মোটরে এনকোডার লাগানোর প্রয়োজন কেন হয়? এনকোডার কীভাবে কাজ করে?

১. এনকোডার কী?

একটি পরিচালনার সময়ওয়ার্ম গিয়ারবক্স N20 ডিসি মোটরমোটরের মূল অংশ এবং টেনে নিয়ে যাওয়া যন্ত্রের অবস্থা নির্ণয় করার জন্য, ঘূর্ণায়মান শ্যাফটের কারেন্ট, গতি এবং পরিধি বরাবর আপেক্ষিক অবস্থানের মতো প্যারামিটারগুলো রিয়েল টাইমে পর্যবেক্ষণ করা হয়। এর পাশাপাশি, রিয়েল টাইমে মোটর এবং যন্ত্রের অপারেটিং অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যার ফলে সার্ভো এবং গতি নিয়ন্ত্রণের মতো অনেক নির্দিষ্ট ফাংশন বাস্তবায়িত হয়। এক্ষেত্রে, একটি ফ্রন্ট-এন্ড পরিমাপক উপাদান হিসেবে এনকোডারের প্রয়োগ পরিমাপ ব্যবস্থাকে কেবল ব্যাপকভাবে সরলই করে না, বরং এটি নির্ভুল, নির্ভরযোগ্য এবং শক্তিশালীও বটে। এনকোডার হলো একটি ঘূর্ণন সেন্সর যা ঘূর্ণায়মান যন্ত্রাংশের অবস্থান এবং সরণের মতো ভৌত রাশিগুলোকে ধারাবাহিক ডিজিটাল পালস সিগন্যালে রূপান্তরিত করে। এই সিগন্যালগুলো নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা দ্বারা সংগ্রহ ও প্রক্রিয়াজাত করে যন্ত্রের অপারেটিং অবস্থা সমন্বয় ও পরিবর্তন করার জন্য ধারাবাহিক কমান্ড জারি করা হয়। যদি এনকোডারকে একটি গিয়ার বার বা স্ক্রু স্ক্রু-এর সাথে যুক্ত করা হয়, তবে এটি রৈখিকভাবে চলমান যন্ত্রাংশের অবস্থান এবং সরণ পরিমাপ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

২, এনকোডার শ্রেণিবিন্যাস

এনকোডারের মৌলিক শ্রেণিবিন্যাসঃ

এনকোডার হলো একটি যান্ত্রিক ও ইলেকট্রনিক সূক্ষ্ম পরিমাপ যন্ত্রের নিবিড় সমন্বয়, যা সংকেত বা ডেটাকে এনকোড, রূপান্তর এবং যোগাযোগ, প্রেরণ ও সংরক্ষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য অনুসারে, এনকোডারকে নিম্নোক্তভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

● কোড ডিস্ক এবং কোড স্কেল। যে এনকোডার রৈখিক সরণকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে তাকে কোড স্কেল বলা হয়, এবং যেটি কৌণিক সরণকে টেলিযোগাযোগে রূপান্তরিত করে তাকে কোড ডিস্ক বলা হয়।

● ইনক্রিমেন্টাল এনকোডার। এটি অবস্থান, কোণ এবং পাকের সংখ্যার মতো তথ্য সরবরাহ করে এবং প্রতি পাকে পালসের সংখ্যার মাধ্যমে এর সংশ্লিষ্ট হার নির্ধারণ করে।

● অ্যাবসোলিউট এনকোডার। এটি কৌণিক বৃদ্ধিতে অবস্থান, কোণ এবং ঘূর্ণন সংখ্যার মতো তথ্য প্রদান করে এবং প্রতিটি কৌণিক বৃদ্ধিকে একটি অনন্য কোড বরাদ্দ করা হয়।

● হাইব্রিড অ্যাবসোলিউট এনকোডার। হাইব্রিড অ্যাবসোলিউট এনকোডার দুই সেট তথ্য আউটপুট করে: এক সেট তথ্য অ্যাবসোলিউট ইনফরমেশন ফাংশনের সাহায্যে পোল পজিশন শনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়, এবং অন্য সেটটি ইনক্রিমেন্টাল এনকোডারের আউটপুট তথ্যের সাথে হুবহু একই।

মোটরে সাধারণত ব্যবহৃত এনকোডারসমূহঃ

● ইনক্রিমেন্টাল এনকোডার

সরাসরি ফটোইলেকট্রিক রূপান্তর নীতি ব্যবহার করে A, B এবং Z এই তিন সেট বর্গাকার তরঙ্গ পালস আউটপুট করা হয়। A এবং B এই দুই সেট পালসের মধ্যে দশা পার্থক্য ৯০°, যার ফলে ঘূর্ণনের দিক সহজেই নির্ণয় করা যায়; Z দশা হলো প্রতি ঘূর্ণনে একটি পালস এবং এটি রেফারেন্স পয়েন্ট পজিশনিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। সুবিধা: সরল নীতিগত গঠন, গড় যান্ত্রিক জীবনকাল কয়েক হাজার ঘণ্টার বেশি হতে পারে, শক্তিশালী অ্যান্টি-ইন্টারফারেন্স ক্ষমতা, উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, এবং দীর্ঘ দূরত্বে প্রেরণের জন্য উপযুক্ত। অসুবিধা: শ্যাফট ঘূর্ণনের পরম অবস্থানের তথ্য আউটপুট করতে অক্ষম।

● পরম এনকোডার

সেন্সরের বৃত্তাকার কোড প্লেটে ব্যাসার্ধ বরাবর বেশ কয়েকটি সমকেন্দ্রিক কোড চ্যানেল থাকে। প্রতিটি চ্যানেল আলো-প্রেরণকারী এবং আলো-প্রেরণকারী নয় এমন সেক্টর দ্বারা গঠিত এবং পাশাপাশি থাকা কোড চ্যানেলগুলোর সেক্টরের সংখ্যা দ্বিগুণ হয়। কোড প্লেটের কোড চ্যানেলের সংখ্যাই হলো বাইনারি সংখ্যার সমান। কোড প্লেটটি যখন বিভিন্ন অবস্থানে থাকে, তখন প্রতিটি আলোকসংবেদী উপাদান আলোর উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি অনুযায়ী সংশ্লিষ্ট লেভেল সিগন্যালে রূপান্তরিত হয়ে বাইনারি সংখ্যা গঠন করে।

এই ধরণের এনকোডারের বৈশিষ্ট্য হলো, এতে কোনো কাউন্টারের প্রয়োজন হয় না এবং ঘূর্ণন অক্ষের যেকোনো অবস্থানে অবস্থান অনুযায়ী একটি নির্দিষ্ট ডিজিটাল কোড পড়া যায়। স্পষ্টতই, কোড চ্যানেলের সংখ্যা যত বেশি হবে, রেজোলিউশনও তত বেশি হবে, এবং N-বিট বাইনারি রেজোলিউশনযুক্ত একটি এনকোডারের জন্য কোড ডিস্কে অবশ্যই N সংখ্যক কোড চ্যানেল থাকতে হবে। বর্তমানে চীনে ১৬-বিট অ্যাবসোলিউট এনকোডার পণ্য পাওয়া যায়।

৩, এনকোডারের কার্যপ্রণালী

কেন্দ্রে অক্ষসহ একটি ফটোইলেকট্রিক কোড ডিস্কের মাধ্যমে, এর উপর বৃত্তাকার পথ এবং গাঢ় লিখন রেখা থাকে, এবং এটি পড়ার জন্য ফটোইলেকট্রিক প্রেরণ ও গ্রহণকারী ডিভাইস থাকে, এবং চারটি সাইন ওয়েভ সংকেতকে একত্রিত করে A, B, C এবং D-তে পরিণত করা হয়। প্রতিটি সাইন ওয়েভের মধ্যে ৯০ ডিগ্রি দশা পার্থক্য থাকে (একটি পরিধীয় তরঙ্গের সাপেক্ষে ৩৬০ ডিগ্রি), এবং C ও D সংকেতগুলোকে উল্টে দিয়ে A ও B-এর দশার উপর স্থাপন করা হয়, যা স্থিতিশীল সংকেতকে উন্নত করতে পারে; এবং শূন্য অবস্থান নির্দেশক অবস্থানকে উপস্থাপন করার জন্য প্রতিটি আবর্তনের জন্য আরেকটি Z দশা পালস আউটপুট করা হয়।

যেহেতু দুটি ফেজ A এবং B ৯০ ডিগ্রি দ্বারা ভিন্ন, তাই ফেজ A সামনে আছে নাকি ফেজ B সামনে আছে তা তুলনা করে এনকোডারের সম্মুখ এবং বিপরীত ঘূর্ণন নির্ণয় করা যায় এবং জিরো পালসের মাধ্যমে এনকোডারের জিরো রেফারেন্স বিট পাওয়া যায়। এনকোডার কোড প্লেটের উপাদানগুলো হলো কাচ, ধাতু, প্লাস্টিক। কাচের কোড প্লেটের উপর খুব পাতলা খোদাই করা রেখা থাকে, এর তাপীয় স্থিতিশীলতা ভালো এবং নির্ভুলতা বেশি। ধাতব কোড প্লেটে কোনো খোদাই করা রেখা থাকে না এবং এটি ভঙ্গুর নয়, কিন্তু ধাতুর একটি নির্দিষ্ট পুরুত্ব থাকার কারণে এর নির্ভুলতা সীমিত এবং এর তাপীয় স্থিতিশীলতা কাচের চেয়ে অনেক খারাপ। প্লাস্টিকের কোড প্লেট সাশ্রয়ী, এর খরচ কম, কিন্তু এর নির্ভুলতা, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং আয়ুষ্কাল তুলনামূলকভাবে দুর্বল।

রেজোলিউশন - প্রতি ৩৬০ ডিগ্রি ঘূর্ণনে কতগুলো সম্পূর্ণ বা গাঢ় খোদাই করা লাইন থাকবে, তা এনকোডারের মাধ্যমে নির্ণয় করার ক্ষমতাকে রেজোলিউশন বলা হয়। এটি রেজোলিউশন ইনডেক্সিং বা সরাসরিভাবে বললে, প্রতি ঘূর্ণনে কতগুলো লাইন থাকবে, তাকেও ইনডেক্সিং বলা হয়। এটি সাধারণত প্রতি ঘূর্ণনে ৫ থেকে ১০০০০ লাইনের ইনডেক্সিং হয়ে থাকে।

৪, অবস্থান পরিমাপ এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ নীতি

লিফট, মেশিন টুলস, উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ, মোটর ফিডব্যাক সিস্টেম, সেইসাথে পরিমাপ ও নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জামগুলিতে এনকোডার একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ স্থান দখল করে আছে। এনকোডার একটি গ্রেটিং এবং একটি ইনফ্রারেড আলোর উৎস ব্যবহার করে অপটিক্যাল সংকেতকে একটি রিসিভারের মাধ্যমে টিটিএল (HTL) বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। টিটিএল লেভেলের ফ্রিকোয়েন্সি এবং হাই লেভেলের সংখ্যা বিশ্লেষণ করে মোটরের ঘূর্ণন কোণ এবং ঘূর্ণন অবস্থান দৃশ্যমানভাবে প্রতিফলিত হয়।

যেহেতু কোণ এবং অবস্থান নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা যায়, তাই এনকোডার এবং ইনভার্টারকে একটি ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমে গঠন করে নিয়ন্ত্রণকে আরও নির্ভুল করা যায়, যে কারণে লিফট, মেশিন টুলস ইত্যাদি এত নিখুঁতভাবে ব্যবহার করা সম্ভব হয়।

৫, সারাংশ 

সংক্ষেপে, আমরা বুঝতে পারি যে এনকোডারকে তার গঠন অনুসারে ইনক্রিমেন্টাল এবং অ্যাবসোলিউট—এই দুই ভাগে ভাগ করা হয়, এবং উভয়ই অপটিক্যাল সিগন্যালের মতো অন্যান্য সিগন্যালকে বিশ্লেষণ ও নিয়ন্ত্রণযোগ্য বৈদ্যুতিক সিগন্যালে রূপান্তরিত করে। আমাদের দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহৃত সাধারণ লিফট এবং মেশিন টুলসগুলো মোটরের সুনির্দিষ্ট সমন্বয়ের উপর ভিত্তি করে কাজ করে, এবং বৈদ্যুতিক সিগন্যালের ফিডব্যাক ক্লোজড-লুপ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে এই সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য ইনভার্টারসহ এনকোডারও একটি স্বাভাবিক উপায়।