Paano Magagawa: isang contactless Rotary Encoder: 3 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Inilalarawan ng tala ng application na ito kung paano magdisenyo ng isang mataas na pagiging maaasahan ng rotary switch o encoder gamit ang isang Dialog GreenPAK ™. Ang disenyo ng switch na ito ay contactless, at samakatuwid ay hindi pinapansin ang contact oxidation at pagsusuot. Mainam ito para magamit sa labas kung saan may pangmatagalang kahalumigmigan, alikabok, labis na temperatura, atbp. Dialog GreenPAK SLG46537: Ang GreenPAK CMIC ay nagbibigay ng lahat ng mga pagpapaandar sa circuit para sa disenyo na ito. Bumubuo ito ng isang senyas (TINUNAY) para sa pinabuting signal sa ingay, tumatanggap ng mga input mula sa bawat sektor pad ng rotary switch, at binibigyang kahulugan ang bawat sektor pad gamit ang Asynchronous State Machine (ASM) upang magarantiyahan lamang ang isang pagpipilian ng switch.

Sa ibaba inilarawan namin ang mga hakbang na kinakailangan maunawaan kung paano nai-program ang solusyon upang lumikha ng isang contactless Rotary Encoder. Gayunpaman, kung nais mo lamang makuha ang resulta ng pag-program, mag-download ng GreenPAK software upang matingnan ang natapos na GreenPAK Design File. I-plug ang GreenPAK Development Kit sa iyong computer at pindutin ang programa upang likhain ang converter 8Ch PWM sa modulate ng posisyon ng pulso.

Hakbang 1: Konsepto ng Disenyo

Gumagana ang disenyo na ito ayon sa oras. Bumubuo ito ng isang orasan (TUNAY) na senyas upang dahan-dahang hilahin ang bawat sektor pad sa pamamagitan ng panlabas na 100 kohm resistors (Larawan 1). Ang TUNAY na signal ay capacitively isinama sa gitnang "wiper" na hinihimok ang tumataas na gilid ng napiling sektor pad nang mas mabilis kaysa sa lahat ng iba (mabilis sa Larawan 1). Pagkatapos ay sinusuri ng GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) kung aling tumataas na gilid ang unang dumating at na-latched ang resulta. Ang bentahe ng disenyo ng capacitive coupling ay para sa pagiging maaasahan. Kung ang encoder ay binuo capacitive at pagkatapos ay magsuot sa direktang koneksyon, o built direktang koneksyon at pagkatapos ay degrades (oxidizes) sa capacitive, gumagana pa rin ito. Ipinapakita ng iskemang nangungunang antas sa Larawan 1 ang mga output na konektado sa panlabas na LED para sa pagpapakita.

Ang Larawan 2 ay isang pagkuha ng oscilloscope na ipinapakita ang pagkakaiba sa risetime ng isang sektor pad na mayroong theselector wiper na nakahanay dito, kumpara sa risetime ng iba pang mga hindi napiling pad. Ang delta T ay 248 nS, na higit sa sapat na margin para malutas ng GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM).

Ang ASM ay maaaring malutas sa ilalim ng isang nanosecond, at ang panloob na circuit ng arbitrasyon ay ginagarantiyahan na ang isang estado lamang ang may bisa. Samakatuwid, isang output lamang ang magparehistro sa anumang oras.

Hakbang 2: Pagpapatupad ng Disenyo ng GreenPAK

Ang eskematiko na nai-program sa GreenPAK CMIC ay ipinapakita sa Larawan 3.

Upang makatipid ng kuryente, ang EVAL signal ay nabuo sa isang rate na naaangkop para sa oras ng pagtugon ng application. Ang oscillator ng mababang dalas ay ginagamit at karagdagang nahahati sa CNT2. Sa halimbawang ito humigit-kumulang na 16 Hz. Tingnan ang mga setting ng pagsasaayos sa Larawan 4.

Ang ilustrasyon ng mga posibleng paglipat ng estado ay ipinapakita sa diagram ng estado ng ASM (Larawan 5).

Ang isang bahagyang naantalang kopya ng EVAL ay ginagamit bilang isang ASM reset sa bawat cycle. Tinitiyak nito na ang mga wealway ay nagsisimula sa STATE0. Matapos ang kundisyon ng pag-reset ng ASM, ang EVAL signal ay sinusubaybayan ng ASM sa bawat isa sa mga pad. Tanging ang pinakamaagang pagtaas ng gilid ay magiging sanhi ng paglipat ng estado sa labas ng STATE0. Ang anumang kasunod na pagtaas ng mga gilid mula sa iba pang mga pad ay hindi papansinin dahil isang paglipat lamang ng estado ang posible. Ito ay dahil din sa paraan ng aming pag-configure ng ASM tulad ng ipinakita sa Larawan 6. Ang bawat isa sa 6 na estado ng output ng ASM ay tumutugma sa isa lamang sa mga pad ng sektor. Ang mga latches ng DFF ay hawakan ang resulta ng ASM na matatag upang walang paglipat ng pangwakas na output sa panahon ng pag-reset ng ASM. Ang nais na polarity para sa pagmamaneho ng aming bukas na alisan ng tubig na mga pin ng output ng NMOS ay nangangailangan sa amin upang mai-configure ang DFF gamit ang mga baligtad na output.

Hakbang 3: Mga Resulta sa Pagsubok

Ang mga larawan sa ibaba ay nagpapakita ng isang krudo na prototype, na buong pagpapatakbo. Mababa din ang lakas nito, sumusukat lamang ng 5 uA para sa GreenPAK. Ang layout ng pads at wiper ay na-maximize para sa pinakamalakas na signal. Ang prototype ay napatunayang immune sa malakas na pagkagambala ng RF tulad ng malalaking bombilya, at 5 W 145 MHz radio. Malamang na ito dahil lahat ng pad ay tumatanggap ng panghihimasok sa karaniwang mode.

Posibleng ilatag ang mga pad at sukat ng wiper kaya walang overlap ng 2 pad sa sametime sa wiper sa anumang posisyon. Maaaring hindi talaga ito kinakailangan dahil ang ASM arbitration circuitry ay magpapahintulot sa isa lamang sa mga estado na maging wasto, kahit na sa kaganapan ng 2 sabay-sabay na pagtaas ng mga gilid. Iyon ay isa pang dahilan kung bakit matatag ang disenyo na ito. Ang mahusay na pagiging sensitibo ay nakamit sa layout ng board na mayroong magkakaugnay na mga bakas sa mga pad na napakikitid, at pantay na haba sa bawat isa sa gayon ang kabuuang kapasidad ng bawat sektor na pad ay naitugma sa iba pa. Ang isang pangwakas na produkto ay maaaring magsama ng mga detent na mekanikal para sa wiper kaya't "nag-click" ito kung nakasentro sa bawat posisyon, at nagbibigay din ng magandang pakiramdam ng pandamdam.

KonklusyonDialog's GreenPAK CMIC ay nag-aalok ng isang mababang lakas, matatag, at kumpletong solusyon para sa mataas na pagiging maaasahan na rotary switch na ito. Mainam ito para sa mga application tulad ng mga panlabas na timer at kontrol na nangangailangan ng matatag, pangmatagalang operasyon.