Sådan gør du: en kontaktløs roterende encoder: 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Denne applikationsnotat beskriver, hvordan man designer en drejekontakt eller encoder med høj pålidelighed ved hjælp af en Dialog GreenPAK ™. Denne kontaktdesign er kontaktløs og ignorerer derfor kontaktoxidation og slid. Den er ideel til udendørs brug, hvor der er langsigtet fugt, støv, ekstreme temperaturer osv. Dialog GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC indeholder alle kredsløbsfunktioner til dette design. Det genererer et signal (EVAL) for forbedret signal til støj, modtager input fra hver sektorpude i drejekontakten og fortolker hver sektorpude ved hjælp af Asynchronous State Machine (ASM) for kun at garantere et switch -valg.

Nedenfor beskrev vi de nødvendige trin for at forstå, hvordan løsningen er blevet programmeret til at oprette en kontaktløs roterende encoder. Men hvis du bare vil få resultatet af programmeringen, skal du downloade GreenPAK -software for at se den allerede gennemførte GreenPAK -designfil. Tilslut GreenPAK Development Kit til din computer, og tryk på programmet for at oprette omformeren 8Ch PWM til pulspositionsmodulation.

Trin 1: Designkoncept

Dette design fungerer efter timing. Det genererer et ur (EVAL) signal til langsomt at trække hver sektorpude op gennem eksterne 100 kohm modstande (figur 1). EVAL -signalet er kapacitivt koblet til den centrale "visker", som driver den stigende kant af den valgte sektorpude hurtigere end alle de andre (hurtigt i figur 1). GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) vurderer derefter, hvilken stigning der først ankom, og resultatet bliver låst. Fordelen ved det kapacitive koblingsdesign er pålidelighed. Uanset om encoderen er bygget kapacitiv og derefter slides til direkte forbindelse, eller bygget direkte forbindelse og derefter nedbrydes (oxiderer) til kapacitiv, virker det stadig. Skematikken på øverste niveau i figur 1 viser de udgange, der er tilsluttet eksterne lysdioder til demonstration.

Figur 2 er et oscilloskopoptagelse, der viser forskellen i risetime for en sektorpude, der har vælgerviskeren på linje med den, i forhold til risetime for de andre ikke -valgte elektroder. Delta T er 248 nS, hvilket er mere end nok margin til, at GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) kan løses.

ASM kan løse ind under et nanosekund, og dets interne voldgiftskredsløb garanterer, at kun en tilstand er gyldig. Derfor registreres kun et output til enhver tid.

Trin 2: GreenPAK Design Implementation

Den skematiske programmering i GreenPAK CMIC er vist i figur 3.

For at spare strøm genereres EVAL -signalet med en hastighed, der er passende for applikationens responstid. Lavfrekvensoscillatoren bruges og opdeles yderligere med CNT2. I dette eksempel er det cirka 16 Hz. Se konfigurationsindstillinger i figur 4.

Illustrationen af de mulige tilstandsovergange er vist i ASM -tilstandsdiagrammet (figur 5).

En let forsinket kopi af EVAL bruges som en ASM -nulstilling med hver cyklus. Dette sikrer, at wealways starter fra STATE0. Efter ASM -nulstillingstilstanden overvåges EVAL -signalet af ASM på hver af elektroderne. Kun den tidligste stigende kant vil forårsage statens overgang fra STATE0. Eventuelle efterfølgende stigende kanter fra andre puder ignoreres, da kun en tilstandsovergang er mulig. Dette er også på grund af den måde, vi konfigurerede ASM på som vist i figur 6. Hver af de 6 ASM -udgangstilstande svarer kun til en af sektorpuderne. DFF -låsene holder ASM -resultatet stabilt, så der ikke skiftes mellem det endelige output under ASM -nulstilling. Den ønskede polaritet for at drive vores open drain NMOS -udgangsstifter kræver, at vi konfigurerer DFF'erne med omvendte udgange.

Trin 3: Testresultater

Billederne herunder viser en rå prototype, fuldt funktionsdygtig. Det er også lav effekt og måler kun 5 uA for GreenPAK. Layoutet af puder og visker maksimeres for det stærkeste signal. Prototypen viste sig at være immun mod stærk RF -interferens såsom store lysstofrør og 5 W 145 MHz radio. Dette er sandsynligvis fordi alle puder modtager interferens i almindelig tilstand.

Det er muligt at lægge elektroderne og viskerens dimensioner, så der ikke er nogen overlapning af 2 puder på samme tid til viskeren i nogen position. Dette er måske ikke nødvendigvis nødvendigt, da ASM -voldgiftskredsløbet kun tillader en af staterne at være gyldige, selv i tilfælde af 2 samtidige stigende kanter. Det er en anden grund til, at dette design er robust. God følsomhed opnås med bræddelayoutet, der har sammenkoblingsspor til puderne meget smalle og lige lange til hinanden, så den samlede kapacitans for hver sektorpude matches med de andre. Et slutprodukt kan omfatte mekaniske spærre til viskeren, så den "klikker", når den er centreret til hver af positionerne, og giver også en god taktil fornemmelse.

KonklusionDialogs GreenPAK CMIC tilbyder en lav effekt, robust og komplet løsning til denne drejeskift med høj pålidelighed. Det er ideelt til applikationer såsom udendørs timere og betjeningselementer, der kræver stabil og langsigtet drift.