Механические датчики Энкодеры в схемах для МК

March 21, 2011 by admin Комментировать »

Энкодер — это механический или оптико-механический датчик, применяемый для определения положения и скорости вращения вала. В качестве последнего может выступать ручка настройки любительского трансивера, поворотный механизм вращения антенны, редукторы различных транспортёров и т.д.

Энкодер представляет собой закреплённый на валу диск с расположенными в определённом порядке прорезями/выступами, которые либо замыкают механические контакты при вращении, либо перекрывают световой поток в оптопаре. Выходные сигналы энкодера импульсные, причём на фронтах может возникать «звон» в виде колебательного процесса.

По числу задействованных валов различают энкодеры одномерные (например, «бесконечная» ручка вращения настройки частоты), двухмерные (например, датчик механической компьютерной мыши) и, реже, многомерные (например, 3D- штурвалы управления).

В микроконтроллерных устройствах скорость и направление вращения энко- деров определяются программным путём. При этом анализируется положение импульсов на оси времени, а также период их следования.

На Рис. 3.24, а…к показаны схемы подключения энкодеров к МК.

Рис. 3.24. Схемы подключения энкодеров к МК {начало):

а)      одномерный энкодер на основе доработанного поворотного переключателя SAL В переключателе удаляется ограничитель, после чего он начинает проворачиваться на ЗбО” в бесконечном цикле, т.е. за положением «10» следует положение «1». Диоды VD1, устанавливают два НИЗКИХ уровня на верхнем и нижнем входах МК, что является маркером положения «10». Направление движения переключателя SA1 определяется очерёдностью появления НИЗКОГО уровня на трёх входных линиях МК. Например, если сначала «сработала» верхняя, а затем средняя линия, то направление считается «влево», если сначала «сработала» нижняя, а затем средняя линия, то направление считается «вправо»;

б)      к разъему XS1 подключается двухмерный энкодер с импульсами на линиях «1п1», «1п2». Питание на световые излучатели внутренних оптопар энкодера подаётся по цепи LED через резистор/?/. Триггеры Шмитта /)/)/повышают помехоустойчивость при длинном кабеле. Резисторы R2, R3 не дают «висеть в воздухе» КМОП-входам DDI при отсоединении энкодера;

 

 

в) двухмерный оптико-механический энкодер. Оптопары VUI, W2 могут работать на просвечивание (диск с прорезями) или на отражение (диск с чёткими чёрно-белыми полосами). Число прорезей/полос пропорционально чувствительности датчика. Конденсаторы С2, С4 устраняют влияние внешних помех, но могут снижать точность перемещения (определяется экспериментально). Резистор R2 и конденсаторы С/, CJ устраняют помехи по питанию;

v)Al — это оптико-механический энкодер (фирма Grayhill) с одной дополнительной кнопкой «Push» на корпусе. Кодирование импульсов на выходах «Out А», «Out В» осуществляется как у компьютерной мыши, т.е. образуются разные комбинации логических уровней при вращении ротора энкодера вправо или влево. Замена энкодера/1/ — 62P22-L6 фирмы Grayhill; jx) Л1 — это датчик вращения «среднего колеса» от оптической компьютерной мыши; е) подключение валкодера Л1 с внутренней кнопкой управления SBL Для справки, валкодер — это радиолюбительское название одномерного энкодера в виде «бесконечной» ручки настройки частоты трансивера;

 

Рис. 3.24. Схемы подключения энкодеров к MY. {окончание):

ж) цепи «А» и «В» энкодера/1/ (фирма Piher International) замыкаются с цепью «С» в определённой последовательности, которая зависит от направления вращения вала в левую/правую сторону В программе МК не должно быть ошибок, настраивающих линии портов в режим выходов с НИЗКИМ уровнем, иначе через контакты энкодера будет протекать большой ток;

з) конденсаторы С/, С2 совместно с резисторами R4, /?5 образуют два ФНЧ, которые повышают помехоустойчивость работы энкодера/1/. Резисторы /?/…/?J обеспечивают привязку напряжений на входах МК к цепи питания, чтобы они не «висели в воздухе»;

\\)Л1 — это двухбитный поворотный энкодер (фирма CTS Corporation), выполненный в трёхвыводном корпусе для установки параллельно печатной плате. МК может запретить работу энкодера выставлением ВЫСОКОГО уровня на линии «С», при этом на линиях «А» и «В» тоже будут наблюдаться ВЫСОКИЕ уровни. TVS-диоды VD1, защищают порты МК от разрядов статического электричества. В некоторых схемах они отсутствуют, а в некоторых схемах дополнительно ставятся резисторы 1…3 кОм последовательное входами МК;

к) сигналы от энкодера А1 предварительно фильтруются {R4…R6, CL..C3), затем поступают на триггеры Шмитта «низковольтной» микросхемы DDL Это повышает точность позиционирования, особенно в случае, когда движущиеся контакты энкодера уже «сработались» в результате интенсивных механических перемещений.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты