Kako: beskontaktni rotacijski koder: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ova napomena o aplikaciji opisuje kako dizajnirati rotacijski prekidač ili koder visoke pouzdanosti koristeći Dialog GreenPAK ™. Ova izvedba prekidača je beskontaktna i stoga zanemaruje oksidaciju kontakta i trošenje. Idealan je za upotrebu na otvorenom gdje ima dugotrajne vlage, prašine, ekstremnih temperatura itd. Dialog GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC pruža sve funkcije kola za ovaj dizajn. On generira signal (EVAL) za poboljšani signal prema šumu, prima ulaze sa svakog sektorskog jastučića rotacijskog prekidača i interpretira svaki sektorski pad pomoću Asinhrone državne mašine (ASM) kako bi jamčio samo jedan odabir prekidača.

U nastavku smo opisali korake potrebne za razumijevanje načina na koji je rješenje programirano za stvaranje beskontaktnog rotacijskog kodera. Međutim, ako samo želite dobiti rezultat programiranja, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već završenu GreenPAK datoteku za dizajn. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i pritisnite program za stvaranje pretvarača 8Ch PWM u impulsnu modulaciju položaja.

Korak 1: Koncept dizajna

Ovaj dizajn funkcionira prema vremenu. On generira signal takta (EVAL) za polako povlačenje svakog sektorskog jastučića kroz vanjske otpornike od 100 kohma (slika 1). EVAL signal je kapacitivno povezan sa centralnim „brisačem“koji pokreće rastuću ivicu odabranog sektorskog jastučića brže od svih ostalih (brzo na slici 1). GreenPAK asinhrona državna mašina (ASM) zatim procjenjuje koja je rastuća ivica prva stigla i rezultat se zaključava. Prednost dizajna kapacitivne spojnice je pouzdanost. Bez obzira na to je li davač ugrađen kapacitivan, a zatim istrošen na izravnu vezu, ili izgrađen na direktnu vezu, a zatim se razgrađuje (oksidira) u kapacitivni, on i dalje radi. Šema najvišeg nivoa na slici 1 prikazuje izlaze spojene na vanjske LED diode radi demonstracije.

Slika 2 je snimak osciloskopa koji prikazuje razliku u vremenu uspona sektorskog jastučića koji ima brisače lektora poravnat s njim, u odnosu na vrijeme uspona ostalih neizabranih jastučića. Delta T je 248 nS, što je više nego dovoljna marža za GreenPAK asinhronu državnu mašinu (ASM) za rješavanje.

ASM se može riješiti unutar nanosekunde, a njegovo unutrašnje arbitražno kolo jamči da je samo jedno stanje važeće. Dakle, samo jedan izlaz će se registrirati u bilo kojem trenutku.

Korak 2: Implementacija GreenPAK dizajna

Shema programirana u GreenPAK CMIC prikazana je na slici 3.

Radi uštede energije, EVAL signal se generira brzinom primjerenom vremenu odziva aplikacije. Koristi se niskofrekventni oscilator koji se dalje dijeli sa CNT2. U ovom primjeru to je približno 16 Hz. Pogledajte konfiguracijske postavke na slici 4.

Ilustracija mogućih prijelaza stanja prikazana je na dijagramu stanja ASM -a (slika 5).

Blago odgođena kopija EVAL -a koristi se kao ASM reset sa svakim ciklusom. Ovo osigurava da uvijek počinje od STATE0. Nakon stanja resetiranja ASM -a, EVAL signal prati ASM na svakom od jastučića. Samo najraniji rastući rub uzrokovat će prijelaz stanja iz STATE0. Svi naknadni rastući rubovi s drugih jastučića bit će zanemareni jer je moguć samo jedan prijelaz u stanje. To je također zbog načina na koji smo konfigurirali ASM kako je prikazano na slici 6. Svako od 6 izlaznih stanja ASM -a odgovara samo jednom od sektorskih jastučića. Zasuni DFF -a drže rezultat ASM -a stabilnim tako da nema prebacivanja krajnjeg izlaza tijekom resetiranja ASM -a. Željeni polaritet za pogon naših izlaznih pinova s otvorenim odvodom NMOS -a zahtijeva od nas da konfiguriramo DFF -ove s obrnutim izlazima.

Korak 3: Rezultati testa

Na donjim fotografijama prikazan je sirovi prototip, potpuno operativan. Također je male snage, mjeri samo 5 uA za GreenPAK. Raspored jastučića i brisača maksimiziran je za najjači signal. Utvrđeno je da je prototip otporan na jake RF smetnje, poput velikih fluorescentnih sijalica i radija od 5 W 145 MHz. To je vjerojatno zato što svi jastučići primaju smetnje u zajedničkom načinu rada.

Moguće je postaviti jastučiće i dimenzije brisača tako da nema preklapanja 2 jastučića istovremeno sa brisačem u bilo kojem položaju. To možda i nije potrebno jer će arbitražno kolo ASM -a dopustiti da samo jedno stanje bude valjano, čak i u slučaju 2 istovremena rastuća ruba. To je još jedan razlog zašto je ovaj dizajn robustan. Dobra osjetljivost postiže se rasporedom ploča koje imaju međusobno povezane tragove na jastučiće vrlo uske i jednake dužine jedna drugoj, tako da se ukupni kapacitet svakog sektorskog jastučića podudara s ostalim. Konačni proizvod mogao bi uključivati mehaničke otiske brisača tako da "škljocnu" kada su centrirani prema svakoj od pozicija, a također pruža lijep taktilni osjećaj.

Zaključak Dialog GreenPAK CMIC nudi robusno i potpuno rješenje male snage za ovaj rotirajući prekidač visoke pouzdanosti. Idealan je za aplikacije kao što su vanjski mjerači vremena i kontrole koji zahtijevaju stabilan, dugotrajan rad.