 |
เมื่อกล่าวถึง Resolver หลายท่านอาจสับสนกับ Encoder ซึ่งแท้จริงแล้วมีข้อแตกต่างกันหลายอย่าง ระหว่าง Resolver กับ Encoder อุปกรณ์ทั้ง 2 ชนิด นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรม แต่มีหลายท่านยังเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวมากนัก จึงมีการเลือกใช้อย่างไม่เหมาะสมกับงาน ในลำดับถัดไปเราจะกล่าวถึงหลักการทำงานและเปรียบเทียบข้อแตกต่าง เพื่อเป็นแนวทางในการเลือกใช้อุปกรณ์ทั้ง 2 ให้เหมาะสม |
Resolver ทำงานอย่างไร ? |
|
Resolver ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อประโยชน์ทางการทหารเป็นเวลามากกว่า 50 ปี มีการใช้งานและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในปัจจุบันได้มีการนำ Resolver มาใช้งานกันอย่างกว้างขวางในวงการอุตสาหกรรม โดยใช้เป็นเซนเซอร์เพื่อตรวจจับตำแหน่ง นิยมใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และการพิมพ์ เป็นต้น |
| โครงสร้างของ Resolver |
| Resolver คือ หม้อแปลงไฟฟ้าแบบโรตารี่ (Rotary Transformer) ที่ทำหน้าที่ส่งผ่านพลังงานในรูปแบบของ SIN ไปยังเพลาหมุน (Rotor) Resolver จะมีขดลวด Primary เรียกว่าขดลวดอ้างอิง (Reference Winding) และขดลวด Secondary ซึ่งมี 2 ชุดเรียกว่าขดลวด SIN และขดลวด COS (ดังแสดงในรูป 2) ขดลวดอ้างอิงจะอยู่บน Rotor ของ Resolver ส่วนขดลวด SIN และขดลวด COS จะอยู่ที่ Stator โดยที่ขดลวด SIN และ COS จะถูกว่างในมุมที่ต่างกันทางกล 90 องศา |
|
ในกรณีของ Resolver ที่ไม่มีแปลงถ่าน พลังงานไฟฟ้าจะถูกจ่ายเข้าที่ขดลวดอ้างอิง (Rotor) ผ่านทางหม้อแปลงไฟฟ้าโรตารี่ (Rotary Transformer) ทำให้ไม่ต้องใช้แปลงถ่านและ Slip ring
ปกติแล้วขดลวดอ้างอิงจะถูกกระตุ้นจากแรงดันไฟฟ้า AC เรียกว่าแรงดันอ้างอิง (Vr) ดังแสดงในรูปที่ 2 แรงดันเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวด SIN และ COS จะเท่ากับค่าของแรงดันอ้างอิงคูณกับค่า SIN (Vs = Vr * SIN ) หรือ COS (Vc = Vr * COS) ของมุมที่เพลา เมื่อเปรียบเทียบกับจุดศูนย์ ดังนั้น Resolver จะทำให้ค่าแรงดันสองค่านี้ออกมา ซึ่งเป็นอัตราส่วนของค่าตำแหน่งของเพลา (SIN/COS = TAN , ซึ่ง = มุมของเพลา) เนื่องจากอัตราแรงดัน SIN และ COS คือ ค่าของมุมเพลาและเป็นค่าสมบูรณ์ ดังนั้นค่าที่ได้จะไม่มีรับผลกระทบจากอุณหภูมิแวดล้อมหรืออายุการใช้งาน ซึ่งเป็นข้อดีของ Resolver
|
|
| จากรายละเอียดข้างต้นเป็นหลักการทำงานของ Basic Resolver หรือเรียกว่า Two-pole Resolver ซึ่งในปัจจุบันมีการพัฒนาเป็นชนิดอื่นๆ อีก เช่น Multiple Resolver, Receiver Resolver และ Differential Resolver เป็นต้น จะไม่ขอกล่าวรายละเอียดในที่นี้ |
| ECODER ทำงานอย่างไร ? |
| Encoder เป็นอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งที่นิยมใช้วัดมุมหรือตำแหน่งจัดเป็นอุปกรณ์ประเภท Electro-Mechanical ค่าตำแหน่งที่ได้มีทั้งแบบอนาลอกและดิจิตอล เราสามารถแบ่ง Encoder ได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้ |
Incremental Encoder |
จากรูปด้านล่างแสดงส่วนประกอบของเอ็นโค้ดเดอร์ชนิดนี้ โดยลำแสงจะถูกยิงจาก Lighting Diode ผ่าน Fixed disk ไปยัง Rotation diisc ที่ตั้งอยู่บนแกนเพลา โดยมี Photo Diode เป็นตัวรับแสง ลำแสงจะผ่านรูบน Fixed disc และ Rotation disc ตามจังหวะของการหมุน ทำให้ได้สัญญาณไฟฟ้าออกมาจาก Photo sensor เนื่องจากรูของ A และ B บน Fixed disc จะต่างเฟสกันอยู่ 90 องศา ตามรูป ส่วนรูของ Z บน Fixed disk จะมีเพียงรูเดียวเท่านั้น
|
|
|
Absolute Encoder |
| โดยทั่วไป Absolute Encoder จะมีเอาต์พุตโค้ดให้เลือกเช่น Gray code, Binary หรือ BCD code แต่สำหรับการเลือกประเภทของ Detector ของตัวเซอร์โว ไม่จำเป็นต้องเลือกโค้ดของเอาต์พุต ให้เลือกเพียงคามละเอียดที่ต้องการใช้งานเท่านั้น จะสังเกตเห็นว่าสิ่งที่แตกต่างจาก Incremental Encoder ก็คือ จำนวนของสายสัญญาณเอาต์พุตที่มีจำนวนมากกว่าแบบ incremental ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความละเอียดที่เลือกใช้และอีกประการหนึ่งคือ ความหมายของสัญญาณของ Absolute Encoder ณ เวลาหนึ่งจะให้ค่าออกมาเป็นค่าสมบูรณ์ ไม่ใช่เป็นค่าเปรียบเทียบจากจุดเริ่มต้นเหมือนกับแบบ Incremental Encoder ดังนั้นถ้าเซอร์โวมาเตอร์ที่มี Detector แบบ Absolute Encoder ก็ไม่จำเป็นต้อง Search หาตำแหน่งเริ่มต้น (Origin Search) ใหม่ทุกครั้งที่ปิดเครื่องแล้วเปิดเครื่องขึ้นมาใช้งานใหม่ |
| ข้อเปรียบเทียบระหว่าง Resolver หรือ Encoder |
| แม้ว่า Resolver และ Encoder จะถูกออกแบบมาให้ใช้งานในลักษณะที่เหมือนๆ กัน แต่มีข้อแตกต่างหลายประการที่ผู้ใช้งานควรทราบ เพื่อใช้เป็นแนวทางการเลือกใช้ให้เหมาะสม ตารางข้างล่างนี้แสดงให้ทราบถึงข้อดีและข้อเสียของ Resolver และ Encoder |
| ตารางเปรียบเทียบข้อดีข้อเสียของ Resolver กับ Encoder |
|
| บทสรุปของ Resolver กับ Encoder |
| สำหรับงาน Motion Control ที่จำเป็นต้องใช้สัญญาณ Feedback นั้น ทางเลือกระหว่าง Resolver กับ Encoder ทางไหนดีกว่ากันเป็นสิ่งที่ผู้ใช้งานต้องพิจารณา สำหรับงานที่มีความละเอียดสูงกว่าและติดตั้งง่ายการเลือกใช้ Encoder น่าจะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า สำหรับงานที่มีสภาพแวดล้อมที่แย่หรือต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานควรเลือกใช้ Resolver |
