المشفر هو جهاز استشعار يُستخدم للتحكم في الحركة. يعتمد على مبادئ الاستشعار الكهروضوئي، والكهرومغناطيسي، والسعوي، والحثي، للكشف عن الموضع الميكانيكي للأجسام وتغيراتها، وتحويل هذه المعلومات إلى إشارات كهربائية، ثم إرسالها كمعلومات مرتدة للتحكم في الحركة، وتمريرها إلى مختلف أجهزة التحكم. يُستخدم المشفر الصغير على نطاق واسع في العديد من التطبيقات التي تتطلب تحديدًا دقيقًا للموضع والسرعة، مثل أدوات الآلات، ومشاريع أذرع الروبوت، وأنظمة التغذية الراجعة للمحركات، ومعدات القياس والتحكم، وغيرها. ما هي أنواع المشفرات؟ سنتناول في هذه المقالة أنواع أجهزة المشفرات الذكية.
أنواع مختلفة من أجهزة التشفير
يشير مصطلح “المشفّر” إلى جهاز يقوم بتجميع وتحويل الإشارات أو البيانات إلى إشارات قابلة للاستخدام في الاتصال والإرسال والتخزين. وينقسم عادةً إلى نوعين: التشفير التزايدي والتشفير المطلق. ويُستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات والتطبيقات الميكانيكية.
1. مشفر تزايدي
تستخدم أجهزة التشفير التزايدية مبدأ التحويل الكهروضوئي مباشرةً لإخراج ثلاث مجموعات من نبضات الموجة المربعة، وهي A وB وZ. يوجد فرق طور 90 درجة بين مجموعتي النبضات A وB، مما يُسهّل تحديد اتجاه الدوران، بينما تُستخدم نبضة الطور Z لتحديد موضع نقطة مرجعية لكل دورة. تتميز هذه الأجهزة ببساطة تركيبها، وعمرها الميكانيكي الذي يتجاوز عشرات الآلاف من الساعات، ومقاومتها العالية للتداخل، وموثوقيتها العالية، مما يجعلها مناسبة للإرسال لمسافات طويلة. أما عيبها، فهو عدم قدرتها على إخراج معلومات الموضع المطلق لدوران العمود. تُستخدم أجهزة التشفير التزايدية بشكل عام في قياس السرعة، واتجاه الدوران، وزاوية الحركة، والمسافة النسبية.
2. مشفر مطلق
المشفر المطلق هو مستشعر يُخرج الأرقام مباشرةً. يتكون من عدة أقراص ترميز متحدة المركز على طول المحور القطري. يتألف كل مسار من قطاعات شفافة وأخرى معتمة. تتضاعف نسبة عدد قنوات الترميز المتجاورة. عدد قنوات الترميز على قرص الترميز هو عدد الأرقام الثنائية. يوجد مصدر ضوء على أحد جانبي قرص الترميز، بينما يوجد على الجانب الآخر عنصر حساس للضوء يُقابل كل قناة ترميز. عندما يكون القرص في موضع مختلف، يُحوّل كل عنصر حساس للضوء إشارة مستوى مُناسبة وفقًا لاستقباله للضوء من عدمه، لتكوين رقم ثنائي. ما يُميز هذا النوع من المشفرات هو عدم الحاجة إلى عداد، حيث يُمكن قراءة رمز رقمي ثابت يُقابل الموضع وإدخاله في أي موضع على المحور. من البديهي أن يكون عدد قنوات الترميز N. يوجد حاليًا في الصين منتجات مشفر مطلق 16 بت.
3. مشفر مطلق هجين
بالنسبة للمشفّر المطلق الهجين، فإنه يُخرج مجموعتين من المعلومات: تُستخدم إحدى المجموعتين للكشف عن موضع القطب المغناطيسي باستخدام وظيفة المعلومات المطلقة؛ أما المجموعة الأخرى فهي مطابقة تمامًا لمعلومات الإخراج الخاصة بجهاز التشفير التزايدي..
