Optical Encoder

1. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
‫البصرية‬ ‫الدوارة‬ ‫المرمزات‬((optical rotary encoder
‫استخدام‬ ‫من‬ ‫تنشأ‬ ‫التي‬ ‫العملية‬ ‫القيود‬ ‫على‬ ‫للتغلب‬ ‫البصرية‬ ‫الدوارة‬ ‫المرمزات‬ ‫تصمم‬‫حساسات‬
‫حول‬ ‫متوضعة‬ ‫منفصلة‬‫اآللة‬.‫األتمتة‬ ‫منظومة‬ ‫ضمن‬ ‫بموضعها‬ ‫والتحكم‬ ‫استخدامها‬ ‫يمكن‬ ‫حيث‬
‫حلقي‬ ‫توضع‬ ‫كاشف‬ ‫هو‬ ‫البصري‬ ‫الدوار‬ ‫المرمز‬ ‫إن‬،‫إلى‬ ‫يربط‬ ‫محور‬ ‫على‬ ‫يشمل‬ ‫حيث‬‫اآللة‬
‫العاتمة‬ ‫القطاعات‬ ‫من‬ ‫حلقة‬ ‫ذا‬ ‫بصري‬ ‫قرص‬ ‫المحور‬ ‫هذا‬ ‫ويحمل‬ ‫بها‬ ‫التحكم‬ ‫المراد‬‫والشفافة‬
‫ضوئي‬ ‫مصدر‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬ . )‫مفرغة‬ ‫أو‬ ‫(مصمتة‬LED‫ومستقبل‬ ‫القرص‬ ‫من‬ ‫واحد‬ ‫جانب‬ ‫على‬
.‫األخر‬ ‫الطرف‬ ‫على‬ )‫ضوئي‬ ‫(ترانزستور‬
‫حركة‬ ‫مع‬ ‫القرص‬ ‫يدور‬ ‫عندما‬‫اآللة‬‫المصدر‬ ‫أمام‬ ‫عاتم‬ ‫قطاع‬ ‫مرور‬ ‫عند‬ ‫الضوئية‬ ‫الحزمة‬ ‫تقطع‬
‫الخرج‬ ‫يجعل‬ ‫مما‬ ‫الضوئي‬‫الناتج‬‫(ومن‬ ‫تعطى‬ ‫التي‬ ‫المربعة‬ ‫األمواج‬ ‫من‬ ‫نبضي‬ ‫قطار‬ ‫عن‬ ‫عبارة‬
‫تحلل‬ ‫ثم‬. ‫التحكم‬ ‫منظومة‬ ‫إلى‬ )
:‫الدوارة‬ ‫المرمزات‬ ‫من‬ ‫نوعان‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬
1-‫نبضية‬ ‫مولدات‬ ‫تسمى‬ ‫عادة‬ ، ‫تزايدية‬ ‫مرمزات‬Incremental Encoders.
2-‫أو‬ ‫مفردة‬ ‫إما‬ ‫مطلقة‬ ‫مرمزات‬‫الدور‬ ‫متعددة‬Absolute Encoders.
( ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬Incremental Encoders:)
‫ت‬‫ص‬‫م‬‫بموضع‬ ‫للتحكم‬ ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬ ‫م‬‫األجزاء‬ ‫أو‬ ‫العناصر‬ ‫حركة‬ ‫أو‬‫آللة‬‫بالعد‬ ‫ذالك‬ ‫،ويتم‬
. ‫النبضية‬ ‫الخرج‬ ‫لتيارات‬ ‫التنازلي‬ ‫أو‬ ‫التصاعدي‬
‫المرم‬ ‫قرص‬ ‫يحفر‬‫زات‬‫خارجي‬ ‫:مسار‬ ‫مسارين‬ ‫على‬ ‫التزايدية‬‫داخل‬ ‫ومسار‬‫ي‬.
‫ضيقين‬ ‫مسارين‬ ‫إلى‬ ‫يقسم‬ ‫الخارجي‬ ‫المسار‬A‫و‬B‫م‬ ،‫ع‬n‫المتناوبة‬ ‫والمفرغة‬ ‫المصمتة‬ ‫المقاطع‬ ‫من‬
‫منتظمة،حيث‬ ‫زوايا‬ ‫عند‬ ‫مرتبة‬n.)‫واحدة‬ ‫دورة‬ ‫من‬ ‫النبضات‬ ‫الوضوحية(عدد‬
‫ضوئيتان‬ ‫حزمتان‬ ‫تنتج‬ ‫القرص‬ ‫دوران‬ ‫عند‬‫(تزاح‬‫إحداهما‬‫األ‬ ‫عن‬‫النبضات‬ ‫قطاري‬ ) ‫قليال‬ ‫خرى‬
(A‫و‬B‫صفحة‬ ‫فرق‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬ .)09(4/1‫المنظومة‬ ‫يمكن‬ ‫ما‬ ‫وهذا‬ ‫الحزمتين‬ ‫بين‬ )‫النبضة‬ ‫فترة‬
‫اتجاه‬ ‫تجديد‬ ‫من‬:‫الدوران‬‫إشارة‬ ‫تكون‬ ‫ما‬ ‫اتجاه‬ ‫في‬B‫الصاعدة‬ ‫الحافة‬ ‫أثناء‬ ‫العظمى‬ ‫قيمتها‬ ‫عند‬
‫لإلشارة‬A‫اال‬ ‫في‬ ‫بينما‬‫القيمة‬ ‫عند‬ ‫تكون‬ ‫سوف‬ ‫المعاك‬ ‫تجاه‬‫الدني‬.‫ا‬
‫(المسار‬ ‫الداخلي‬ ‫المسار‬ ‫يحتوي‬Z‫هذا‬ ‫من‬ ‫الخرج‬ ‫يدعى‬ ‫حيث‬ ‫فقط‬ ‫واحد‬ ‫شفاف‬ ‫قطاع‬ ‫على‬ )
" ‫القطاع‬‫القم‬ ‫صفر‬‫ة‬‫لمدة‬ ‫ويدوم‬ "09‫ل‬ ‫الصفر‬ ‫قيمة‬ ‫مع‬ ‫مكانه‬ ‫يتزامن‬ .)‫(كهربائيا‬ ‫درجة‬A‫و‬B
.‫دورة‬ ‫لكل‬ ‫البداية‬ ‫نقطة‬ ‫مايحدد‬ ‫وهو‬

2. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
‫إشارات‬ ‫استخدام‬A‫و‬B‫الشيفرة‬ ‫تحليل‬ ‫في‬Implementation of signal A and B:
: ‫أطوار‬ ‫ثالثة‬ ‫من‬ ‫واحد‬ ‫في‬ ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬ ‫تستعمل‬
-‫المسار‬ ‫من‬ ‫لإلشارة‬ ‫فقط‬ ‫الصاعدة‬ ‫الحافات‬ ‫استخدام‬A‫القياسية‬ ‫الوضوحية‬ ‫يعطي‬ ‫هذا‬ :
(standard resolution.‫للمرمز‬ )
-‫المسار‬ ‫من‬ ‫لإلشارة‬ ‫والنازلة‬ ‫الصاعدة‬ ‫الحافات‬ ‫استخدام‬A‫الو‬ ‫يضاعف‬ ‫ما‬ ‫وهذا‬ :. ‫ضوحية‬
-‫والنازلة‬ ‫الصاعدة‬ ‫الحافات‬ ‫استخدام‬‫لإلشارا‬‫ت‬‫كال‬ ‫من‬A‫و‬B‫الوضوحية‬ ‫يزيد‬ ‫ما‬ ‫وهذا‬ :
.‫أضعاف‬ ‫أربعة‬
‫الضجيج‬ ‫إلغاء‬noise rejection‫يتأثر‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ :‫نظام‬ ‫أي‬‫على‬ ‫العابر‬ ‫بالتداخل‬ ‫عد‬
‫خطوط‬.‫اإلشارة‬‫ومن‬ ‫لذلك‬ . ‫المرمز‬ ‫من‬ ‫مرسلة‬ ‫حقيقية‬ ‫كنبضات‬ ‫التداخل‬ ‫هذا‬ ‫يفسر‬ ‫وقد‬
‫ال‬ ‫أجل‬‫فقط‬ ‫لي‬ ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬ ‫أكثر‬ ‫تعطي‬ ، ‫الخطر‬ ‫هذا‬ ‫على‬ ‫تغلب‬‫اإلشارات‬
A‫و‬B‫و‬Z‫متمماتها‬ ‫أيضا‬ ‫تعطي‬ ‫وإنما‬A'‫و‬b'‫و‬z'‫منظومة‬ ‫استعملت‬ ‫فإذا‬ .‫األتمتة‬‫المناسبة‬
‫هذه‬ ‫تسمح‬ ‫سوف‬ ‫عندئذ‬ ) ‫رقمية‬ ‫(متحكمات‬ ‫اإلشارات‬ ‫هذه‬ ‫معالجة‬ ‫على‬ ‫قادرة‬ ‫تكون‬ ‫التي‬
‫ب‬ ‫التفريق‬ ‫من‬ ‫المتممة‬ ‫اإلشارات‬‫الب‬ ‫ين‬‫الضجيج‬ ‫وبين‬ ‫المفيدة‬ ‫يانات‬.

3. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
(‫المطلقة‬ ‫المرمزات‬absolute encoder:)
‫أجزاء‬ ‫وحركة‬ ‫بمكان‬ ‫للتحكم‬ ‫المطلقة‬ ‫المرمزات‬ ‫تصمم‬‫اآللة‬.‫المباشر‬ ‫التشفير‬ ‫بواسطة‬
‫حتى‬ ‫المطلق‬ ‫المرمز‬ ‫في‬ ‫يحفر‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬11‫بش‬ ‫منها‬ ‫كل‬ ‫،يقسم‬ ‫مختلف‬ ‫متمركز‬ ‫مسار‬‫كل‬
‫ومستقبله‬ ‫مرسله‬ ‫قسم‬ ‫كل‬ ‫يمتلك‬ ‫وكما‬ ، ‫والشفافة‬ ‫العاتمة‬ ‫القطاعات‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫إلى‬ ‫متساو‬
‫تك‬ ‫وبالتالي‬ ،‫به‬ ‫الخاص‬‫هي‬ ‫المرمز‬ ‫هذا‬ ‫لمثل‬ ‫الوضوحية‬ ‫ون‬2'n:‫،حيث‬
N‫عد‬ :‫د‬.‫المسارات‬
‫ذو‬ ‫مرمز‬ ‫وضوحية‬ ‫مثل‬11=‫مسار‬171912.
‫مك‬ ‫تمثل‬ ‫التي‬ ‫متفردة‬ ‫شيفرة‬ ‫لحظة‬ ‫أي‬ ‫عند‬ ‫المطلق‬ ‫المرمز‬ ‫يعطي‬ ‫وهكذا‬‫يتم‬ ‫التي‬ ‫القطعة‬ ‫ان‬
. ‫بها‬ ‫التحكم‬
: ‫التزايدية‬ ‫األنواع‬ ‫مع‬ ‫مقارنة‬ ‫أساسيتان‬ ‫ايجابيتان‬ ‫المرمزات‬ ‫هذه‬ ‫تمتلك‬
1-‫اال‬ ‫لفقد‬ ‫ممانعة‬( ‫ستطاعة‬immunity to power loss‫أو‬ ‫بالطاقة‬ ‫التغذية‬ ‫لحظة‬ ‫عند‬ :)
‫المرمز‬ ‫يستمر‬ ، ‫انقطاعها‬ ‫بعد‬ ‫التغذية‬ ‫إعادة‬‫بإعطاء‬‫تستطيع‬ ‫وبالتالي‬ ‫الصحيحة‬ ‫الشيفرة‬
‫ال‬ ‫حال‬ ‫أية‬ ‫على‬ ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬ ‫بينما‬ . ‫التوقف‬ ‫مكان‬ ‫من‬ ‫التشغيل‬ ‫إعادة‬ ‫مباشرة‬ ‫المنظومة‬
‫وعلى‬ ‫ذلك‬ ‫فعل‬ ‫تستطيع‬‫اآللة‬‫التشغيل‬ ‫إعادة‬ ‫على‬ ‫قادرة‬ ‫تكون‬ ‫أن‬ ‫قبل‬ ‫مرجعي‬ ‫وضع‬ ‫إلى‬ ‫تعود‬
2-( ‫الضجيج‬ ‫ممانعة‬noise immunity‫خال‬ ‫دائما‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬ :)‫حالة‬ ‫أن‬ ‫احتمال‬ ‫العمل‬ ‫ل‬
‫الشيفرة‬ ‫قراءة‬ ‫يمكن‬ ، ‫التالي‬ ‫المسح‬ ‫عند‬ ‫،لكن‬ ‫المطلق‬ ‫المرمز‬ ‫من‬ ‫المعلومات‬ ‫تتلف‬ ‫قد‬ ‫عابرة‬
‫لم‬ ‫ما‬ ‫العابرة‬ ‫بالحالة‬ ‫دائم‬ ‫بشكل‬ ‫تزاح‬ ‫سوف‬ ‫التزايدي‬ ‫المرمز‬ ‫من‬ ‫اإلشارة‬ ‫بينما‬ ‫ثانية‬ ‫السليمة‬
( ‫المتممات‬ ‫أيضا‬ ‫تعالج‬A',B',Z'‫على‬ ‫الرقمية‬ ‫المتحكمات‬ ‫في‬ ‫كما‬ ). ‫المثال‬ ‫سبيل‬
‫؟‬ ‫الثنائية‬ ‫الشيفرة‬ ‫من‬ ‫نوعين‬ ‫يوجد‬ ‫لماذا‬

4. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
( ‫الثنائي‬ ‫بالنظام‬ ‫المشفرة‬ ‫العشوائية‬ ‫اإلشارة‬ ‫إن‬BCD‫تحتوي‬ ‫بحيث‬ ‫تتغير‬ ‫سوف‬ ‫المجردة‬ )
‫معطاة‬ ‫وضعية‬ ‫أي‬ ‫وحساب‬ ‫التشفير‬ ‫لفك‬ ‫المتحكمات‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫الضرورية‬ ‫المعلومات‬ ‫كل‬ ‫على‬
‫مباشر‬ ‫اإلشارة‬ ‫هذه‬ ‫إعطاء‬ ‫يمكن‬ ‫ولذلك‬ ، ‫للمرمز‬‫المثال‬ ‫سبيل‬ ‫(على‬ ‫أتمتة‬ ‫متحكم‬ ‫ألي‬ ‫ة‬
PLC‫ل‬ ‫تستلزم‬ . ‫الالزمة‬ ‫الحسابات‬ ‫إجراء‬ ‫يستطيع‬ ‫الذي‬ ، )BCD‫أحيان‬ ‫المجردة‬‫ضرورة‬ ‫ا‬
‫عدة‬ ‫تغيير‬‫التزامن‬ ‫يكون‬ ‫ما‬ ‫وغالبا‬ ،)‫متجاورتين‬ ‫وضعيتين‬ ‫(بين‬ ‫واحد‬ ‫بآن‬ ‫البيانات‬ ‫من‬ ‫بتات‬
. ‫التحقيق‬ ‫صعب‬ ‫للبيانات‬ ‫الصحيحة‬ ‫للقراءة‬ ‫الضروري‬
‫ومن‬ ‫ولذلك‬‫بتات‬ ‫قراءة‬ ‫تضمن‬ ‫التي‬ ‫كشف‬ ‫إشارة‬ ‫المطلق‬ ‫المرمز‬ ‫يولد‬ ‫الدقة‬ ‫ضمان‬ ‫أجل‬
.)‫تستقر‬ ‫(عندما‬ ‫الصحيحة‬ ‫اللحظة‬ ‫عند‬ ‫فقط‬ ‫البيانات‬
‫تغير‬ "‫"رمادية‬ ‫شيفرة‬ ‫يصدر‬ ‫مرمز‬ ‫باستعمال‬ ‫تكون‬ ‫البديلة‬ ‫الطريقة‬‫أية‬ ‫في‬ ‫فقط‬ ‫واحدا‬ ‫بتا‬
. ‫لحظة‬
‫الشيفر‬ ‫هذه‬ ‫أن‬ ‫في‬ ‫تكمن‬ ‫حال‬ ‫أي‬ ‫على‬ ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫سلبية‬ ‫لكن‬‫شيفرة‬ ‫إلى‬ ‫ترجمة‬ ‫بعدئذ‬ ‫تحتاج‬ ‫ة‬
BCD. ‫الالحقة‬ ‫الرياضية‬ ‫المعالجة‬ ‫إجراء‬ ‫قبل‬ ‫صحيحة‬
( ‫التعددية‬Multiplexing‫أتمتة‬ ‫معالج‬ ‫إلى‬ ‫عادة‬ ‫المرمز‬ ‫من‬ ‫البيانات‬ ‫بتات‬ ‫ترسل‬ :)
. ‫منقولة‬ ‫بتات‬ ‫توجد‬ ‫طالما‬ ‫كثيرة‬ ‫دخل‬ ‫منافذ‬ ‫وجود‬ ‫يتطلب‬ ‫مما‬ ‫متوازي‬ ‫بشكل‬
‫ا‬ ‫بعض‬ ‫،تشتمل‬ ‫المتطلب‬ ‫هذا‬ ‫لتقليل‬‫عائق‬ ‫دخل‬ ‫على‬ ‫المطلقة‬ ‫لمرمزات‬MX‫يقاد‬ ‫(عندما‬ ‫الذي‬
‫لقراءة‬ ‫فرصة‬ ‫المعالج‬ ‫معطيا‬ ‫خرجه‬ ‫بيانات‬ ‫يحجز‬ )‫المعالج‬ ‫بواسطة‬‫البيانات‬‫آخر‬ ‫مرمز‬ ‫من‬
‫و‬ . ‫الدخل‬ ‫نف‬ ‫على‬‫ب‬‫إشارة‬ ‫توجد‬ ‫ال‬ ‫الذي‬ ‫المرمز‬ ‫التالي‬MX.‫فقط‬ ‫فعاال‬ ‫يكون‬ ‫دخله‬ ‫على‬

5. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
‫المر‬ ‫اختيار‬(‫مز‬Encoder Selection:)
:‫الخرج‬ ‫مراحل‬‫خرج‬ ‫بمراحل‬ ‫المرمزات‬ ‫تزود‬NPN‫أو‬PNP‫مجمع‬ ‫ذات‬–‫فتح‬
(collector-open. ‫المختلفة‬ ‫المعالج‬ ‫منافذ‬ ‫مع‬ ‫بسهولة‬ ‫تتخاطب‬ ‫لكي‬ )
( ‫تخاطب‬ ‫خطوط‬ ‫على‬ ‫التزايدية‬ ‫المرمزات‬ ‫بعض‬ ‫تشتمل‬422RS‫الموثوق‬ ‫النقل‬ ‫تؤمن‬ )
.‫طويلة‬ ‫لمسافات‬
:‫الكلي‬ ‫القطر‬‫ا‬ ‫تصنع‬‫القطر‬ ‫مثل‬ ‫مختلفة‬ ‫بمقاسات‬ ‫لمرمزات‬mm21‫حيث‬ ‫لتطبيقات‬
‫القطر‬ ‫حتى‬ ‫محدودا‬ ‫المكان‬ ‫يكون‬mm199‫الوضوحية‬ ‫والعالية‬ ‫الدور‬ ‫متعددة‬ ‫للنماذج‬
. ‫العالي‬ ‫األداء‬ ‫ذات‬
‫المرمزات‬‫ذات‬‫محور‬:‫القياسي‬ ‫اإلدارة‬‫للمرمز‬ ‫الكلي‬ ‫الطول‬ ‫يكون‬ ‫عندما‬ ‫المرمزات‬ ‫هذه‬ ‫تستعمل‬
‫محور‬ ‫يربط‬ . ‫مشكلة‬ ‫يشكل‬ ‫ال‬‫عدم‬ ‫أي‬ ‫تمتص‬ ‫مرنة‬ ‫وصلة‬ ‫بواسطة‬ ‫القائد‬ ‫المحور‬ ‫إلى‬ ‫المرمز‬
‫أقطار‬ ‫ذات‬ ‫محاور‬ ‫بوصل‬ ‫أيضا‬ ‫المرنة‬ ‫الوصالت‬ ‫تسمح‬ .‫دائرية‬ ‫أو‬ ‫جانبية‬ ‫أو‬ ‫:محورية‬ ‫محاذاة‬
‫قطر‬ ‫مرمز‬ ‫محور‬ ‫ربط‬ ‫يمكن‬ ‫المثال‬ ‫سبيل‬ ‫مختلفة،على‬mm6‫قطر‬ ‫ذي‬ ‫محرك‬ ‫محور‬ ‫إلى‬
mm19.

6. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com
‫الم‬:‫محدد‬ ‫إدارة‬ ‫محور‬ ‫ذات‬ ‫رمزات‬‫القائد‬ ‫المحور‬ ‫على‬ ‫مباشرة‬ ‫المرمزات‬ ‫هذه‬ ‫تركب‬
‫على‬ ‫بشدة‬ ‫والقرص‬ ‫الدوار‬ ‫القلب‬ ‫مجموعة‬ ‫تثبت‬ .‫صامولة‬ ‫أو‬ ‫لولبي‬ ‫كالب‬ ‫باسطة‬ ‫وتثبت‬
‫المرمز‬ ‫جسم‬ ‫دوران‬ ‫لمنع‬ ‫المحور‬ ‫على‬ ‫انزالق‬ ‫ميقف‬ ‫يركب‬ ‫كما‬ ‫لولب‬ ‫بواسطة‬ ‫المحور‬
.‫المحور‬ ‫مع‬
‫النوع‬ ‫هذا‬ ‫يكون‬‫التجميع‬ ‫من‬‫ذات‬ ‫المرمزات‬ ‫من‬ ‫بساطة‬ ‫وأكثر‬ )‫أقل‬ ‫أكثر(حجم‬ ‫مدمجا‬
‫المحاور‬ ‫بين‬ ‫محاذاة‬ ‫عدم‬ ‫حدوث‬ ‫إمكانية‬ ‫إلى‬ ‫االنتباه‬ ‫يجب‬ ‫حال‬ ‫أية‬ ‫على‬ . ‫العادية‬ ‫المحاور‬
‫حيث‬ ‫مرنة‬ ‫وصلة‬ ‫بدون‬ ‫المنظومة‬ ‫هذه‬ ‫لكون‬‫العمر‬ ‫إلى‬ ‫محاذاة‬ ‫عدم‬ ‫أي‬ ‫يؤدي‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬
.‫المرمز‬ ‫لمساند‬ ‫االستثماري‬
‫المرمز‬ ‫بين‬ ‫التوافق‬-:‫المعالج‬
‫المالئمة‬ ‫والمرمزات‬ ‫المستخدمة‬ ‫األتمتة‬ ‫لمعالجات‬ ‫الرئيسية‬ ‫األنواع‬ ‫التالي‬ ‫الجدول‬ ‫يظهر‬
.‫معها‬ ‫للعمل‬

7. ‫القادري‬ ‫منذر‬ ‫محمد‬ ‫المهندس‬ ‫الدكتور‬–munthear@gmail.com