절대 인코더가 귀하의 설계에 적합한 경우는 언제인가요?

회전축의 속도, 움직이는 방향 또는 위치를 측정해야 할 때, 로터리 엔코더가 필요할 가능성이 높습니다. 그리고 이를 선택할 때 주요하게 고려해야 할 두 가지 유형이 있습니다: 증분 엔코더와 절대 엔코더입니다.

올바른 선택을 하는 것은 중요합니다. 그래서 우리는 절대 엔코더에 대한 간단한 가이드를 준비하여 여러분이 그것이 무엇인지, 증분 엔코더와 어떻게 다른지, 그리고 어떤 상황에서 필요할 수 있는지 이해할 수 있도록 도와드리고자 합니다.

절대 인코더란 무엇인가요?

절대 엔코더는 회전의 모든 지점에서 엔코더의 "절대" 위치를 나타내는 고유한 위치 값 또는 데이터 워드를 제공합니다. 전원을 켜는 순간부터 절대 엔코더는 측정 중인 회전축의 정확한 위치를 알려줄 수 있습니다. 이는 광학, 자기, 또는 정전용량 센서를 사용하여 축과 함께 회전하는 디스크에서 고유 코드를 읽음으로써 이루어집니다. 중요한 것은 절대 엔코더가 축을 회전시킬 필요 없이 이 작업을 수행할 수 있으며, 일시적인 전력 손실이 발생하더라도 이 위치를 추적할 수 있다는 점입니다. 엔코더 디스크에 고유 코드가 많을수록 위치 측정이 더 정밀해집니다.

해상도는 하나의 회전 동안 고유한 데이터 단어 수에 해당하는 비트(이진 숫자)로 표시됩니다. 절대 엔코더는 싱글턴 및 멀티턴 변형으로 제공됩니다. 싱글턴 엔코더는 샤프트가 한 번 완전히 회전할 때마다 출력이 반복되는 단일 완전 회전(360°)에 대한 위치 데이터를 제공합니다. 멀티턴 엔코더는 단일 회전에 대한 위치 데이터를 제공하지만 추가로 회전 수를 측정하는 "회전" 카운터를 가지고 있습니다.

절대형 인코더 vs. 증분형 인코더

반대로, 증분 엔코더는 축이 회전할 때 펄스를 생성함으로써 작동합니다. 일반적인 증분 엔코더는 90도 위상차를 가진 2개의 정사각파를 생성합니다. 이러한 펄스는 엔코더 외부의 전자 장치에 의해 추적되거나 계산되어야 합니다.

해상도는 회전당 펄스 수(PPR)로 나타내며, 이는 증분형 엔코더의 사각파 출력 중 하나에서 발생하는 고펄스의 개수를 나타냅니다.

증분 엔코더의 출력은 항상 4개의 반복 상태 중 하나에 있기 때문에, 엔코더는 유의미한 위치 정보를 제공하기 위해 알려진 고정 위치 또는 "홈"에 참조되어야 합니다. 홈 위치에서, 일반적으로 엔코더의 인덱스 펄스와 정렬된 상태에서, 축의 회전 증분을 추적하여 축의 절대 위치를 알 수 있습니다. 이는 증분 엔코더를 켤 때마다 또는 일시적인 전원 손실이 발생할 경우 반드시 이루어져야 합니다. 따라서 절대 위치를 읽는 데 시간이 더 걸리며, 이를 제공하기 위해 축이 회전해야 합니다.

증분 인코더는 절대형 모델보다 구조가 덜 복잡하여 일반적으로 가격이 더 저렴합니다(하지만 가격 차이는 점점 줄어들고 있습니다). 속도, 이동 방향 또는 상대적 위치만 모니터링하는 경우에는 증분 인코더가 보통 최적의 선택이지만, 절대 위치가 주요 관심사일 경우에는 절대 인코더가 적합한 선택입니다.

증분형 엔코더보다 절대형 엔코더를 선택해야 하는 이유는 무엇입니까?

먼저, 절대 엔코더는 축의 위치를 유지하기 때문에 전원을 공급하자마자 위치를 바로 알 수 있습니다. 초기화 또는 보정 과정이 완료되기를 기다릴 필요가 없으며, 시작 시나 전원이 꺼진 후에도 축이 움직였더라도 더 빠르게 필요한 위치 데이터를 얻을 수 있습니다.

시작 시 절대 위치를 아는 것은 특정 위치에서는 축을 한 방향으로 회전시키는 것이 안전하지만 다른 방향은 그렇지 않은 많은 시스템에서 필수적일 수 있습니다. 애플리케이션에 따라 이를 잘못 판단하면 장비 손상, 신체 부상 또는 더 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 어떤 부품이 움직이기 전에 회전 장치의 정확한 위치를 아는 것이 매우 중요합니다.

동일하게 중요한 점으로, 절대 엔코더는 실시간으로 실제 위치를 제공합니다. 점점 더 많은 시스템이 중앙 통신 버스에 연결된 디지털화로 전환되면서, 최소한의 지연으로 필요 시 실시간 위치를 엔코더에서 폴링하는 능력은 큰 이점입니다. 증분형 엔코더로 위치를 추적하려면, 초기 위치 설정 이후에도 외부 회로(대개 쿼드러처 디코딩을 통해)를 사용하여 모든 펄스를 추적해야 합니다. 외부 회로가 필요할 뿐만 아니라 이러한 과정은 위치를 결정할 때 일정한 지연을 수반하게 됩니다.

다른 장점들도 있습니다. 절대 인코더를 구현하는 시스템은 대개 전기적 노이즈에 덜 민감합니다. 이는 위치를 얻는 방식이 펄스를 계산해야 하는 증분 인코더 대신, 이진 인코더의 오류가 체크된 코드 또는 시리얼 버스를 통해 디지털 방식으로 읽어오기 때문입니다.

이와 관련된 사실은 동일 시스템에서 여러 개의 절대 인코더를 결합하는 것이 비교적 간단하다는 점입니다. 예를 들어 공장 자동화 또는 여러 관절을 가진 로봇 팔에서 사용될 수 있습니다. 증분형 인코더를 사용하는 경우 여러 기기의 출력을 모니터링하는 일이 매우 복잡해질 수 있으며, 상당한 처리 능력이 필요합니다. 하지만 절대 인코더를 사용하면, 특히 중앙 통신 버스에 연결할 수 있는 종류의 경우 각 인코더로부터 개별적으로 데이터를 얻을 수 있어 데이터를 해석하는 데 훨씬 적은 처리 능력이 필요합니다.

절대 엔코더 응용 분야

절대형 엔코더와 증분형 엔코더의 주요 차이점을 설명한 후, 절대형 엔코더가 사용되는 몇 가지 특정 사례를 간략히 살펴보겠습니다.

주요 시장 중 하나는 로봇공학입니다. 이는 다양한 부문을 포괄하는 빠르게 확장되는 분야입니다. 제조업에서는 조립, 용접, 페인트 분사 및 기타 작업을 수행하는 로봇 팔을 찾을 수 있습니다. 또한 의료 분야에서도 로봇 팔을 활용합니다. 예를 들어, 원격 수술은 로봇 팔의 높은 수준의 정밀 위치 정보를 필요로 합니다. 가정 도움 로봇은 절대값 인코더의 또 다른 떠오르는 사용 사례입니다.

그러나 이것은 단지 한 영역에 불과합니다. 점점 더 많은 시스템이 디지털화되고 점진적 인코더와 절대 인코더 간의 가격 격차가 줄어들면서, 절대 인코더의 응용 분야는 산업 및 소비자 시장 모두에서 거의 무궁무진해지고 있습니다. 자동 게이트와 카메라 짐벌에서부터 공장 자동화에 이르기까지, 절대 인코더는 위치를 결정하는 데 있어 매우 효과적이고 점차 경제적인 방법입니다.

앱솔루트 엔코더 옵션

제품 설계에 적합한 유형의 엔코더를 선택하는 것은 매우 중요하며, 이를 위해 증분형 엔코더와 절대형 엔코더의 주요 차이를 이해하는 것이 꼭 필요합니다. 가격 차이가 줄어들고 기술이 변화함에 따라 절대형 엔코더는 증분형 엔코더보다 많은 독특한 장점을 제공하여 위치 피드백 요구 사항에 있어 매력적인 옵션이 될 수 있습니다.