Anwendung eines hochgenauigen Rotationscodierers in Servo -Feedback -Positionierungssystemen
Rotary -Encoder werden häufig in Positionierungssystemen mit Servo -Feedback verwendet. In diesem Fall sind die Kosten des Encoders im Allgemeinen nicht wichtig. Der Encoder kann jedoch auch verwendet werden, um die Position von Knöpfen auf einigen Benutzeroberflächen zu codieren, z. B. den Lautstärkeregler auf einem Audio -System. Für diese Knöpfe können Potentiometer für kostengünstige, hochpräzise und absolute Lesenwerte ausgewählt werden, ihre Reise ist jedoch begrenzt, typischerweise auf weniger als 340 ° oder Optomechanische Rotary-Codierer sind verfügbar. Ihre Reise ist nicht begrenzt, aber der Preis hohe, niedrige Genauigkeit, nur relative Lesungen. In diesem Entwurfsbeispiel wird versucht, die beiden mit den Vorteilen des Potentiometers sowie den Eigenschaften des randlosen Betriebs der optischen maschinellen Rotationscodierer zu kombinieren.
Der Encoder verwendet die Strukturtechnologie des Standard -Potentiometers, sodass es einfach zu produzieren ist. Es handelt sich im Grunde genommen um ein unbegrenztes Doppelbürsten -orthogonaler Potentiometer. Es hat einen vollständigen kreisförmigen Ring aus Widerstandsmaterial, der an beiden Enden elektrisch angeschlossen ist, wo sich zwei elektrisch unabhängige Bürsten bewegen. Die beiden Bürsten sind durch einen 90 ° -Winkel mechanisch miteinander verbunden (Abbildung 1).
Der ADC im Mikrocontroller liest die beiden Signale und die Firmware verwendet diese beiden Signale, um den Quadranten zu bestimmen, in dem sich die Achse befindet. Sobald Sie den Quadranten kennen, können Sie die beiden Bürstensignale verwenden, um die Achsenposition zu berechnen. Wenn die Bürste die Leistungsverbindung erreicht, sollte dieses Signal aufgrund der nichtlinearen Reaktion ignoriert werden (Abbildung 2). Es gibt einen Winkel von 90 Grad zwischen den beiden Bürsten, so dass es nicht möglich ist, gleichzeitig in einer nichtlinearen Position zu sein. Heute haben selbst die grundlegendsten Mikrocontroller einen 10-Bit-ADC, sodass die beiden Signale insgesamt 11-Bit-Auflösung oder besser als 0,2 ° haben. Wenn für die Anwendung keinen absoluten Lesen oder eine Software -Reset benötigt, kann der Mikrocontroller ihn ignorieren.
Dieser Quadratur -Scheitelpunkt ohne Potentiometer bietet ein ähnliches Erlebnis wie der alte Tuning -Knopf eines klassischen analogen Radios. Es bietet neue Möglichkeiten für das Design der menschlichen Maschinen-Schnittstelle und ermöglicht es den Konsumgütern, bei geringen Kosten einen edlen Sinn zu erlangen.
