Endüstriyel otomasyondan robotik projelere, CNC makinelerinden günlük hayatta kullandığımız yazıcılara kadar pek çok sistemin arkasında görünmez bir kahraman bulunur: Enkoder.
Peki, hareketin dilini elektrik sinyallerine çeviren bu cihaz tam olarak nedir?
Enkoder Nedir?
Enkoder (veya Türkçe karşılığıyla kodlayıcı), mekanik bir hareketi (dönme veya doğrusal hareket) analog veya dijital bir elektrik sinyaline dönüştüren cihazdır. En yaygın tanımıyla; hız, konum ve yön bilgilerini algılayarak bu verileri bir kontrol ünitesine (PLC, Arduino, hız kontrol cihazı vb.) ileten hassas bir geri bildirim sensörüdür.
Endüstriyel otomasyon sistemlerinden robotik projelere, CNC tezgâhlarından servo motor uygulamalarına kadar pek çok alanda konum geri bildirimi (feedback) sağlamak için kullanılır.
Teknik bir perspektifle bakıldığında; standartlaştırma, hız ölçümü veya veriyi işlenebilir bir formata dönüştürme amacıyla hareket verisini bir formattan başka bir formata dönüştürür.
Enkoder Ne İşe Yarar ve Nasıl Çalışır?
Bir motorun ne kadar döndüğünü, hangi açıda durduğunu veya bir bandın ne kadar hızla ilerlediğini bilmek istiyorsanız enkodere ihtiyacınız var demektir.
Çalışma prensibi temel olarak şu şekilde işler:
- Hareket Algılama: Enkoderin bağlı olduğu şaft veya mekanizma hareket eder.
- Sinyal Üretimi: Hareket, sensör teknolojisine (optik, manyetik veya mekanik) bağlı olarak kesintili sinyallere dönüştürür. Örneğin; optik bir sistemde ışık hüzmesinin bir disk üzerindeki yarıklardan geçip kesilmesiyle “pals” (sinyal) üretilir.
- Veri İletimi: Üretilen bu elektrik sinyalleri bir işlemciye gönderilir. İşlemci, gelen pals sayısına göre cihazın kaç derece döndüğünü veya ne kadar yol aldığını hesaplar.
Enkoder Çeşitleri Nelerdir?
Kullanım amaçlarına ve ölçüm tekniklerine göre farklı kategorilere ayrılırlar.
Lineer ve Döner (Rotary) Enkoderler
- Döner (Rotary) Enkoderler: En yaygın kullanılan türdür. Bir şaftın dairesel hareketini ve açısal konumunu ölçer. Motorlarda sıklıkla karşımıza çıkar.
- Lineer Enkoderler: Doğrusal bir hat boyunca yapılan hareketi ölçer. Özellikle CNC tezgahlarında ve presleme makinelerinde hassas konumlandırma için kullanılır.
Mutlak (Absolute) ve Artımsal (Incremental) Enkoderler
- Artımsal (Incremental) Enkoder: Güç verildiği andan itibaren hareket başladıkça pals üretir. Enerji kesildiğinde konum bilgisini kaybeder ve sistem yeniden başladığında “sıfır” noktasına (home) dönmesi gerekir.
- Mutlak (Absolute) Enkoder: Her bir açısal pozisyon için benzersiz bir kod üretir. En büyük avantajı, enerji kesilse dahi son konumu hafızasında tutmasıdır. Elektrik geldiğinde enkoder hareket etmeden nerede olduğunu bilir.
Milli ve Delik Milli (Shaft & Hollow Shaft) Enkoderler
Montaj tipine göre enkoderler şu şekilde ayrılır:
- Milli (Shaft): Bir flanş ve dışarı uzanan bir mil yapısına sahiptir, kaplin yardımıyla motora bağlanır.
- Delik Milli (Hollow Shaft): Doğrudan motor şaftının üzerine geçirilerek monte edilir. Bu tasarım montaj kolaylığı sağlar ve yerden tasarruf ettirir.
| Mil Çapı (Standart) | Montaj Avantajı |
| 6 mm / 8 mm | Hassas ve küçük cihazlar için idealdir. |
| 10 mm / 12 mm | Endüstriyel ağır hizmet motorları için uygundur. |
| Delik Milli | Kaplin gerektirmez, kompakt tasarım sunar. |
Enkoder Teknolojileri
Enkoderlerin içinde sinyal üretimini sağlayan farklı teknolojiler bulunur:
Manyetik Enkoderler
Hall sensörü ve sabit bir mıknatıs düzeneği ile çalışırlar. Toz, nem ve titreşim gibi zorlu endüstriyel ortamlara karşı oldukça dayanıklıdırlar. Optik sistemlere göre daha kompakt yapıdadırlar.
Wiegand Efekti
Bazı gelişmiş manyetik enkoderlerde kullanılan Wiegand efekti, harici bir güç kaynağına (pil veya akü) ihtiyaç duymadan, dönüş hareketinden enerji üreterek tur sayısının saklanmasını sağlar. Bu teknoloji, bakım gerektirmeyen çözümler için kritiktir.
Optik Enkoderler
Üzerinde hassas yarıklar bulunan bir cam veya plastik disk ve bir ışık kaynağından oluşur. Çok yüksek çözünürlük sunarlar ancak cam disk yapısı nedeniyle darbe ve şiddetli titreşime karşı daha kırılgandırlar.
Enkoder Nerelerde Kullanılır?
Enkoderlerin kullanım alanı modern teknolojinin ulaştığı her yerdir:
- Endüstriyel Otomasyon: Paketleme, tekstil ve baskı makineleri.
- CNC Makineleri: Hassas kesim ve şekillendirme.
- Medikal Cihazlar: Görüntüleme sistemleri ve cerrahi robotlar.
- Robotik Projeler: Servo motor ve step motor kontrolü.
- Servo Sistemler: Konum geribildirimi gereken tüm kapalı döngü sistemler.
Maker İpucu: Robotik projelerinizde motorunuzun ne kadar döndüğünü kontrol etmek için Arduino veya Micro:bit ile basit bir rotary encoder kullanabilir, PID kontrol algoritmalarıyla hassas robot kollar yapabilirsiniz.
Enkoder Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler
Doğru enkoderi seçmek, sisteminizin performansını doğrudan etkiler:
- Pals Sayısı ve Çözünürlük: Bir tam turda üretilen sinyal sayısıdır. İhtiyacınız olan hassasiyete göre seçim yapmalısınız.
- Montaj Tipi: Mil çapı ve flanş tipi mekanik uyum için kritiktir.
- Yapı Malzemesi: Alüminyum veya çelik gövde dayanıklılığı artırırken, ABS plastik daha ekonomik çözümler sunar.
- Çalışma Ortamı: Ortamda yüksek manyetik alan varsa optik; yoğun toz ve nem varsa manyetik enkoder tercih edilmelidir.
Robotistan mağazasındaki geniş Enkoder Modelleri koleksiyonuna göz atabilir; projelerinizde kullanabileceğiniz Step Motor ve Servo Sürücü seçeneklerini inceleyebilirsiniz.
Sizce projenizde mutlak mı yoksa artımsal enkoder mi daha avantajlı? Yorumlarda tartışalım!
