Как да: безконтактен въртящ се енкодер: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Тази бележка за приложението описва как да проектирате въртящ се превключвател или енкодер с висока надеждност, използвайки Dialog GreenPAK ™. Този дизайн на превключвателя е безконтактен и следователно пренебрегва контактното окисляване и износване. Той е идеален за използване на открито, където има дългосрочна влага, прах, температурни крайности и др. Диалог GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC осигурява всички функции на веригата за този дизайн. Той генерира сигнал (EVAL) за подобрен сигнал към шум, приема входове от всяка секторна подложка на въртящия се превключвател и интерпретира всяка секторна подложка с помощта на асинхронната машина на състоянието (ASM), за да гарантира само един избор на превключвател.

По -долу описахме необходимите стъпки, за да разберете как решението е програмирано за създаване на безконтактен ротационен енкодер. Ако обаче просто искате да получите резултат от програмирането, изтеглете софтуера GreenPAK, за да видите вече завършения файл за проектиране GreenPAK. Включете комплекта за разработка на GreenPAK към компютъра си и натиснете програма, за да създадете конвертор 8Ch PWM към импулсна модулация на позицията.

Стъпка 1: Концепция за дизайн

Този дизайн работи по време. Той генерира часовник (EVAL) сигнал за бавно издърпване на всяка секторна подложка през външни 100 kohm резистори (Фигура 1). EVAL сигналът е капацитивно свързан към централната „чистачка“, която задвижва нарастващия ръб на избраната секторна подложка по -бързо от всички останали (бързо на фигура 1). GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) след това оценява кой нарастващ ръб е пристигнал първи и резултатът се блокира. Предимството на капацитивната конструкция на съединителя е за надеждност. Независимо дали енкодерът е изграден капацитивен и след това се износва за директна връзка, или е изграден за директна връзка и след това се разгражда (окислява) до капацитивен, той все още работи. Схемата от най-високо ниво на фигура 1 показва изходите, свързани към външни светодиоди за демонстрация.

Фигура 2 е заснемане с осцилоскоп, показващо разликата в времето за натоварване на секторната подложка, чиято чистачка за чистачки е подравнена с нея, спрямо времето за нарастване на останалите неизбрани подложки. Делтата Т е 248 nS, което е повече от достатъчно поле за разрешаване на GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM).

ASM може да се разреши в рамките на наносекунда, а вътрешната му арбитражна схема гарантира, че само едно състояние е валидно. Следователно, само един изход ще се регистрира по всяко време.

Стъпка 2: Изпълнение на GreenPAK Design

Схемата, програмирана в GreenPAK CMIC, е показана на фигура 3.

За да се спести енергия, EVAL сигналът се генерира със скорост, подходяща за времето за реакция на приложението. Нискочестотният осцилатор се използва и допълнително се разделя с CNT2. В този пример това е приблизително 16 Hz. Вижте конфигурационните настройки на Фигура 4.

Илюстрацията на възможните преходи на състояния е показана в диаграмата на състоянието на ASM (Фигура 5).

Малко забавено копие на EVAL се използва като нулиране на ASM с всеки цикъл. Това гарантира, че винаги започваме от STATE0. След условието за нулиране на ASM, EVAL сигналът се наблюдава от ASM на всяка от подложките. Само най -ранният нарастващ ръб ще предизвика прехода на състоянието от STATE0. Всички последващи нарастващи ръбове от други подложки ще бъдат игнорирани, тъй като е възможен само един преход на състояние. Това се дължи и на начина, по който сме конфигурирали ASM, както е показано на Фигура 6. Всяко от 6 -те изходни състояния на ASM съответства само на един от секторните подложки. Резетата на DFF държат стабилно резултата от ASM, така че да няма превключване на крайния изход по време на нулиране на ASM. Желаната полярност за задвижване на нашите NMOS изходни щифтове с отворен канал изисква от нас да конфигурираме DFF с обърнати изходи.

Стъпка 3: Резултати от теста

Снимките по -долу показват груб прототип, напълно работещ. Той също е с ниска мощност, измервайки само 5 uA за GreenPAK. Разположението на подложките и чистачките е максимално за най -силен сигнал. Установено е, че прототипът е имунизиран срещу силни радиочестотни смущения като големи флуоресцентни крушки и 5 W 145 MHz радио. Това е вероятно, защото всички подложки получават смущения в общ режим.

Възможно е да се поставят подложките и размерите на чистачките, така че да няма припокриване на 2 подложки едновременно с чистачката във всяко положение. Това може да не е наистина необходимо, тъй като арбитражната схема на ASM ще позволи само едно от състоянията да бъде валидно, дори в случай на 2 едновременни нарастващи ръба. Това е още една причина този дизайн да е здрав. Добра чувствителност се постига с оформлението на дъската, което има следи за свързване към подложките, много тесни и с еднаква дължина една към друга, така че общият капацитет на всяка секторна подложка да се съчетае с останалите. Крайният продукт може да включва механични предпазители за чистачките, така че да „щракне“, когато е центрирано към всяка от позициите, и също така осигурява приятно тактилно усещане.

Заключение GreenPAK CMIC на Dialog предлага ниско захранващо, здраво и цялостно решение за този въртящ се превключвател с висока надеждност. Той е идеален за приложения като таймери и контроли на открито, които изискват стабилна, дългосрочна работа.