Kā: bezkontakta rotācijas kodētājs: 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā piezīmē ir aprakstīts, kā izveidot augstas uzticamības rotējošo slēdzi vai kodētāju, izmantojot Dialog GreenPAK ™. Šī slēdža konstrukcija ir bezkontakta, un tāpēc tiek ignorēta kontaktu oksidēšanās un nodilums. Tas ir ideāli piemērots izmantošanai ārpus telpām, kur ilgstoši ir mitrums, putekļi, galējas temperatūras utt. Dialogs GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC nodrošina visas shēmas funkcijas šim dizainam. Tas ģenerē signālu (EVAL), lai uzlabotu trokšņa signālu, saņem ieejas no katra rotējošā slēdža sektora spilventiņa un interpretē katru sektora spilventiņu, izmantojot asinhrono stāvokļa mašīnu (ASM), lai garantētu tikai vienu slēdža izvēli.

Tālāk mēs aprakstījām darbības, kas vajadzīgas, lai saprastu, kā risinājums ir ieprogrammēts, lai izveidotu bezkontakta rotējošo kodētāju. Tomēr, ja vēlaties tikai iegūt programmēšanas rezultātu, lejupielādējiet GreenPAK programmatūru, lai apskatītu jau pabeigto GreenPAK dizaina failu. Pievienojiet GreenPAK izstrādes komplektu datoram un nospiediet programmu, lai izveidotu 8Ch PWM pārveidotāju impulsa pozīcijas modulācijai.

1. solis: dizaina koncepcija

Šis dizains darbojas pēc laika. Tas ģenerē pulksteņa (EVAL) signālu, lai lēnām paceltu katru sektora spilventiņu caur ārējiem 100 kohm rezistoriem (1. attēls). EVAL signāls ir kapacitatīvi savienots ar centrālo “tīrītāju”, kas virza atlasītā sektora spilventiņa augšupejošo malu ātrāk nekā visi pārējie (1. attēlā ātri). Pēc tam GreenPAK asinhronā stāvokļa mašīna (ASM) novērtē, kura augšējā mala ieradās pirmā, un rezultāts tiek fiksēts. Kapacitatīvās sakabes konstrukcijas priekšrocība ir uzticamība. Neatkarīgi no tā, vai kodētājs ir iebūvēts kapacitatīvs un pēc tam nolietojas līdz tiešajam savienojumam, vai izveidots tiešais savienojums un pēc tam noārdās (oksidējas) līdz kapacitatīvam, tas joprojām darbojas. Augšējā līmeņa shēma 1. attēlā parāda izejas, kas demonstrēšanai ir pievienotas ārējiem gaismas diodēm.

2. attēls ir osciloskopa uztveršana, kas parāda atšķirību sektora spilventiņa, kurā ir novietots šis tīrītājs, izlīdzināšanas ilgumam salīdzinājumā ar citu neizvēlēto spilventiņu darbības laiku. Delta T ir 248 nS, kas ir vairāk nekā pietiekami, lai GreenPAK asinhronā stāvokļa mašīna (ASM) atrisinātu.

ASM var atrisināt zem nanosekundes, un tās iekšējā šķīrējtiesas shēma garantē, ka derīgs ir tikai viens stāvoklis. Tādējādi vienlaikus tiks reģistrēta tikai viena izeja.

2. darbība. GreenPAK dizaina ieviešana

GreenPAK CMIC ieprogrammētā shēma ir parādīta 3. attēlā.

Lai taupītu enerģiju, EVAL signāls tiek ģenerēts ar ātrumu, kas atbilst lietojumprogrammas reakcijas laikam. Tiek izmantots zemfrekvences oscilators un tālāk sadalīts ar CNT2. Šajā piemērā tas ir aptuveni 16 Hz. Skatiet konfigurācijas iestatījumus 4. attēlā.

Iespējamo stāvokļa pāreju ilustrācija ir parādīta ASM stāvokļa diagrammā (5. attēls).

Katru ciklu kā ASM atiestatīšanu izmanto nedaudz aizkavētu EVAL kopiju. Tas nodrošina, ka valkāšanas laiki sākas no STATE0. Pēc ASM atiestatīšanas stāvokļa EVAL signālu uzrauga ASM pie katra spilventiņa. Tikai agrāka augšupejošā mala izraisīs stāvokļa pāreju no STATE0. Visas turpmākās pacelšanās malas no citiem paliktņiem tiks ignorētas, jo ir iespējama tikai viena stāvokļa pāreja. Tas ir arī tāpēc, ka mēs konfigurējām ASM, kā parādīts 6. attēlā. Katrs no 6 ASM izejas stāvokļiem atbilst tikai vienam no sektora spilventiņiem. DFF aizbīdņi notur stabilu ASM rezultātu, lai ASM atiestatīšanas laikā netiktu pārslēgta gala izeja. Vēlamā polaritāte, lai vadītu mūsu atvērtās drenāžas NMOS izejas tapas, prasa, lai mēs konfigurētu DFF ar apgrieztām izejām.

3. darbība. Testa rezultāti

Tālāk redzamajos fotoattēlos redzams neapstrādāts prototips, kas pilnībā darbojas. Tā ir arī maza jauda, GreenPAK mērot tikai 5 uA. Spilgtākā signāla nodrošināšanai ir maksimāli palielināti spilventiņu un tīrītāju izkārtojumi. Tika konstatēts, ka prototips ir neaizsargāts pret spēcīgiem RF traucējumiem, piemēram, lielām dienasgaismas spuldzēm un 5 W 145 MHz radio. Tas ir iespējams tāpēc, ka visi spilventiņi uztver traucējumus kopējā režīmā.

Ir iespējams izvietot spilventiņus un tīrītāju izmērus, lai jebkurā laikā nepastāvētu 2 spilventiņi ar tīrītāju jebkurā stāvoklī. Tas var nebūt vajadzīgs, jo ASM šķīrējtiesas shēma ļaus būt derīgam tikai vienam no stāvokļiem, pat ja vienlaicīgi ir divas augošas malas. Tas ir vēl viens iemesls, kāpēc šis dizains ir izturīgs. Laba jutība tiek panākta ar tāfeles izkārtojumu, kurā savienojuma pēdas ar spilventiņiem ir ļoti šauras un vienāda garuma, tāpēc katra sektora spilventiņa kopējā kapacitāte tiek saskaņota ar pārējām. Galaprodukts varētu saturēt tīrītāja mehāniskos aizturus, lai tas “klikšķinātu”, centrējot katrā pozīcijā, kā arī nodrošinātu jauku taustes sajūtu.

Dialoga GreenPAK CMIC piedāvā mazjaudīgu, izturīgu un pilnīgu risinājumu šim augstas uzticamības rotējošajam slēdzim. Tas ir ideāli piemērots tādiem lietojumiem kā āra taimeri un vadības ierīces, kurām nepieciešama stabila, ilgstoša darbība.