Kako: beskontaktni rotacijski koder: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ova napomena o aplikaciji opisuje kako dizajnirati rotacijski prekidač ili koder visoke pouzdanosti pomoću Dialog GreenPAK ™. Ova izvedba prekidača je beskontaktna i stoga zanemaruje oksidaciju kontakta i trošenje. Idealan je za uporabu na otvorenom gdje ima dugotrajne vlage, prašine, ekstremnih temperatura itd. Dialog GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC pruža sve funkcije kruga 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 asinkronog stroja za stanje (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 kako biste vidjeli već dovršenu datoteku za dizajn GreenPAK. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i hit program za stvaranje pretvarača 8Ch PWM u pulsnu modulaciju položaja.

Korak 1: Koncept dizajna

Ovaj dizajn funkcionira prema vremenu. On generira signal sata (EVAL) kako bi polako povukao svaki sektorski jastučić kroz vanjske otpornike od 100 kohma (slika 1). EVAL signal je kapacitivno povezan sa središnjim "brisačem" koji pokreće rastući rub odabranog sektorskog jastučića brže od svih ostalih (brzo na slici 1). GreenPAK asinkroni stroj za stanje (ASM) tada procjenjuje koji je rastući rub prvi stigao i rezultat se blokira. Prednost dizajna kapacitivne spojnice je pouzdanost. Bez obzira na to je li davač ugrađen kapacitivan, a zatim istrošen na izravnu vezu, ili izgrađen na izravnu vezu, a zatim se razgrađuje (oksidira) u kapacitivni, još uvijek radi. Shema najviše razine na slici 1 prikazuje izlaze spojene na vanjske LED diode radi demonstracije.

Slika 2 je snimka osciloskopa koja prikazuje razliku u vremenu uspona sektorskog jastučića koji ima brisač 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 asinkrono stanje (ASM) za rješavanje.

ASM se može riješiti unutar nanosekunde, a njegovo unutarnje arbitražno kolo jamči da je samo jedno stanje valjano. Dakle, samo će jedan izlaz biti registriran 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 s CNT2. U ovom primjeru to je približno 16 Hz. Pogledajte konfiguracijske postavke na slici 4.

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

Lagano odgođena kopija EVAL -a koristi se kao ASM reset sa svakim ciklusom. To 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 stabilno drže rezultat ASM -a 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 ispitivanja

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 imun na jake RF smetnje, poput velikih fluorescentnih žarulja i radija od 5 W 145 MHz. To je vjerojatno zato što svi jastučići primaju smetnje u uobičajenom načinu rada.

Moguće je postaviti jastučiće i dimenzije brisača tako da nema preklapanja 2 jastučića istovremeno s brisačem u bilo kojem položaju. To možda i nije stvarno potrebno jer će arbitražno kolo ASM dopustiti da samo jedno od stanja 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 duljine jedna drugoj, tako da se ukupni kapacitet svakog sektorskog jastučića podudara s ostalim. Konačni proizvod mogao bi uključivati mehaničke otiske brisača tako da "škljocnu" kad su centrirani prema svakom položaju, a također pruža lijep taktilni osjećaj.

Zaključak Dialog GreenPAK CMIC nudi nisku snagu, robusno i cjelovito rješenje za ovaj rotacijski prekidač visoke pouzdanosti. Idealan je za primjene kao što su vanjski mjerači vremena i kontrole koji zahtijevaju stabilan, dugotrajan rad.