এনকোডারগুলি মোশন কন্ট্রোল পণ্যগুলিতে সাধারণ, এবং রোটারি এনকোডারগুলি হল মোশন কন্ট্রোল ফিডব্যাক লুপের মূল উপাদান, যার মধ্যে রয়েছে শিল্প অটোমেশন সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ, রোবোটিক্স, চিকিৎসা সরঞ্জাম, শক্তি, মহাকাশ, ইত্যাদি।
ডিভাইস হিসাবে যান্ত্রিক গতিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে, এনকোডারগুলি ইঞ্জিনিয়ারদেরকে অবস্থান, গতি, দূরত্ব এবং দিকনির্দেশের মতো মৌলিক ডেটা সরবরাহ করে যা সামগ্রিক সিস্টেমের কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
অপটিক্যাল, ম্যাগনেটিক এবং ক্যাপাসিটিভ হল তিনটি প্রধান এনকোডার প্রযুক্তি ইঞ্জিনিয়ারদের কাছে উপলব্ধ। কোন প্রযুক্তি চূড়ান্ত প্রয়োগের জন্য সর্বোত্তম তা নির্ধারণ করার জন্য অনেকগুলি কারণ বিবেচনা করতে হবে।
এই নিবন্ধটি অপটিক্যাল, চৌম্বক এবং ক্যাপাসিটিভ এনকোডার প্রযুক্তিগুলির একটি ওভারভিউ দেবে এবং প্রতিটি প্রযুক্তির সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি সংক্ষিপ্তভাবে আলোচনা করবে।
1. অপটিক্যাল এনকোডার
অপটিক্যাল এনকোডার অনেক বছর ধরে গতি নিয়ন্ত্রণ অ্যাপ্লিকেশন বাজারে একটি জনপ্রিয় পছন্দ হয়েছে। এটি একটি LED আলোর উত্স (সাধারণত ইনফ্রারেড আলোর উত্স) এবং একটি ফটোডিটেক্টর নিয়ে গঠিত, যা এনকোডার কোড প্লেটের উভয় পাশে অবস্থিত।
কোড প্লেটটি প্লাস্টিক বা কাচের তৈরি, স্বচ্ছ এবং অস্বচ্ছ রেখা বা স্লটগুলির একটি ক্রম বিরতিতে সাজানো থাকে। কোড ডিস্ক ঘোরার সময়, কোড ডিস্কের বিরতিতে সাজানো লাইন বা স্লট দ্বারা LED অপটিক্যাল পাথ অবরুদ্ধ হয়, এইভাবে দুটি সাধারণ বর্গাকার তরঙ্গ A এবং B অর্থোগোনাল ডাল তৈরি করে, যা অক্ষের ঘূর্ণন এবং গতি নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। .
অপটিক্যাল, ম্যাগনেটিক এবং ক্যাপাসিটিভ এনকোডারের প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ
চিত্র 1: সূচক ডাল সহ অপটিক্যাল এনকোডারগুলির জন্য সাধারণ A এবং B অর্থোগোনাল ডাল (ফটো ক্রেডিট: CUI ডিভাইস)
যদিও অপটিক্যাল এনকোডার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবুও তাদের বেশ কিছু ত্রুটি রয়েছে। ধুলো এবং নোংরা পরিবেশে যেমন শিল্প অ্যাপ্লিকেশন, দূষকগুলি কোড প্লেটে জমা হতে পারে, এইভাবে অপটিক্যাল সেন্সরে LED আলোর সংক্রমণকে ব্লক করে।
অপটিক্যাল এনকোডারের নির্ভরযোগ্যতা এবং নির্ভুলতা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয় কারণ দূষিত কোড ডিস্ক বর্গাকার তরঙ্গের বিচ্ছিন্নতা বা সম্পূর্ণ ক্ষতির কারণ হতে পারে।
LED-এর পরিসেবা জীবন সীমিত এবং শেষ পর্যন্ত জ্বলে উঠবে, যা এনকোডার ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। উপরন্তু, গ্লাস বা প্লাস্টিকের কোড ডিস্কগুলি কম্পন বা চরম তাপমাত্রার কারণে ক্ষতির ঝুঁকিতে থাকে, এইভাবে কঠোর পরিবেশের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অপটিক্যাল এনকোডারগুলির প্রযোজ্যতা সীমিত করে; এটিকে মোটরে একত্রিত করা কেবল সময়সাপেক্ষ নয়, এটি দূষণের ঝুঁকিও বহন করে।
অবশেষে, অপটিক্যাল এনকোডারের রেজোলিউশন বেশি হলে, এটি 100 mA-এর বেশি কারেন্ট খরচ করবে, মোবাইল বা ব্যাটারি-চালিত ডিভাইসে এর প্রয়োগকে আরও প্রভাবিত করবে।
2. চৌম্বক এনকোডার
চৌম্বকীয় এনকোডারগুলি অপটিক্যাল এনকোডারগুলির মতো গঠনে অনুরূপ, তবে হালকা মরীচির পরিবর্তে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে। চৌম্বকীয় এনকোডারগুলি স্লটেড অপটিক্যাল কোড ডিস্কগুলিকে চৌম্বকীয় কোড ডিস্কগুলির সাথে ব্যবধানযুক্ত চৌম্বকীয় খুঁটির সাথে প্রতিস্থাপন করে যা হল ইফেক্ট সেন্সর বা অনিচ্ছা সেন্সরগুলির সারিতে ঘোরে।
কোড প্লেটের যেকোনো ঘূর্ণন এই সেন্সরগুলিকে সাড়া দেবে এবং ফলস্বরূপ সংকেতটি শ্যাফ্টের অবস্থান নির্ধারণ করতে সিগন্যাল কন্ডিশনার ফ্রন্ট-এন্ড সার্কিটে প্রেরণ করা হবে।
অপটিক্যাল এনকোডারগুলির তুলনায়, চৌম্বকীয় এনকোডারগুলির আরও টেকসই, কম্পন এবং প্রভাব প্রতিরোধী হওয়ার সুবিধা রয়েছে। তদুপরি, ধুলো, ময়লা এবং তেলের দাগের মতো দূষিত পদার্থের ক্ষেত্রে অপটিক্যাল এনকোডারগুলির কার্যকারিতা ব্যাপকভাবে আপস করা হয়, যখন চৌম্বকীয় এনকোডারগুলি প্রভাবিত হয় না, তাদের কঠোর পরিবেশের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে।
যাইহোক, মোটর দ্বারা উত্পন্ন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (বিশেষত স্টেপার মোটর) চৌম্বকীয় এনকোডারের উপর একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলবে এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলি এর অবস্থান প্রবাহের কারণ হবে।
উপরন্তু, চৌম্বকীয় এনকোডারগুলির রেজোলিউশন এবং নির্ভুলতা তুলনামূলকভাবে কম এবং এই ক্ষেত্রে অপটিক্যাল এবং ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলির তুলনায় অনেক কম।
3. ক্যাপাসিটিভ এনকোডার
ক্যাপাসিটিভ এনকোডার তিনটি প্রধান অংশ নিয়ে গঠিত: রটার, ফিক্সড ট্রান্সমিটার এবং ফিক্সড রিসিভার। ক্যাপাসিটিভ সেন্সিং একটি স্ট্রিপ বা রৈখিক প্যাটার্ন ব্যবহার করে একটি স্থির উপাদানের একটি মেরু এবং অন্য মেরুটি একটি চলমান উপাদানের উপর একটি পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটর তৈরি করে যা একজোড়া রিসিভার/ট্রান্সমিটার হিসাবে কনফিগার করা হয়।
রটার একটি সাইন-ওয়েভ প্যাটার্ন দিয়ে খোদাই করা হয় যা মোটর শ্যাফ্ট ঘোরার সাথে সাথে একটি নির্দিষ্ট কিন্তু অনুমানযোগ্য সংকেত তৈরি করে। এই সংকেতটি অক্ষের অবস্থান এবং ঘূর্ণনের দিক নির্ণয় করতে এনকোডারের অনবোর্ড ASIC দ্বারা রূপান্তরিত হয়।
অপটিক্যাল, ম্যাগনেটিক এবং ক্যাপাসিটিভ এনকোডারের প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ
চিত্র 2: এনকোডার ডিস্কের তুলনা (ফটো ক্রেডিট: CUI ডিভাইস)
4. ক্যাপাসিটিভ এনকোডার
ক্যাপাসিটিভ এনকোডার ডিজিটাল ভার্নিয়ার ক্যালিপারের মতো একই নীতিতে কাজ করে, তাই এটি এমন একটি সমাধান প্রদান করে যা অপটিক্যাল এবং চৌম্বকীয় এনকোডারগুলির অনেক অসুবিধাগুলিকে অতিক্রম করে।
AMT এনকোডারের CUI ডিভাইসের লাইনে ব্যবহৃত ক্যাপাসিট্যান্স-ভিত্তিক প্রযুক্তি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য এবং অত্যন্ত নির্ভুল বলে প্রমাণিত হয়েছে।
যেহেতু কোনো LED বা লাইন-অফ-সাইটের প্রয়োজন নেই, ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলি পরিবেশগত দূষকগুলির সম্মুখীন হওয়ার সময়ও পছন্দসই ফলাফল অর্জন করতে পারে যা ধুলো, ময়লা এবং তেলের দাগের মতো অপটিক্যাল এনকোডারগুলিকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
উপরন্তু, এটি অপটিক্যাল এনকোডারে ব্যবহৃত গ্লাস কোড ডিস্কের তুলনায় কম্পন এবং অত্যন্ত উচ্চ/নিম্ন তাপমাত্রার জন্য কম সংবেদনশীল।
আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলি অপটিক্যাল এনকোডারের তুলনায় দীর্ঘতর পরিষেবা জীবন ধারণ করে কারণ এলইডিগুলি জ্বলে না।
ফলস্বরূপ, ক্যাপাসিটিভ এনকোডারের একটি ছোট প্যাকেজ আকার রয়েছে এবং এটি শুধুমাত্র 6 থেকে 18 mA এর সম্পূর্ণ রেজোলিউশন রেঞ্জে কম কারেন্ট ব্যবহার করে, এটিকে ব্যাটারি চালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।
যেহেতু ক্যাপাসিটিভ প্রযুক্তির দৃঢ়তা, নির্ভুলতা এবং রেজোলিউশন চৌম্বকীয় এনকোডারের তুলনায় বেশি, তাই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ এবং বৈদ্যুতিক গোলমাল এর উপর খুব বেশি প্রভাব ফেলে না।
উপরন্তু, ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলির ডিজিটাল প্রকৃতি নমনীয়তা এবং প্রোগ্রামযোগ্যতার ক্ষেত্রে মূল সুবিধা প্রদান করে। যেহেতু একটি অপটিক্যাল বা চৌম্বকীয় এনকোডারের রেজোলিউশন এনকোডার প্লেট দ্বারা নির্ধারিত হয়, প্রতিবার অন্যান্য রেজোলিউশনের প্রয়োজন হলে একটি নতুন এনকোডার ব্যবহার করা হয়, যার ফলে নকশা এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় এবং ব্যয় বৃদ্ধি পায়।
যাইহোক, ক্যাপাসিটেটিভ এনকোডারগুলির প্রোগ্রামেবল রেজোলিউশনের একটি পরিসর রয়েছে, যা ডিজাইনারদের প্রতিবার একটি নতুন রেজোলিউশনের প্রয়োজন হলে এনকোডার প্রতিস্থাপন করার ঝামেলা বাঁচায়, যা শুধুমাত্র ইনভেন্টরি কমায় না, পিআইডি কন্ট্রোল লুপ ফাইন-টিউনিং এবং সিস্টেম অপ্টিমাইজেশনকেও সহজ করে।
ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলি ডিজিটাল অ্যালাইনমেন্ট এবং পালস সেটিংসের সূচীকরণের অনুমতি দেয় যখন BLDC মোটর শুরু হয়, এমন একটি কাজ যা অপটিক্যাল এনকোডারগুলির জন্য পুনরাবৃত্তিমূলক এবং সময়সাপেক্ষ হতে পারে।
অন্তর্নির্মিত ডায়াগনস্টিক ক্ষমতাগুলি ডিজাইনারদের সিস্টেমকে অপ্টিমাইজ করতে বা ক্ষেত্রের সমস্যা সমাধানের জন্য সিস্টেম ডেটাতে আরও অ্যাক্সেস দেয়।
অপটিক্যাল, ম্যাগনেটিক এবং ক্যাপাসিটিভ এনকোডারের প্রযুক্তিগত বিশ্লেষণ
চিত্র 3: ক্যাপাসিটিভ, অপটিক্যাল এবং চৌম্বক প্রযুক্তির জন্য মূল কর্মক্ষমতা সূচকের তুলনা (ফটো ক্রেডিট: CUI ডিভাইস)
5. আপনার বিকল্প ওজন করুন
অনেক গতি নিয়ন্ত্রণ অ্যাপ্লিকেশনে, তাপমাত্রা, কম্পন, এবং পরিবেশগত দূষকগুলি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জের কারণ যা এনকোডারদের অবশ্যই মোকাবেলা করতে হবে। দেখা যাচ্ছে যে ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলি এই চ্যালেঞ্জগুলি অতিক্রম করতে পারে।
অপটিক্যাল বা চৌম্বক প্রযুক্তির তুলনায়, এটি ডিজাইনারদের নির্ভরযোগ্য, সুনির্দিষ্ট এবং নমনীয় সমাধান প্রদান করে।
অধিকন্তু, ক্যাপাসিটিভ এনকোডারগুলি প্রোগ্রামযোগ্যতা এবং ডায়াগনস্টিকস যোগ করে, একটি ডিজিটাল বৈশিষ্ট্য যা তাদের আধুনিক ইন্টারনেট অফ থিংস (IoT) এবং ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইন্টারনেট অফ থিংস (IIoT) অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।