Kuinka kytkeä inkrementaalianturi Arduinoon

Usein mikrokontrollerien laitteissa on järjestettävä valikkokohtien hallinta tai suoritettava joitain säätöjä. On monia tapoja: käytä painikkeita, muuttuvia vastuksia tai koodereita. Inkrementaalianturi antaa sinun hallita jotain kahvan loputtoman kiertämisen avulla. Tässä artikkelissa tarkastellaan kuinka saada inkrementaalianturi ja Arduino toimimaan.

Lisäävät enkooderin ominaisuudet

Inkrementaalianturi, kuten mikä tahansa muun tyyppinen kooderi, on laite, jossa on pyörivä kahva. Kaukaisesti se muistuttaa potentiometriä. Tärkein ero potentiometristä on, että kooderin kahva pyörii 360 astetta. Hänellä ei ole äärimmäisiä säännöksiä.

Koodereita on monen tyyppisiä. Inkrementaalinen eroaa siinä, että sen avulla on mahdotonta tietää kahvan asentoa, mutta vain kierto tosiasiassa johonkin suuntaan - vasemmalle tai oikealle. Signaalipulssien lukumäärän perusteella voit jo laskea, missä kulmassa se kääntyi.

Tällä tavalla voit ohittaa mikro komento, hallita valikkoa, esimerkiksi äänenvoimakkuutta ja niin edelleen. Arkielämässä voit nähdä ne autoradioissa ja muissa laitteissa. Sitä käytetään monitoiminnallisena tasonsäätöelimenä, taajuuskorjaimena ja valikon navigointina.

Toimintaperiaate

Inkrementaalianturin sisällä on levy, jonka etiketit ja liukusäätimet ovat kosketuksissa niiden kanssa. Sen rakenne on samanlainen kuin potentiometri.

Yllä olevassa kuvassa näkyy levy, jossa on merkinnät, niitä tarvitaan keskeyttämään sähköinen yhteys liikkuvan koskettimen kanssa, mistä seurauksena saat tietoja pyörimissuunnasta. Tuotteen suunnittelu ei ole niin tärkeä, ymmärretään toimintaperiaate.

Kooderilla on kolme tietolähtöä, yksi yhteinen, kahta muuta kutsutaan yleensä “A” ja “B”, yllä olevassa kuvassa näet kooderin tapin napilla - voit vastaanottaa signaalin napsauttamalla sen akselia.

Mitä signaalia saamme? Kiertosuunnasta riippuen looginen yksikkö ilmestyy ensin tappiin A tai B, joten saamme vaihesiirtosignaalin, ja tämä siirto antaa meille mahdollisuuden määrittää mihin suuntaan. Signaali saadaan suorakaiteen muodossa, ja mikro-ohjainta ohjataan pyörimissuunnan ja pulssien lukumäärän käsittelemisen jälkeen.

Kuvassa on levyn symboli, jossa on kontaktit, keskellä on kaavio lähtösignaaleista, ja oikealla on tilataulu. Tämä laite piirretään usein kahdeksi näppäimeksi, mikä on loogista, koska itse asiassa saamme signaalin “eteenpäin” tai “takaisin”, “ylös” tai “alas” ja toimintojen lukumäärän.

Tässä on esimerkki todellisesta kooderin pinoutista:

Ihmettelen:

Viallinen kooderi voidaan korvata kahdella painikkeella lukitsematta ja päinvastoin: kotitekoinen ohjaus, jossa kaksi näistä painikkeista voidaan viimeistellä asettamalla kooderi.

Alla olevassa videossa näet signaalin vuorottelemisen liittimissä - tasaisen kiertämisen aikana LEDit palaa edellisessä kaaviossa heijastetussa järjestyksessä.

Ei yhtä selvästi kuvattu seuraavassa animaatiossa (napsauta kuvaa):

Kooderi voi olla sekä optinen (signaalin muodostavat säteilylähettimet valotunnistimilla, katso alla oleva kuva) että magneettinen (toimii Hall-efektillä). Tässä tapauksessa hänellä ei ole kontakteja ja pidempi käyttöikä.

Kuten jo mainittiin, pyörimissuunta voidaan määrittää sen perusteella, mikä lähtösignaaleista on aikaisemmin muuttunut, mutta näin se näyttää käytännössä!

Ohjaustarkkuus riippuu kooderin tarkkuudesta - pulssien lukumäärä kierrosta kohti. Pulssien lukumäärä voi olla yksiköistä tuhansiin kappaleisiin. Koska kooderi voi toimia paikannusanturina, mitä enemmän pulsseja, sitä tarkemmin määritys tapahtuu.Tätä parametria kutsutaan PPR-pulssiksi kierrosta kohti.

Mutta siinä on pieni vivahdus, nimittäin, vastaava nimitys LPR on levyllä olevien tarrojen lukumäärä.

Ja käsiteltyjen pulssien lukumäärä. Jokainen levyn tarra antaa 1 suorakulmaisen pulssin molemmille lähtöille. Impulssilla on kaksi rintamaa - takaosa ja etuosa. Koska ulospääsyä on kaksi, saamme jokaisesta kaikkiaan 4 pulssia, joiden arvot voit käsitellä.

PPR = LPRx4

Yhdistä Arduinoon

Selvyttiin, mitä sinun on tiedettävä inkrementaalikooderista. Nyt selvitetään kuinka yhdistää se Arduinoon. Harkitse kytkentäkaaviota:

Kooderimoduuli on kortti, jolla inkrementaalianturi ja vetovastukset sijaitsevat. Voit käyttää mitä tahansa nastaa.

Jos sinulla ei ole moduulia, mutta erillinen kooderi, sinun on vain lisättävä nämä vastukset, piiri ei eroa periaatteessa. Pyörimissuunnan ja toimivuuden tarkistamiseksi yhdessä Arduinon kanssa voimme lukea tietoja sarjaportista.

Analysoidaan koodi yksityiskohtaisemmin järjestyksessä. Void setup () -kohdassa ilmoitimme, että käytämme tiedonsiirtoa sarjaportin kautta ja asetamme sitten tapit 2 ja 8 syöttötilaan. Valitse PIN-numerot itse yhteyskaavion perusteella. INPUT_PULLUP-vakio asettaa syöttötilan, arduinolla on kaksi vaihtoehtoa:

• INPUT - tulo ilman vetovastuksia;

• INPUT_PULLUP - kytkentä vetovasteiden tuloon. Mikrokontrollerin sisällä on jo vastuksia, joiden kautta tulo on kytketty virtalähteeseen plus (pullup).

Jos käytät vastuksia kiristääksesi virran plus plus yllä olevien kaavioiden mukaisesti tai käytät enkooderimoduulia - käytä INPUT-komentoa, ja jos jostain syystä et voi tai et halua käyttää ulkoisia vastuksia - INPUT_PULLUP.

Pääohjelman logiikka on seuraava: jos meillä on yksi tulossa “2”, se antaa portin H monitoriin, jos ei, L. Näin ollen, kun kiertää samassa suunnassa sarjaporttinäytössä, saat jotain tällaista: LL HL HH LH LL. Ja päinvastoin: LL LH HH HL LL.

Jos luet rivit huolellisesti, huomasit todennäköisesti, että yhdessä tapauksessa ensimmäinen merkki sai arvon, ja toisessa tapauksessa toinen merkki muuttui ensin.

johtopäätös

Inkrementaalianturit ovat löytäneet laajan käytännön käytön akustisten järjestelmien vahvistimissa - niitä käytettiin äänenvoimakkuuden säätönä, autoradioissa - ääniparametrien säätämiseen ja valikoiden selaamiseen, tietokonehiirillä, joiden avulla voit vierittää sivuja päivittäin (pyörä on asennettu akseliinsa) . Ja myös mittaustyökaluissa, CNC-koneissa, robotissa, selsyn paitsi ohjaimina myös arvojen mittaamisessa ja sijainnin määrittämisessä.