Konstruujemy valcoder. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Węzły amatorskiego sprzętu radiowego

 Komentarze do artykułu

Valkoder - urządzenie zmieniające pewną wartość w zależności od obrotu osi. Tego rodzaju rzeczy można znaleźć na przykład w myszce rolkowej lub w centrum muzycznym. Właściwie sam koder jest dość prosty, ale skomplikujemy zadanie, nie używając mikrokontrolera, jak to jest praktykowane we wszystkich projektach przemysłowych. Valkoder jest interesujący, ponieważ łączy w sobie wiele technik stosowanych w elektronice cyfrowej i analogowej. A więc specyfikacja techniczna: opracować urządzenie zmieniające napięcie wyjściowe w zakresie 0 - 3V, liniowo w zależności od kąta obrotu osi. Zmiana napięcia musi być odwracalna, z liczbą stopni co najmniej 80. Sygnał wyjściowy musi być odizolowany od napięć roboczych urządzenia (izolacja galwaniczna). Całkowity wzrost/spadek napięcia następuje przy zmianie kąta obrotu osi od 0 do 1440 stopni (4 obroty). Urządzenie musi pracować w zakresie napięcia zasilania od 8 do 15V. Zapewnij cyfrowe wskazanie napięcia.

1. Od czego zacząć?

Określmy, czego od nas chcą:

A. Po pierwsze, „głowa” urządzenia będzie cyfrowa, ponieważ zliczy impulsy generowane przez obracający się uchwyt.
B. Liczenie impulsów musi być odwrotne, ponieważ wynikowa wartość maleje i rośnie w zależności od kierunku obrotu uchwytu.
B. Co najmniej 80 stopni napięcia wyjściowego. Oznacza to, że do ustawienia napięcia potrzebujemy co najmniej 8 bitów kodu binarnego (80[10] = 1010000[2]). 80 stopni na 4 obroty, co oznacza, że ​​na jeden obrót rączka powinna wytworzyć 20 impulsów. Jeden impuls co 18 stopni.
D. Aby zapewnić galwaniczną izolację napięcia wyjściowego, na etapie konwersji (cyfrowy --> analogowy) należy zastosować transoptory.
D. Mikroukłady serii K561 i 564 pracują przy deklarowanym napięciu zasilania.
E. Wyświetlacz cyfrowy to prosta jednostka, ale do uzyskania kodu 2-segmentowego potrzebne będą 7 dodatkowe dekodery.

2. Spróbujmy teraz opisać algorytm działania

- Po włączeniu wyjście wynosi 0.

- JEŻELI wyjście wynosi 0 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ obrócenie pokrętła w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara - dodaj 1 do kodu wyjścia.

- JEŚLI wyjście wynosi 0 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ pokrętło jest przekręcone przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, nie wykonuj żadnej czynności

- JEŚLI wyjście wynosi 1010000 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ pokrętło jest kręcone w prawo - nie wykonuj żadnej akcji

- JEŚLI wynik wynosi 1010000 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ pokrętło jest obrócone przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - odejmij 1 od kodu wyjścia

- JEŻELI numer wyjścia jest różny od 0 i 1010000 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ przekręcenie pokrętła w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara - dodaj 1 do kodu wyjścia

- JEŚLI numer wyjścia jest różny od 0 i 1010000 ORAZ jest impuls z czujnika ORAZ obrócenie pokrętła w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara - od kodu wyjścia odejmij 1.

- JEŚLI nie ma impulsu z czujnika - nie wykonuj żadnych czynności.

3. Opracuj schemat blokowy urządzenia

Oczywiście część mechaniczna musi zgłaszać zarówno sam obrót, jak i jego kierunek. Oznacza to, że czujnik powinien generować 2 sygnały. W efekcie okazuje się, że urządzenie musi składać się z licznika nawrotnego, układu dopasowująco-odsprzęgającego oraz przetwornika cyfrowo-analogowego.

Układ dopasowujący musi wygenerować sygnał przepełnienia i uniemożliwić licznikowi dodawanie (jeśli otrzymano maksimum) lub odejmowanie (jeśli otrzymano minimum).

4. Projektowanie czujnika

Wylało się dość wody, teraz możemy porozmawiać merytorycznie. Mechanika zależy od elektroniki, a elektronika od mechaniki, więc rozważmy czujnik jako całość. Dość oczywiste jest, że zastosowanie czujnika optycznego jest znacznie wygodniejsze niż czujnika kontaktowego, co oznacza, że ​​doszliśmy do koła perforowanego. Uzyskanie impulsów jest tak proste, jak obranie gruszek, pozostaje tylko określić kierunek obrotu. Są dwa sposoby: zastosować dwa transoptory (nadajnik + odbiornik) i ustawić je tak, aby najpierw oświetlony był jeden odbiornik, a potem drugi. Lub zastosować amortyzator ślizgający się po tej samej osi co koło (moment wytwarzany przez oś musi przekraczać masę amortyzatora i nie powinna obracać się pod własnym ciężarem).

Przesłona ta obraca się synchronicznie z kołem pod określonym kątem (nie więcej niż 4,5 stopnia w obu kierunkach) i otwiera/zasłania dodatkowy fotodetektor (stroboskopowy). Opcja ta znacznie komplikuje mechanikę, choć jest bardzo prosta w realizacji układu (logiczny obwód „AND”), więc wróćmy do pierwszej opcji. Oszacujmy teraz wykresy czasowe sygnałów generowanych przez czujnik.

Jak widać na rysunku, sygnały odbiornika są przesunięte w fazie o 90 stopni. Można to łatwo osiągnąć umieszczając odbiorniki obok siebie w jednej linii. Zatem, gdy otwór przechodzi nad odbiornikami, najpierw oświetlany jest pierwszy odbiornik, następnie oba, a następnie drugi.

Załóżmy, że koło (3) obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół osi (2). Gdy otwór (1) zbliża się do transoptorów, podświetlana jest najpierw prawa komora (5), następnie obie, a na końcu tylko lewa (4). Powtarza się to 20 razy na obrót. Z powyższych wykresów widać, że na zboczu opadającym impulsu z prawego odbiornika powstaje pewien sygnał stroboskopowy. Zbudujemy na nim powstały sygnał czujnika: po pierwsze, jest on generowany w pojedynczym egzemplarzu przy oświetleniu odbiorników, a po drugie, doskonale charakteryzuje kierunek obrotu.

Zbiegając się z impulsem lewego czujnika przy obrocie w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, umożliwia wyizolowanie dodatniego impulsu za pomocą elementu logicznego „AND”. Aby otrzymać ten cudowny impuls, potrzebujemy urządzenia jednorazowego, aby uzyskać wymagany czas trwania. Oryginalna krawędź jest ujemna, więc należy ją odwrócić. Spróbujmy naszkicować schemat: pętlę OOS monowibratora oblicza się na podstawie maksymalnej prędkości obrotowej koła - czas trwania impulsu strobującego nie powinien przekraczać 1/4 okresu „prawego” sygnału. Łańcuch C1R4 oblicza się w oparciu o fakt, że generowany przez niego impuls powinien wynosić 0,1 Tstr.

5. Zbudujmy najprostszy blok w urządzeniu - licznik

Chciałem narysować obwód za pomocą wyzwalaczy, ale wydało mi się to całkowicie potworną kpiną z elektroniki. Jeśli jesteś zainteresowany, obwód licznika wstecznego wykorzystujący przerzutniki można znaleźć w dowolnym podręczniku na temat mikroukładów cyfrowych. Dlatego nasze zadanie sprowadza się do wyboru standardowego licznika z tradycyjnej serii CMOS. Zdefiniujmy zatem wymagania wobec licznika:

- Napięcie zasilania 8-15V

- Odwrócić

Warunki te spełnia K561IE14

Jak widać na zdjęciu miernik posiada wstępnie ustawione wejścia. Wykorzystując te wejścia możemy szybko ustawić wymagane napięcie na wyjściu wywołując odpowiedni kod z zewnętrznej pamięci RAM. Oczywiście w pamięci RAM należy utworzyć pewien bank zapisanych poziomów. Możliwość ta nie jest określona w specyfikacjach technicznych, dlatego do resetu wykorzystujemy wstępnie ustawione wejścia. Istnieje również wejście dotyczące blokady konta (RO). Ale nie będzie można go użyć do ochrony kodera przed przepełnieniem. Faktem jest, że to wejście całkowicie blokuje licznik i nie pozwala mu zliczać nawet w wolnym kierunku, a potrzebujemy, aby po osiągnięciu poziomu krytycznego w jednym kierunku, swobodny kierunek pozostał wolny. Dlatego wyizolujemy sygnał przepełnienia za dekoderem. Za pomocą tego sygnału będziemy strobować wejście „C”.

6. Teraz możesz pracować na stosunkowo prostych, ale uciążliwych elementach - dekoderze i przetworniku cyfrowo-analogowym (DAC)

Na przykład tak dostałem swój dekoder. Nic trudnego: dekodery masowe i przełączniki tranzystorowe do sterowania transoptorami i półprzewodnikowymi wskaźnikami LED-OA. Dekodery są dość tradycyjne: K561ID1 - konwerter kodu binarnego na dziesiętny i K561ID4 - konwerter kodu binarnego na siedmiosegmentowy.

DAC będzie zbudowany w podobny sposób. Jedynym subtelnym punktem jest definicja zakresów. Porównanie granic dopasowania dziesiątek i jedności. Mamy 7 dziesiątek i 10 jednostek. Podzielmy całkowite napięcie wyjściowe na 80 stopni: okazuje się, że wynosi 0,04. Pomnóż przez 10 - okazuje się, że 0,4. Oznacza to, że pojedyncze wyładowanie reguluje napięcie w zakresie 400 mV. Dlatego pozostałe 2,6 V jest kontrolowane przez dziesiątki. Teraz pozostaje tylko dobrać rezystory przełączane przełącznikami transoptorowymi i za ich pomocą zbudować pożądaną skalę regulacji.

To jest to, co się stało.

Autor: Pavel A. Ulitin (Władca Dźwięku); Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Węzły amatorskiego sprzętu radiowego.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Tablet Dell Venue 7 z procesorem Intel Merrifield 15.07.2014 Dell rozpoczął sprzedaż tabletu Venue 7, a wkrótce wprowadzi na rynek Venue 8. Oba zostały ogłoszone na targach Computex 2014 i są oparte na platformie Intel Merrifield, chociaż różnią się rozmiarami ekranu - 7' i 8'. Dell Venue 7 jest obecnie dostępny w USA od 160 USD. Specyfikacja tabletu obejmuje 7-calowy pojemnościowy ekran dotykowy IPS WXGA (1280x800 punktów), dwurdzeniowy procesor Intel Atom Z3460 1,6 GHz, akcelerator graficzny PowerVR G6400, 1 GB pamięci RAM DDR3 i 16 GB wewnętrznej pamięci flash oraz gniazdo na karty pamięci microSD o pojemności do 64 GB. Tablet posiada również adaptery do sieci bezprzewodowych Bluetooth 4.0, Wi-Fi 802.11ac (obsługa technologii Miracast), złącze microUSB, tylną i przednią kamerę o rozdzielczości odpowiednio 5 Mpix i 1 Mpix. Waga Dell Venue 7 to 290 g, wymiary - 193 x 118 x 8,95 mm. Kolor obudowy - czarno-czerwony. Urządzenie działa pod kontrolą systemu operacyjnego Android 4.4 KitKat. Dell Venue 8 będzie wkrótce dostępny w Stanach Zjednoczonych w cenie od 199 USD. Ten tablet jest wyposażony w 8-calowy ekran dotykowy FHD (1920 x 1200 punktów) IPS i wykorzystuje dwurdzeniowy procesor Intel Atom Z3480 2,1 GHz. Rozdzielczość tylnego aparatu tabletu to 5 megapikseli, przód - 2 megapiksele. Urządzenie mierzy 216 x 130 x 8,95 mm i waży 338 g.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Włókno spiralne na mikroczipie

▪ Pierwszy radziecki satelita meteorologiczny zszedł z orbity 43 lata po wystrzeleniu

▪ Dzieci uwielbiają zemstę.

▪ Okulary z rozpoznawaniem twarzy

▪ Tama zaraz pęknie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Wykrywacze metali. Wybór artykułu

▪ artykuł Elektryczny piec łukowy. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Co powoduje ból głowy? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł warzywny Physalis. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Cechy użycia varicaps. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł O włączeniu silnika trójfazowego do sieci jednofazowej, co ułatwia rozruch. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024