilir. Sonrasında, eklem kısmında çubuğu ekleme bağlayarak açıyla
değişen bir direnç elde edilmektedir. Örneğin; Traktörlerin kuyruk
mekanizmasındaki kolların, kaldırma noktasının yüksekliğine göre, eklem noktalarında
dönme hareketi yaparak oluşturdukları açı, pozisyon sensörünün oval bir parça
üzerinde hareket etmesi ile etkili olarak tespit edilir ve elektronik sinyal
haline getirilir.
Figure 1: Pozisyon Sensörü
ENCODERLER
(Şaft Pozisyon Algılayıcı)
Encoderler;
açısal dönme hızın ve düzenekteki açısal pozisyonun belirlenmesi amacıyla çoğu
kez robotik ve otomasyon projelerinde kullanılır. Encoderlar, konumu ölçülecek
döner parçaya dışarıdan(external) bağlanır ve bozucu(disturbance) oluşturmaz.
Encoderlar;
basit tek kanal encoderlar, iki ya da üç kanallı artımsal (incremental)
encoderlar ve çok kanallı mutlak (absolute) encoderlar olmak üzere 3 tiptir. Encoderların çıkışı dijital kare sinyaldir.
Kullanışlarının oldukça basit olduğu bilinmektedir.
Figure 2: Encoderli DC Motor
Tek Kanallı Şaft Encoderlar;
• Sadece tek bir çıkış kanalına sahiptir.
• Dönüş yönünün tespit edilmediği durumlarda toplama ve çıkarmalı sayıcılarda
kullanılır.
Figure 3 : Tek Kanallı Encoder
Çift Kanallı Şaft Encoderlar;
- • Bu tip encoderlerde iki kanallı kontrol sistemi kullanılır.
- • Aralarında 90 derece faz farkı olan çıkış sinyali üretirler .
- • Bu çıkış sinyalinden faydalanarak faz gecikmesinden dolayı yön tespit edilir.
- • Bu tespit sonucunda yukarı aşağı sayıcılar kullanılır ve pozisyon belirlenir.
INCREMENTAL ENCODER UYGULAMA ALANLARI
1.
Düz bir testere dişli kol üzerinde hareket eden, yuvarlak dişliye
bağlanarak dairesel bir hareketin
doğrusal harekete çevrimi,
2.
Sonsuz dişli, kaymalı yataklara bağlanarak, döner hareketin doğrusal harekete çevrimi,
3.
Ölçü Tekerleğine (Çevre Ölçüsü Belirlenmiş Bir Tekerlek) bağlanarak Boy Ölçümü,
4.
Elektrik Motorlarının arkasına monte edilerek hız, yön ve Pozisyon Kontrolü,
5.
Bir döner tablaya bağlanarak, direkt açısal hareket bilgisi elde edilmesi,
6.
Tartı Makinelerine Direkt olarak bağlanıp,elektronik olarak ağırlık ölçümü.
ABSOLUTE ENCODER
ü Her pozisyonda farklı sayılardaki bitlerden oluşan
dijital bit dizileri şeklinde birbirine benzemeyen çıkış üreterek gerçek
pozisyonlarını gösterirler.
ü Enerji kesilse bile mevcut durumunu korurlar.
ü Her pozisyonda tek biti değiştiren Gray kodu çıkış verir.
ü Çıkışlar: Binary , Gray , bcd
KODLAMA SİSTEMLERİ;
BCD CODE (BINARY CODED DECIMAL)
Öncelikle verilen BCD Kod, sağdan-sola doğru 4'lü
gruplara ayrılır. Bu gruplar, Binary koddan ondalık sayıya tek tek çevrilir. Ortaya
çıkan rakamlar, sağdan sola doğru yanyana yazıldıkları zaman, sonuç BCD kodun
Ondalık karşılığına denk gelir.
BINARY CODE
•
İkili Sayı sistemi
kullanılır.
•
Değerler 0 veya 1
olabilir.
GRAY CODE
•
Bu kodlama sistemi
değişken ve çevrimsel(cyclic) bir kodlama sistemidir.
•
Gray Kodlama
sisteminde, bir pozisyondan diğer pozisyona geçerken, sadece bir bit değeri, 1
iken 0 veya 0 iken 1 olur.
Figure 4: Encoder Diski Çalışma Mantığı
Figure
3-4 de görüldüğü üzere, encoder diskinin üzerinde belirli aralıklarla delikler
mevcuttur. Encoder diski dönerken, IR ledin yaymış olduğu ışık deliklerden
geçerek karşı tarafta bulunan fototransistörü tetikler. Delik olmayan
kısımlarda ise ışık karşı tarafa geçemeyeceğinden dolayı, IR ışık
fototransistörü tetikleyemez. Karşı tarafa geçen ışık ve tetiklemenin ardından
sinyaller sayılabilir duruma gelir ve mikrodenetleyiciye gönderilir. Gerekli
işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için sinyaller yazılı program ile
mikrodenetleyicide işlenir. Figure 2 de; sayıcı devreleri ya da
mikrodenetleyiciler bu encoder sinyallerini sayarak motorun kaç tur attığını
hassas bir şekilde bulmaktadır. Gelişmiş encoderlarda 2000-3000 yarık dahi
bulunabilmektedir. Bu da çok daha hassas verilere ulaşmamızı sağlamaktadır.
(2000 yarıklı bir encoderin hassasiyeti 360/2000 = 0,18 derece’dir).
Figure 5: Siyah-Beyaz Dilimli Encoder
Figure 5 de gösterildiği gibi bu encoder diskinin üzerinde delikler yerine siyah-beyaz
renkli dilimler mevcuttur. Yansımalı sensörler sayesinde beyaz ve siyah
renklerin algılanması ile birlikte açısal dönme hızı ve pozisyon belirlenir.
Encoderlerin boyutsal ve ağırlık özelliklerinden bahsedecek olursak, oldukça küçük ve hafiflerdir. Çok yer işgal etmezler ve sıkça kullanılan pozisyon sensörlerinden birtanesidir.
Referanslar;
4)
http://beratmeral.wordpres.com/2012/11/21/sensorler/
5) Holman,J.P. "Experimental methods for engineers" 7th ed.
2- Başlık net değil: Konunun "pozisyon sensörleri" değil de sadece "optical rotary encoders" olduğundan hareketle: 4puan
YanıtlaSil3-Birinci paragrafı, bcd code ve grey code bölümlerini anlayamadım. 0 puan
4-Örnek bolca verilmiş, temel fikir açık ve net. 1 Puan
5-Kurgu ve sıralama yerinde. 2 puan
6-referanslar var. 1 puan
7- imla kuallarına uygun. 1 puan
Toplamda 9 puan
0 puan Absolute Encoder Bölümü anilbaranyelken.blogspot.com.tr/2010/08/nedir-sinyal-ureticiler.html adresindeki mutlak encoderler kısmıyla aynıdır.. Ünal ALTINTAŞ
YanıtlaSil0 PUAN.......(Traktörlerin kuyruk mekanizmasındaki kolların, kaldırma noktasının yüksekliğine göre, eklem noktalarında dönme hareketi yaparak oluşturdukları açı, pozisyon sensörünün oval bir parça üzerinde hareket etmesi ile etkili olarak tespit edilir ve elektronik sinyal haline getirilir)..Copy-paste yapılmış...http://www.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/c68bc47509fff34_ek.pdf...verilen linkten yukarıdaki cümle alınmış.
YanıtlaSil