Encoder란

- Encoder 관련 내용

• Encoder : 회전/직선운동을 하는 물체의 위치, 속도 정보를 통해 움직임을 PLC같은 제어장치에서 읽을 수 있는 전기적 신호로 출력하는 장치
• 물체의 운동방식에 따라 Rotary/Linear Encoder로 분류할 수 있다
  • Rotary Encoder : 모터의 축에 커플링을 통하거나 직접 연결되어 축의 회전량을 인식하는 encoder
  • Linear Encoder : 직선거리를 측정하여 inverter를 제어하는 encoder  

 

- Rotary Encoder에는 Incremental / Absolute Encoder 두 종류가 있다

• Incremental Encoder : 일반적인 disk 형태의 encoder로, 회전 disk에 일정 간격으로 여러 슬릿을 배치하고, 발광소자를 통해 빛을 발생시킨다. 그리고 회전슬릿 뒤에 고정슬릿을 배치하여 수광소자에 빛이 들어가게 하고, 수광소자는 슬릿을 통과하는 빛을 전기신호로 변환한다
• 절대위치를 측정할 수 없으며 상대위치만 측정할 수 있고, 전원을 껐다 다시 키는 경우 초기위치를 다시 측정해야 하는 단점이 있다
• 회전각의 변화에 따른 pulse 출력(digital 상대값)

 

Incremental Encoder. A상과 B상이 90도의 위상차를 가져 pulse가 발생되고, 원점 출력상인 Z상이 슬릿을 1회전당 1번만 투과하여 원점을 출력할 수 있다

 

• Absolute Encoder : 위와 마찬가지로 일반적인 disk 형태의 encoder로, 회전축의 0도 지점부터 360도까지를 일정 비율로 분할하고 각 각도마다 디지털 코드를 지정하여 회전축의 위치 및 각도에 따라 지정된 값이 출력되도록 한다
• 위 방식을 사용함으로써 전원 상태와 무관하게 항상 절대 위치값을 유지할 수 있다
• Incremental Encoder와 달리 정전 후 축이 회전하여도 축의 위치를 알 수 있다. 복잡한 구조를 가져 고가이다
• 1회전에 대한 회전각의 위치 출력(digital 절대값)

Absolute Encoder

 

- 주변 환경상 Optical Encoder를 사용할 수 없을 경우를 고려한 Magnetic Absolute/Incremental 방식도 존재한다

• Magnetic Absolute : IC칩이 자석의 방향을 검출하여 위치값을 출력한다

• Magnetic Incremental : Optical이 아닌 Magnetic(자석 +Hall Sensor)이며, Incremental Encoder와 동일한 출력을 낸다. 구조가 단순하여 저렴하지만 자석이 2/4극 방식이므로 Optical 방식에 비해 Resolution이 많이 떨어진다

 

 

- 관련 용어

• P/R or PPR(Pulse per Revolution) : Rotary Encoder의 회전축이 1회전 하는 동안 출력되는 pulse 수
• CPR(Counts per Revolution) : 1회전당 발생하는 count 수
• 기동토크 : 정지상태에서 회전축을 회전시키기 위해 필요한 최소한의 힘. 일반적으로 회전중의 토크보다 큰 값을 가진다
• 정격토크 : 모터의 정격회전수에서 낼 수 있는 회전력
  • 정격회전수 : 모터의 정격 주파수범위에서 정격 출력을 내며 운전하고 있을 때의 회전수

 

- BLDC Motor

• BLDC Motor는 
• Motor의 회전각을 알기 위해 Hall Sensor를 사용함
  • Hall Sensor : 자기장을 감지하는 센서로, 자성을 띈 물체가 가까이 다가와 발생된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다

 

---

참고자료 : 

[엔코더]엔코더의 종류와 기술 추세 : 네이버 블로그 (naver.com)

[엔코더]엔코더의 종류와 기술 추세

[기계] 엔코더 / 인코더(Encoder)란? / 원리 및 종류 (Feat. 로타리 엔코더) / 리니어 스케일 (tistory.com)

[기계] 엔코더 / 인코더(Encoder)란? / 원리 및 종류 (Feat. 로타리 엔코더) / 리니어 스케일