انکودر آتونیکس E30S

انکودر آتونیکس E30S یا Autonics E30S Incremental Rotary Encoder یک انکودر اپتیکال شفت دار با قطر بدنه Ø30mm و شفت توپر Ø4mm است. این خانواده برای کنترل سرعت، شمارش پالس، تشخیص جهت حرکت و اندازه گیری موقعیت نسبی محور در تجهیزات صنعتی استفاده می شود. E30S با وجود ابعاد کوچک، رزولوشن هایی تا 3000P/R، حداکثر فرکانس پاسخ 300kHz و چند ساختار خروجی مختلف ارائه می کند. بسته به Part Number می توان Totem Pole، NPN Open Collector، Voltage Output یا Differential Line Driver را انتخاب کرد. مدل های معمولی دارای فازهای A، B و Z هستند و نسخه Line Driver خروجی های مکمل A/A̅، B/B̅ و Z/Z̅ را نیز ارائه می کند. تغذیه نیز بسته به نوع خروجی 5VDC یا 12–24VDC است.

انکودر E30S آتونیکس چیست؟

E30S یک Incremental Encoder از نوع Shaft Type است. در این ساختار یک شفت توپر از Encoder خارج می شود و توسط Coupling به محور ماشین متصل می شود.

هنگام چرخش محور، Encoder پالس هایی متناسب با Resolution انتخاب شده تولید می کند. PLC یا Controller این Pulseها را برای محاسبه سرعت و موقعیت نسبی شمارش می کند.

برخلاف Absolute Encoder، بعد از قطع برق Position مطلق فقط از خود Pulseهای Incremental قابل بازیابی نیست و در بسیاری از سیستم ها Homing لازم می شود.

بدنه کامپکت Ø30mm

قطر Housing سری E30S برابر Ø30mm است. این اندازه بین خانواده های بسیار کوچک مانند E20S و Encoderهای بزرگ تر Ø40 یا Ø50mm قرار می گیرد.

ابعاد جمع وجور امکان نصب در ماشین هایی با فضای محدود را فراهم می کند، در حالی که رزولوشن خانواده تا 3000P/R افزایش پیدا می کند.

Moment of Inertia پایین شفت نیز اثر Encoder روی حرکت مکانیزم را کاهش می دهد و برای محورهای کوچک و متوسط مناسب است.

شفت توپر Ø4mm

قطر خارجی شفت E30S برابر Ø4mm است. Coupling مورد استفاده باید دقیقا با این قطر سازگار باشد.

Autonics کوپلینگ Ø4mm را همراه مشخصات مدل های این خانواده ذکر کرده است و در برخی پکیج ها Coupling نیز جزو اجزای محصول است.

در نصب باید از ضربه مستقیم، ناهم محوری زیاد یا وارد کردن بار جانبی بیش از حد به شفت جلوگیری شود.

رزولوشن های سری E30S

خانواده E30S در رزولوشن های 100، 200، 360، 500، 1000، 1024 و 3000P/R ارائه شده است.

ترکیب تمام Resolutionها با تمام خروجی ها الزاما وجود ندارد. Autonics نیز در Ordering Information تاکید می کند ترکیب دقیق باید از فهرست مدل های پشتیبانی شده بررسی شود.

چهار نوع خروجی E30S

یکی از نقاط قوت E30S تنوع Control Output است. این خانواده در نسخه Totem Pole، NPN Open Collector، Voltage Output و Line Driver ارائه می شود.

انتخاب Output باید بر اساس High-Speed Input یا Counter ورودی PLC انجام شود و تغییر نوع خروجی بدون بررسی Wiring توصیه نمی شود.

Totem Pole Output

مدل های دارای حرف T از Totem Pole Output استفاده می کنند. این ساختار امکان Source و Sink کردن جریان خروجی را فراهم می کند.

برای مثال E30S4-100-3-T-24 دارای Resolution برابر 100P/R، فازهای A/B/Z و تغذیه 12–24VDC است.

NPN Open Collector

مدل های N مانند E30S4-1024-3-N-24 از NPN Open Collector استفاده می کنند.

این مدل نمونه دارای رزولوشن 1024P/R، فازهای A/B/Z و تغذیه 12–24VDC است.

Voltage Output

نسخه V دارای Voltage Output است و خروجی های A، B و Z را ارائه می کند.

برای نمونه E30S4-500-3-V-24-C دارای Resolution برابر 500P/R، تغذیه 12–24VDC و Axial Cable Connector است.

Line Driver Output

نسخه Line Driver برای انتقال Differential Signal طراحی شده است و خطوط A/A̅، B/B̅ و Z/Z̅ دارد.

این ساختار مقاومت بیشتری در برابر Common Mode Noise ایجاد می کند و برای انتقال Pulse با سرعت بالا گزینه مهمی است.

Line Driver در سری E30S فقط با تغذیه 5VDC ارائه می شود.

نمونه مدل های E30S

فازهای A، B و Z

در مدل های سه فاز، E30S خروجی A، B و Z دارد. A و B با اختلاف فاز تولید می شوند و امکان تشخیص Direction را فراهم می کنند.

Controller با بررسی تقدم فاز A یا B می تواند جهت چرخش CW یا CCW محور را تشخیص دهد.

فاز Z یک Index Pulse در هر دور ایجاد می کند و برای Homing یا تعیین موقعیت مرجع کاربرد دارد.

Line Driver و شش خط خروجی

در مدل های 6-L، هر فاز یک خروجی مکمل نیز دارد. بنابراین Signalهای A/A̅، B/B̅ و Z/Z̅ تولید می شوند.

Receiver تفاضلی اختلاف ولتاژ بین هر زوج سیم را دریافت می کند و نویز مشترک روی کابل را بهتر حذف می کند.

برای استفاده صحیح، High-Speed Input باید از Differential Line Driver پشتیبانی کند و فقط اتصال یک Line از هر زوج توصیه نمی شود.

حداکثر فرکانس پاسخ 300kHz

حداکثر Response Frequency سری E30S برابر 300kHz است و برای تمام گروه های اصلی خروجی در مشخصات خانواده اعلام شده است.

این عدد نسبت به بسیاری از Encoderهای کامپکت مقدار بالایی است و امکان استفاده از Resolution بیشتر در محورهای سریع را فراهم می کند.

با این حال ورودی PLC یا Controller نیز باید Frequency کافی داشته باشد؛ سرعت Encoder به تنهایی تضمین کننده دریافت صحیح Pulse نیست.

حداکثر سرعت 5000rpm

حداکثر Mechanical Revolution رسمی E30S برابر 5000rpm است.

هنگام انتخاب باید سرعت مجاز مکانیکی و Max Response Revolution بر اساس Resolution به صورت همزمان بررسی شوند.

برای مدل 3000P/R و Frequency برابر 300kHz، محدودیت محاسباتی فرکانس بالاتر از 5000rpm است؛ در نتیجه حد مکانیکی 5000rpm تعیین کننده خواهد بود.

Starting Torque و Inertia

Starting Torque رسمی E30S حداکثر 20gf.cm یا حدود 0.00196N.m است.

Moment of Inertia شفت حداکثر 20g.cm² اعلام شده است. مقدار کم Inertia اثر Encoder روی شتاب و توقف محور را کاهش می دهد.

این ویژگی برای مکانیزم های کوچک و محورهایی که تغییر سرعت سریع دارند اهمیت بیشتری پیدا می کند.

بار مجاز شفت

بار شعاعی مجاز شفت در مشخصات خانواده حداکثر 2kgf و بار محوری حداکثر 1kgf است.

این مقادیر سقف مجاز هستند و بهتر است محور ماشین توسط Bearingهای اصلی نگهداری شود و Encoder فقط از طریق Coupling گشتاور را دریافت کند.

اعمال فشار مستقیم یا ناهم محوری می تواند عمر Bearing انکودر و Coupling را کاهش دهد.

تغذیه 5VDC و 12–24VDC

مدل های Totem Pole، NPN و Voltage بسته به Part Number می توانند با 5VDC ±5% یا 12–24VDC ±5% ارائه شوند.

نسخه Line Driver فقط با تغذیه 5VDC ارائه شده است. این محدودیت در انتخاب مدل جایگزین اهمیت زیادی دارد.

قبل از اتصال Encoder جدید، ولتاژ Power Supply و سطح ورودی Controller باید از روی کد کامل کنترل شوند.

Axial Cable و Axial Connector

مدل پایه E30S از Axial Cable Type استفاده می کند و کابل از پشت Encoder خارج می شود.

نسخه های دارای پسوند C از Axial Cable Connector Type استفاده می کنند و برای تعمیرات و تعویض سریع تر مناسب هستند.

برای مدل های Totem Pole، NPN و Voltage از کابل های Connector سری CID6S و برای Line Driver از CID9S استفاده می شود.

کانکتور M17

Autonics برای نسخه Connector این خانواده کابل های M17 ارائه می کند.

CID6S دارای Connector شش پین برای Totem Pole، NPN و Voltage Output است.

CID9S برای Line Driver استفاده می شود و 9Pin دارد تا خطوط Differential و تغذیه به شکل کامل منتقل شوند.

Frame Ground و Shield

Autonics در راهنمای نصب تاکید می کند Metal Case و Shield Wire انکودر باید به Frame Ground متصل شوند.

Ground مناسب به خصوص در کنار VFD، سروو درایو و کابل موتور برای کاهش Noise اهمیت زیادی دارد.

کابل Encoder بهتر است در مسیر جدا از کابل های قدرت قرار گیرد و سیم های استفاده نشده نیز عایق شوند.

درجه حفاظت IP50

Protection Rating رسمی مدل های E30S برابر IP50 است.

این سطح برای نصب داخل ماشین و محیط های نسبتا تمیز مناسب است، اما Encoder برای پاشش مستقیم آب طراحی نشده است.

اگر محور در محیط مرطوب یا دارای روغن قرار دارد، استفاده از حفاظ مکانیکی یا Encoder دارای IP بالاتر باید بررسی شود.

دمای کاری E30S

محدوده دمای کاری رسمی سری E30S برابر −10…+70°C است و دمای نگهداری −25…+85°C اعلام شده است.

رطوبت کاری 35…85%RH و رطوبت نگهداری 35…90%RH است. شرایط باید بدون یخ زدگی و میعان باشد.

وزن E30S

وزن درج شده برای مدل های رسمی E30S حدود 80g است.

این وزن پایین همراه قطر 30mm باعث می شود Encoder برای مکانیزم های کامپکت مناسب باشد و جرم زیادی به مجموعه اضافه نکند.

تفاوت E30S و E20S

E20S بدنه Ø20mm و شفت Ø2mm دارد، در حالی که E30S از بدنه Ø30mm و شفت Ø4mm استفاده می کند.

E30S رزولوشن تا 3000P/R و Response Frequency تا 300kHz ارائه می کند و برای کاربردهای دقیق تر انعطاف بیشتری دارد.

E20S زمانی مزیت دارد که فضای نصب بسیار محدود باشد و Encoder فوق کامپکت نیاز باشد.

تفاوت E30S و E40S

E40S بدنه بزرگ تر Ø40mm دارد و از نظر مکانیکی برای بسیاری از ماشین آلات عمومی رایج تر است.

E30S گزینه فشرده تری است و زمانی انتخاب می شود که فضای نصب محدودتر باشد.

در Replacement باید فقط Resolution بررسی نشود؛ شفت، ابعاد فلنج، Output، Voltage و نوع Connection نیز باید تطبیق داده شوند.

کاربردهای انکودر آتونیکس E30S

راهنمای انتخاب انکودر E30S

ابتدا Resolution مورد نیاز از میان مدل های قابل سفارش تعیین شود. دقت زاویه ای و Frequency ورودی Controller هر دو در این انتخاب موثر هستند.

سپس نوع خروجی انتخاب شود. Totem Pole، NPN، Voltage و Line Driver نیازهای سیم بندی متفاوتی دارند.

اگر مسیر کابل نویزی یا Input کنترلر Differential است، Line Driver می تواند گزینه مناسب تری باشد.

در مرحله بعد تغذیه 5VDC یا 12–24VDC کنترل شود. Line Driver فقط با 5VDC انتخاب می شود.

نوع Connection نیز Axial Cable یا Axial Connector است و نسخه Connector به کابل M17 مناسب نیاز دارد.

در پایان قطر شفت Ø4mm، بار مکانیکی، سرعت محور، IP50 و فضای نصب بررسی شوند.

نصب انکودر E30S

شفت Encoder توسط Coupling Ø4mm مناسب به محور ماشین متصل شود و Parallel یا Angular Misalignment تا حد امکان کاهش پیدا کند.

هنگام نصب Coupling نباید با چکش یا ابزار ضربه ای به شفت نیرو وارد شود. Autonics نیز نسبت به ضربه مستقیم به Shaft هشدار می دهد.

پس از نصب، Phase A/B، Direction، Index Z و تعداد Pulse در هر Revolution داخل PLC تست شوند.

کابل Signal از کابل موتور و VFD فاصله داشته باشد و Shield و Metal Case به Frame Ground مناسب متصل شوند.

قیمت انکودر آتونیکس E30S

قیمت E30S به Resolution، Control Output، Power Supply و Cable یا Connector بودن مدل وابسته است.

برای مثال E30S4-1024-3-N-24 و E30S4-3000-6-L-5 از نظر Resolution، Output، Voltage و Wiring تفاوت اساسی دارند.

در مدل Connector باید کابل M17 مناسب نیز هنگام خرید بررسی شود و تعداد Pin با نوع خروجی هماهنگ باشد.

برای Replacement بهتر است Part Number کامل روی Encoder قبلی، تصویر پلاک و مشخصات ورودی PLC ارائه شوند.

سوالات متداول انکودر آتونیکس E30S

راهنمای خرید و قیمت انکودر آتونیکس E30S