엔코더 선택 시 고려해야 할 3가지 주요 항목

Encoder Products

엔코더는 속도, 가속도, 방향과 위치 피드백을 모션 시스템에 제공한다. 피드백의 두 가지 기본 유형은 앱솔루트(절대)와 인크리멘탈(증분)이다. 앱솔루트 엔코더는 모든 위치에서 고유한 위치 정보를 보고하며 전원 손실에 영향을 받지 않는다. 인크리멘탈 엔코더도 위치 정보를 제공하지만 기준점이 있다. 즉, 이미 알려진 위치에서 시스템을 재설정해야 하는 것이다.

엔코더를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 변수가 있다. 가장 일반적인 것은 마운팅 스타일, 해상도, 출력 유형, 주파수 응답, 정확도와 전기 연결이다. 환경 또한 중요하다. 특히 엔코더는 내부 광학과 전자 제품으로 스며들 수 있는 습기나 먼지와 같은 여러 조건을 견뎌야 한다. 밀봉된 엔코더를 써서 이 문제를 해결할 수 있다. 부식성 혹은 가성 화학 물질에 노출되거나 최대 120°C에 달하는 주변 온도를 비롯한 기타 환경 조건을 해결하는 엔코더도 있다.

Q1 일반적인 인터페이스 문제는 무엇인가?

A1 설계자는 시스템의 실제 요구 사항을 반영하는 엔코더 분해능을 식별해야 한다. 해상도가 너무 높으면 비용이 증가하고 엔코더나 수신기 기능 이상의 주파수가 높아질 수 있다. 해상도가 높다고 시스템 정확도가 높아지는 것은 아니다. 그러나 해상도가 너무 낮으면 속도나 위치를 정확하게 제어할 수 있는 시스템의 기능이 제한될 수 있다. 이밖에도 직교 페이징 기능이 있는 인크리멘탈 엔코더는 방향 정보를 제공할 뿐만 아니라 호환되는 수신 장치와 결합할 때 최대 4배까지 해상도를 높일 수 있다.

시스템의 수신 장치(제어기)는 보통 엔코더 출력을 지시한다. 설계자는 먼저 컨트롤러의 입력 요구 사항을 결정한 다음 호환할 수 있는 엔코더 출력 드라이버를 선택해야 한다.
 

여기에는 세 가지 기본 유형이 있다.

• 외부 장치에 전류를 공급하는 드라이버(소싱)

• 회로 접지나 공통(싱크) 경로를 제공하는 드라이버

• 둘 다 수행하는 드라이버(라인 드라이버)
 

컨트롤러가 많으면 차동 라인 드라이버 신호(differential line-driver signals)를 받아들여 긴 엔코더 케이블을 수용하면서 공통 모드 노이즈를 제거한다.

Q2 엔코더의 설치와 장착은 어떻게 하는가?

A2 엔코더의 스타일에 따라 다르다. 중공형 엔코더는 정밀 샤프트로 미끄러져 들어가고 유연한 마운트를 통해 모터 프레임에 직접 부착된다. 보어와 샤프트 사이가 잘 맞고, 유연한 마운트 디자인이라 정확도와 엔코더 베어링 수명을 유지하는 데 도움이 된다.

반면 샤프트 엔코더는 대개 고정된 표면에 장착되고 피구동 샤프트와 커플링된다. 샤프트와 커플링의 디자인과 품질은 모두 정확도와 엔코더 베어링 수명에도 영향을 미친다.

Q3 엔코더 신호는 어떻게 최적화될 수 있는가?

A3 전기 노이즈의 엔코더 신호 저하 가능성을 줄이려면 다음 단계를 따라야 한다.

- 엔코더 케이블 쉴드를 수신 장치의 접지에 연결한다.

- 엔코더가 장착된 모터나 기계를 올바르게 접지한다.

- 포일이나 편조 실드가 있는 엔코더 케이블의 품질이 좋고 커패시턴스(capacitance)가 낮은지 확인한다. 또한 전기 관련해서 잡음이 많은 전원 케이블이나 장비 근처에서는 엔코더 케이블을 배선하지 않는다.
 

어떤 엔코더가 사용하고 있는 애플리케이션에 맞는지 본사에 문의하면, 실제 엔지니어나 엔코더 전문가가 정확한 이해를 돕기 위해 상담해준다.

자료 제공: Encoder Products(www.encoder.com)