অপটিক্যাল এনকোডার: কাজ, প্রকার, ইন্টারফেসিং এবং এর অ্যাপ্লিকেশন

এনকোডার হল একটি গতি-শনাক্তকারী যন্ত্র যা a এর মধ্যে প্রতিক্রিয়া প্রদান করে বন্ধ লুপ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা . একটি এনকোডারের প্রধান কাজ হল একটি ডিভাইসের অংশের ঘূর্ণায়মান গতি বা রৈখিক গতিকে একটি বৈদ্যুতিক সংকেতে পরিবর্তন করা যার পরে এটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় সরবরাহ করে, একটি এনকোডার ব্যবহার করে, ডিভাইসের উপাদানগুলির সুনির্দিষ্ট অবস্থান, ঘূর্ণন গতি বা তার দিকনির্দেশ। এবং কোণ এবং না। মোটর খাদ রূপান্তর স্বীকৃত হতে পারে. বাজারে বিভিন্ন ধরণের এনকোডার পাওয়া যায় যা প্রযুক্তির ধরন, গতি, বিভিন্ন পরামিতি ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। গতির উপর ভিত্তি করে এনকোডারগুলিকে রৈখিক, ঘূর্ণমান এবং কোণে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। অবস্থানের উপর ভিত্তি করে এনকোডারগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় পরম এনকোডার এবং ক্রমবর্ধমান এনকোডার . সেন্সিং প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে এনকোডারগুলি অপটিক্যাল, ম্যাগনেটিক এবং ক্যাপাসিটিভ শ্রেণীতে বিভক্ত। চ্যানেলের উপর ভিত্তি করে এনকোডারগুলিকে একক চ্যানেল এবং চতুর্ভুজে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। এই নিবন্ধটি এনকোডারের প্রকারগুলির একটির একটি ওভারভিউ নিয়ে আলোচনা করে অপটিক্যাল এনকোডার - কাজ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন।

অপটিক্যাল এনকোডার কি?

একটি ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল ডিভাইস যা আলোর উৎস, একটি অপটিক্যাল গ্রেটিং এবং ফটোসেন্সিটিভ ডিটেক্টর ব্যবহার করে ঘূর্ণায়মান বা রৈখিক থেকে বৈদ্যুতিক সংকেতে অবস্থান পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয় যা অপটিক্যাল এনকোডার নামে পরিচিত। এই এনকোডারগুলি বিভিন্ন মেশিন টুলস, অফিস সরঞ্জাম এবং শিল্প রোবটগুলিতে উচ্চ-নির্ভুল অবস্থান নিয়ন্ত্রণ সেন্সর হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

অপটিক্যাল এনকোডার ডিজাইন

অপটিক্যাল এনকোডারটি একটি LED, ফটো সেন্সর এবং একটি কোড হুইল হিসাবে পরিচিত একটি ডিস্কের সাথে ডিজাইন করা হয়েছে যা রেডিয়াল দিকনির্দেশের মধ্যে স্লিট সহ এবং একটি অপটিক্যাল সংকেত হিসাবে ঘূর্ণায়মান অবস্থানের ডেটা সনাক্ত করে। একবার মোটরের মতো ঘূর্ণমান শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত একটি কোড হুইল ঘূর্ণায়মান হলে একটি স্থায়ী আলো নির্গত উপাদান থেকে উৎপন্ন আলো একটি কোড হুইলের স্লিট জুড়ে যায় কি না তার উপর ভিত্তি করে একটি অপটিক্যাল সংকেত তৈরি হবে। ফটো সেন্সর অপটিক্যাল সিগন্যালটি লক্ষ্য করে এবং এটিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে পরিবর্তন করে এবং এটি আউটপুট করে।

হালকা নির্গত ডিভাইস

অপটিক্যাল এনকোডারগুলিতে, সস্তা আইআর এলইডি ব্যবহার করা হয় যদিও কখনও কখনও, ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রঙিন এলইডিগুলি আলোর বিস্তার ধারণ করতে ব্যবহার করা হয়। উপরন্তু, যেখানে উচ্চ রেজোলিউশন এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রয়োজন সেখানে ব্যয়বহুল লেজার ডায়োড ব্যবহার করা হয়।

লেন্স

LED আলো ছোট ডিরেক্টিভিটির মাধ্যমে বিচ্ছুরিত আলো যাতে সমান্তরাল করতে একটি উত্তল লেন্স ব্যবহার করা হয়।

কোড হুইল

কোড হুইলটি স্লিট সহ একটি ডিস্কের মতো দেখায় যা থেকে নির্গত আলোকে অনুমতি দেয় বা ব্লক করে হালকা নির্গত ডায়োড . কোড হুইলটি ধাতু, কাচ এবং রজন উপকরণ দিয়ে তৈরি। এখানে, ধাতব উপাদান তাপমাত্রার আর্দ্রতা এবং কম্পনের বিরুদ্ধে শক্তিশালী।

রজন উপাদান ব্যয়বহুল নয় কিন্তু ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত এবং ভোক্তা-ভিত্তিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা হয়। কাচের উপাদান প্রধানত ব্যবহৃত হয় যেখানে সর্বাধিক রেজোলিউশন এবং নির্ভুলতা প্রয়োজন। অতিরিক্তভাবে, কোড হুইল জুড়ে LED পাস থেকে আলোর পাসিং বা ব্লকিং স্পষ্ট করার জন্য কোড হুইলের কাছে একটি নির্দিষ্ট স্লিট সাজানো হয় এবং আলো সংগ্রহকারী উপাদানে যায়।

ফটো সেন্সর

একটি ফটো সেন্সর সাধারণত সিলিকন, জার্মেনিয়াম এবং ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম ফসফাইডের মতো সেমিকন্ডাক্টর উপাদান দিয়ে তৈরি একটি ফটোট্রান্সিস্টার/ফটোডিওড।

অপটিক্যাল এনকোডার কিভাবে কাজ করে?

একটি অপটিক্যাল এনকোডার কেবল অপটিক্যাল সিগন্যাল সনাক্ত করে যা পুরো স্লিট জুড়ে যায় এবং বৈদ্যুতিক সংকেতে পরিবর্তন করে। চৌম্বকীয় এনকোডারের তুলনায়, এই এনকোডারটি যেখানেই একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র উত্পাদিত হয় সেখানে অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহারের জন্য সঠিকতা এবং রেজোলিউশন উন্নত করতে খুব সহজ। অপটিক্যাল এনকোডার বিভিন্ন ধরনের গতি পরিমাপের জন্য বিভিন্ন কন্ট্রোলারকে অনুমতি দেয়। এই এনকোডারগুলি প্রকৃত মোটর বা রৈখিক অ্যাকচুয়েটরের অবস্থান, ত্বরণ এবং বেগ যাচাই করার জন্য ব্যবহৃত খুব সুনির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়া সংকেত অফার করে।

অপটিক্যাল এনকোডার Arduino

এখানে আমরা শিখব কিভাবে একটি অপটিক্যাল রোটারি এনকোডার ব্যবহার করে সংযোগ করতে হয় arduino uno . এটি একটি নলাকার আবাসনে একটি ঘূর্ণমান খাদ সহ একটি যান্ত্রিক ডিভাইস। একটি বৃত্তাকার ফ্ল্যাট ডিস্কে, স্লটের দুটি সেট রয়েছে। এই ডিস্কের যে কোন দিকে, অপটিক্যাল সেন্সর সংযুক্ত থাকে যেখানে ট্রান্সমিটার সেট একপাশে থাকে এবং প্রেরিত রিসিভার অন্য দিকে থাকে। যখনই স্লটেড ডিস্কটি সেন্সরের মধ্যে ঘোরে তখন এটি কেটে দেয় অপটিক্যাল সেন্সর , তাই সংকেত রিসিভার প্রান্তে উত্পাদিত হবে. এখানে, রিসিভার একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে যুক্ত থাকে জেনারেটেড সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের জন্য, এই পদ্ধতিতে আমরা শ্যাফটটি কতটা ঘোরে তা সনাক্ত করতে পারি। শ্যাফ্ট ঘূর্ণনের দিকটি কেবলমাত্র দুটি ও/পিএসের জন্য সংকেতের মেরুত্বের তুলনা করে নির্ধারণ করা যেতে পারে কারণ বৃত্তাকার ডিস্কের স্লটের দুটি সেট কিছুটা অফসেটে রয়েছে।

Arduino এর সাথে অপটিক্যাল এনকোডার ইন্টারফেসিং নীচে দেখানো হয়েছে। এই ইন্টারফেসিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত একটি অপটিক্যাল এনকোডার, আরডুইনো ইউনো বোর্ড এবং সংযোগকারী তারগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই ইন্টারফেসিংয়ের সংযোগগুলি অনুসরণ করে;

• এই এনকোডারের লাল রঙের তারটি Arduino Uno এর 5V পিনের সাথে সংযুক্ত।
• এই এনকোডারের কালো রঙের তারটি Arduino Uno-এর GND পিনের সাথে সংযুক্ত।
• অপটিক্যাল এনকোডারের সাদা রঙের তার (আউট এ) পিন-৩ এর মতো আরডুইনো ইউনোর ইন্টারপ্টার পিনের সাথে সংযুক্ত থাকে।
• এই এনকোডারের সবুজ রঙের তার (OUT B) Arduino Uno-এর অন্যান্য interrupter পিনের সাথে সংযুক্ত থাকে যেমন Pin-2।

এখানে অপটিক্যাল এনকোডার থেকে আউটপুট তারগুলি যেমন সাদা এবং সবুজ রঙের তারগুলি শুধুমাত্র Arduino Uno বোর্ডের interrupt পিনের সাথে সংযুক্ত করা উচিত, যদি না হয় Arduino বোর্ড এই এনকোডার থেকে প্রতিটি পালস রেকর্ড করবে না।

কোড

উদ্বায়ী দীর্ঘ তাপমাত্রা, কাউন্টার = 0; //এই ভেরিয়েবলটি এনকোডারের ঘূর্ণনের উপর নির্ভর করে বাড়বে বা কমবে
অকার্যকর সেটআপ()

{

Serial.begin (9600);

পিনমোড(2, INPUT_PULLUP); // অভ্যন্তরীণ পুলআপ ইনপুট পিন 2
পিনমোড(3, INPUT_PULLUP); // অভ্যন্তরীণ เป็น পুলআপ ইনপুট পিন 3
//বিঘ্ন সেট আপ করা হচ্ছে
//এনকোডেনরেন অ্যাক্টিভেটেড AI0() থেকে একটি ক্রমবর্ধমান পালস। AttachInterrupt 0 হল Arduino-এ DigitalPin nr 2।
attachInterrupt(0, ai0, RISING);
//B এনকোডেনরেন অ্যাক্টিভেটেড AI1() থেকে রাইজিং পালস। AttachInterrupt 1 হল Arduino-এ DigitalPin nr 3।
attachInterrupt(1, ai1, RISING);
}
অকার্যকর লুপ() {
// কাউন্টারের মান পাঠান
যদি (কাউন্টার!= টেম্প){
Serial.println (কাউন্টার);
temp = পাল্টা;
}
}
অকার্যকর ai0() {
// ai0 সক্রিয় করা হয় যদি DigitalPin nr 2 নিম্ন থেকে উচ্চে যাচ্ছে
// দিক নির্ধারণ করতে পিন 3 চেক করুন
if(digitalRead(3)==LOW) {
কাউন্টার++;
}অন্য{
পাল্টা-;
}
}
void ai1() {
// ai0 সক্রিয় করা হয় যদি DigitalPin nr 3 নিম্ন থেকে উচ্চে যাচ্ছে
// দিক নির্ধারণ করতে পিন 2 দিয়ে চেক করুন
if(digitalRead(2)==LOW) {
পাল্টা-;
}অন্য{
কাউন্টার++;
}
}
উপরের কোডটি Arduino Uno বোর্ডে আপলোড হয়ে গেলে, তারপর সিরিয়াল মনিটরটি খুলুন এবং অপটিক্যাল এনকোডারের শ্যাফ্টটি ঘুরিয়ে দিন। আপনি যদি অপটিক্যাল এনকোডার ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘুরান তাহলে আপনি মান বৃদ্ধি লক্ষ্য করতে পারবেন এবং আপনি যদি এই এনকোডারটিকে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘুরিয়ে দেন তাহলে মান কমে যাবে। যদি মান বিপরীত দেখাচ্ছে মানে ঘড়ির কাঁটার গতির জন্য একটি ঋণাত্মক মান দেওয়া। তাই আপনি সাদা এবং সবুজ তারগুলি বিপরীত করতে পারেন।

অপটিক্যাল এনকোডারের প্রকারভেদ

অপটিক্যাল এনকোডার দুটি ধরণের ট্রান্সমিসিভ টাইপ এবং রিফ্লেক্টিভ টাইপ পাওয়া যায় যা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

ট্রান্সমিসিভ টাইপ

একটি ট্রান্সমিসিভ টাইপ অপটিক্যাল এনকোডারে, ফটো সেন্সর লক্ষ্য করে যে লাইট-এমিটিং ডায়োড থেকে নির্গত আলোর সংকেত কোড হুইলের স্লিট জুড়ে যায় কি না। একটি ট্রান্সমিসিভ টাইপ অপটিক্যাল এনকোডারের প্রধান সুবিধার মধ্যে রয়েছে; এটি মোটামুটি সহজ অপটিক্যাল লেনের কারণে সহজে এবং সহজ বিকাশের সংকেতের সঠিকতা উন্নত করে।

প্রতিফলিত প্রকার

একটি প্রতিফলিত-টাইপ অপটিক্যাল এনকোডারে, ফটো সেন্সর লক্ষ্য করে যে আলো-নির্গত ডায়োড থেকে নির্গত আলোর সংকেত কোড হুইলের মাধ্যমে প্রতিফলিত হচ্ছে কি না। প্রতিফলিত-টাইপ অপটিক্যাল এনকোডারের সুবিধার মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; এটি ক্ষুদ্র ও পাতলা করা সহজ। যেহেতু এগুলো স্ট্যাকিং কৌশলের মাধ্যমে ডিজাইন করা হয়েছে; তারপর সমাবেশ পদ্ধতি সরলীকৃত করা যেতে পারে।

অপটিক্যাল এনকোডার বনাম চৌম্বক এনকোডার

একটি অপটিক্যাল এনকোডার এবং একটি চৌম্বকীয় এনকোডারের মধ্যে পার্থক্য নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত করে।

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

দ্য অপটিক্যাল এনকোডারের সুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• অপটিক্যাল এনকোডার সহজেই নির্ভুলতা এবং সেইসাথে স্লিট শেপ ডেভেলপ করে একটি রেজোলিউশন উন্নত করে কারণ এটির একটি মেকানিজম রয়েছে যাতে লক্ষ্য করা যায় যে LED থেকে আলো পুরো স্লিট জুড়ে যায় কি না।
• এই এনকোডার কাছাকাছি চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রভাবিত হয় না.
• এই এনকোডারগুলি সর্বোচ্চ রেজোলিউশন প্রদান করে।
• এডি স্রোত থেকে বৈদ্যুতিক শব্দের হস্তক্ষেপের জন্য এগুলি আরও প্রতিরোধী।
• এই এনকোডারগুলিতে নমনীয় মাউন্টিং বিকল্প রয়েছে।

দ্য অপটিক্যাল এনকোডারের অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই এনকোডারের প্রধান ত্রুটি হল: এটি যান্ত্রিকভাবে শক্তিশালী নয়।
• এই এনকোডারগুলির একটি পাতলা কাচের ডিস্ক রয়েছে যা চরম শক বা তীব্র কম্পনের দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।
• এই এনকোডারগুলি 'দৃষ্টির রেখার' উপর নির্ভর করে, তাই তারা প্রধানত ময়লা, তেল এবং ধুলোর জন্য ঝুঁকিপূর্ণ।
• এই এনকোডারে অপটিক্যাল ডিস্কগুলি সাধারণত প্লাস্টিক বা গ্লাস দিয়ে ডিজাইন করা হয় তাই চরম তাপমাত্রা, কম্পন এবং দূষণ থেকে ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য অপটিক্যাল এনকোডারের অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই এনকোডারগুলি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ যেগুলির উচ্চ স্তরের নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতা প্রয়োজন৷
• এগুলি ব্যবহার করা হয় যেখানে একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়।
• এটি এমন ডিভাইসগুলিতে প্রযোজ্য যা বড়-ব্যাসের মোটর ব্যবহার করে।
• এই এনকোডারগুলি অপটিক্যাল সিগন্যাল সনাক্ত করতে সাহায্য করে যা সারা স্লিট জুড়ে যায় এবং বৈদ্যুতিক সংকেতে পরিবর্তন করে।
• এই এনকোডারগুলি স্পেকট্রোমিটার, ল্যাব সরঞ্জাম, সেন্ট্রিফিউজ, মেডিকেল ডিভাইস, সিটি স্ক্যান সিস্টেম ইত্যাদির মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর জুড়ে ঘূর্ণন গতি পরিমাপ ও নিয়ন্ত্রণে খুব সহায়ক।
• এই এনকোডারগুলি অত্যন্ত সীমাবদ্ধ এলাকায় উচ্চ টর্ক-ভিত্তিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি প্রোগ্রামেবল পরিদর্শন ডিভাইসগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• এগুলি বাণিজ্যিক বা শিল্প সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• এই রাসায়নিক ডোজ সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়.

1)। কেন অপটিক্যাল এনকোডার ব্যবহার করা হয়?

চৌম্বকীয় এনকোডারের তুলনায় অপটিক্যাল এনকোডারগুলি সহজেই নির্ভুলতা এবং রেজোলিউশন উন্নত করে। তাই যেখানে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয় সেখানেই এগুলো ব্যবহার করা যেতে পারে।

2)। একটি অপটিক্যাল এনকোডারের আউটপুট কি?

অপটিক্যাল এনকোডার আউটপুট হল একটি ইলেকট্রনিক পালস যা ডেটা স্যাম্পলিং এর জন্য 'ঘড়ি' হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

3)। একটি অপটিক্যাল এনকোডারের রেজোলিউশন কি?

একটি অপটিক্যাল এনকোডারের রেজোলিউশন হল প্রতিটি চাকা বিপ্লবের জন্য 20k ডাল যা ওডোমেট্রি গণনার জন্য ব্যবহার করা হয়।

4)। এনকোডার কেন পটেনটিওমিটারের চেয়ে ভালো?

এনকোডারগুলি একটি অনির্দিষ্ট সময়ের জন্য একই দিকে ঘুরতে পারে যেখানে একটি পটেনটিওমিটার সাধারণত একটি একক বিপ্লব ঘোরে।

5)। রোবোটিক্সে কোন ধরনের এনকোডার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়?

অপটিক্যাল এনকোডারগুলি রোবোটিক্সে ব্যবহার করা হয় পরম বা বর্ধিত পরিমাপ রেকর্ড করতে।

এটি একটি অপটিক্যাল একটি ওভারভিউ এনকোডার - প্রকার , ইন্টারফেসিং, কাজ, এবং অ্যাপ্লিকেশন। অপটিক্যাল এনকোডার আলো ব্যবহার করে যা কাচের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি রিসিভারের মাধ্যমে সনাক্ত করা হয়। সুনির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়া তথ্য প্রদানের জন্য এই ধরনের এনকোডারগুলি অনেক শিল্পের বিভিন্ন যান্ত্রিক সিস্টেমে খুব সঠিক এবং খুব প্রয়োজনীয় উপাদান। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি লিনিয়ার এনকোডার কি?