ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Construimos un valcoder. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Nodos de equipos de radioaficionados Valcoder - un dispositivo que cambia algún valor dependiendo de la rotación del eje. Este tipo de cosas se encuentran, por ejemplo, en un ratón con ruedas o en un centro de música. En realidad, el codificador en sí es bastante sencillo, pero complicaremos la tarea si no utilizamos un microcontrolador, como se practica en todos los diseños industriales. El valkoder es interesante porque combina muchas técnicas utilizadas en electrónica digital y analógica. Así que las especificaciones técnicas: desarrollar un dispositivo que cambie el voltaje de salida en el rango 0 - 3V, en dependencia lineal del ángulo de rotación del eje. El cambio de tensión debe ser reversible, con un número de gradaciones de al menos 80. La señal de salida debe estar aislada de las tensiones de funcionamiento del dispositivo (aislamiento galvánico). Se produce una subida/caída completa del voltaje cuando el ángulo de rotación del eje cambia de 0 a 1440 grados (4 vueltas). El dispositivo debe permanecer operativo en el rango de tensión de alimentación de 8 a 15 V. Proporciona una indicación de voltaje digital. 1. ¿Dónde comenzar? Definamos qué quieren de nosotros: R. En primer lugar, la “cabeza” del dispositivo será digital, porque contará los pulsos generados por el mango giratorio.
2. Ahora intentemos describir el algoritmo de operación - Cuando está habilitado, la salida es 0. - SI la salida es 0 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en el sentido de las agujas del reloj, agregue 1 al código de salida. - SI la salida es 0 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en sentido antihorario, no realice ninguna acción - SI la salida es 1010000 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en el sentido de las agujas del reloj, no realice ninguna acción - SI la salida es 1010000 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en sentido antihorario - reste 1 del código de salida - SI el número de salida es diferente de 0 y 1010000 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en el sentido de las agujas del reloj, agregue 1 al código de salida - SI el número de salida es diferente de 0 y 1010000 Y hay un pulso del sensor Y la perilla se gira en sentido antihorario, reste 1 del código de salida. - SI no hay pulso del sensor - no realice ninguna acción. 3. Elaborar un diagrama de bloques del dispositivo. Evidentemente, la parte mecánica debe informar tanto del propio giro como de su dirección. Esto significa que el sensor debería producir 2 señales. Como resultado, resulta que el dispositivo debe constar de un contador inversor, una unidad de desacoplamiento y un convertidor digital-analógico. El comparador debe emitir una señal de desbordamiento y evitar que el contador sume (si se recibe un máximo) o reste (si se recibe un mínimo). 4. Diseño del sensor Ya se ha vertido suficiente agua y ahora podemos hablar de manera más sustantiva. La mecánica depende de la electrónica y la electrónica de la mecánica, así que consideremos el sensor en su conjunto. Está bastante claro que utilizar un sensor óptico es mucho más cómodo que uno de contacto, lo que significa que estamos ante una rueda perforada. Obtener impulsos es tan fácil como pelar peras, solo queda determinar el sentido de rotación. Hay dos formas: utilizar dos optoacopladores (emisor + receptor) y disponerlos de tal forma que primero se ilumine un receptor y luego el segundo. O utilice un amortiguador que se deslice sobre el mismo eje que la rueda (el momento creado por el eje debe exceder la masa del amortiguador y este no debe girar bajo su propio peso). Este obturador gira sincrónicamente con la rueda en un cierto ángulo (no más de 4,5 grados en ambas direcciones) y abre/cubre el fotodetector adicional (estroboscópico). Esta opción complica mucho la mecánica, aunque es muy sencilla en la implementación del circuito (circuito lógico “Y”), así que volvamos a la primera opción. Ahora estimemos los diagramas de tiempo de las señales generadas por el sensor. Como puede verse en la figura, las señales del receptor están desfasadas 90 grados. Esto se puede lograr fácilmente colocando los receptores uno al lado del otro en una línea. Así, cuando el agujero pasa sobre los receptores, se ilumina primero el primer receptor, luego ambos y luego el segundo.
Supongamos que la rueda (3) gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje (2). Cuando el orificio (1) se acerca a los optoacopladores, primero se ilumina el receptor derecho (5), luego ambos y luego solo el izquierdo (4). Y esto se repite 20 veces por revolución. En los diagramas anteriores se puede ver que en el flanco posterior del pulso del receptor derecho se forma una determinada señal estroboscópica. Sobre él construiremos la señal del sensor resultante: en primer lugar, se genera en una sola copia cuando se iluminan los receptores y, en segundo lugar, caracteriza perfectamente el sentido de rotación. Coincidiendo con el pulso del sensor izquierdo al girar en el sentido de las agujas del reloj, permite aislar un pulso positivo mediante el elemento lógico “Y”. Para recibir este pulso milagroso, necesitamos un dispositivo de un solo disparo para obtener la duración requerida. El borde original es negativo, por lo que es necesario invertirlo. Intentemos esbozar un diagrama: el bucle OOS de un monovibrador se calcula en función de la velocidad máxima de rotación de la rueda; la duración del pulso estroboscópico no debe exceder 1/4 del período de la señal "correcta". La cadena C1R4 se calcula basándose en que el pulso que genera debe ser de 0,1 Tstr. 5. Construyamos el bloque más simple del dispositivo: un contador. Quería dibujar un circuito usando disparadores, pero me pareció una burla de la electrónica completamente monstruosa. Si está interesado, puede encontrar un circuito contador inverso que utilice flip-flops en cualquier libro de referencia sobre microcircuitos digitales. Por tanto, nuestra tarea se reduce a elegir un contador estándar de la serie CMOS tradicional. Entonces, definamos los requisitos para el contador: - Tensión de alimentación 8-15V - Reverso Estas condiciones se cumplen por K561IE14 Como puede ver en la imagen, el medidor tiene entradas preestablecidas. Usando estas entradas, podemos configurar rápidamente el voltaje requerido en la salida llamando al código correspondiente desde la RAM externa. Por supuesto, se debe crear un determinado banco de niveles guardados en la RAM. Esta posibilidad no está especificada en las especificaciones técnicas, por lo que utilizamos las entradas preestablecidas para el reset. También hay una entrada de prohibición de cuenta (RO). Pero no será posible utilizarlo para proteger el codificador contra desbordamientos. El hecho es que esta entrada bloquea completamente el contador y no le permite contar ni siquiera en la dirección libre, y necesitamos que cuando se alcance un nivel crítico en una dirección, la dirección libre permanezca libre. Por lo tanto, aislaremos la señal de desbordamiento después del decodificador. Activaremos la entrada “C” con esta señal. 6. Ahora puede trabajar con componentes relativamente simples pero engorrosos: un decodificador y un convertidor de digital a analógico (DAC). Por ejemplo, así es como conseguí mi decodificador. Nada complicado: decodificadores de masa e interruptores de transistores para controlar optoacopladores e indicadores semiconductores LED-OA. Los decodificadores son bastante tradicionales: K561ID1 - conversor de código binario a decimal y K561ID4 - conversor de código binario a siete segmentos. El DAC se construirá de manera similar. El único punto sutil es la definición de rangos. Comparación de límites de ajuste entre decenas y unidades. Tenemos 7 decenas y 10 unidades. Dividamos el voltaje de salida total en 80 gradaciones: resulta 0,04. Multiplica por 10 y obtienes 0,4. Esto significa que una sola descarga regula el voltaje dentro de 400 mV. Por lo tanto, los 2,6 V restantes se controlan mediante decenas. Ahora solo queda seleccionar resistencias conmutadas por interruptores optoacopladores y, con su ayuda, construir la escala de ajuste deseada. Esto es lo que pasó. Autor: Pavel A. Ulitin (Soundoverlord); Publicación: cxem.net Ver otros artículos sección Nodos de equipos de radioaficionados. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Cuero artificial para emulación táctil.
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