Tillämpning av roterande kodare med hög precision i servo -feedbackpositioneringssys

Rotary -kodare används ofta i positioneringssystem med servo -feedback. I detta fall är kostnaden för kodaren i allmänhet inte viktig. Emellertid kan kodaren också användas för att koda positionen för knoppar på vissa användargränssnitt, till exempel volymknappen på ett ljudsystem. För dessa knoppar kan potentiometrar väljas för billiga, högprecisions- och absolut-läsningsvärden, men deras resor är begränsade, vanligtvis till mindre än 340 °, eller optomekaniska roterande kodare finns tillgängliga. Deras resor är inte begränsad, men priset med hög, låg noggrannhet, bara relativa avläsningar. Detta designexempel försöker kombinera de två, med fördelarna med potentiometern, liksom egenskaperna hos den optiska maskinens rotationskodare gränslösa operation.
Kodaren använder strukturtekniken för standardpotentiometern, så det är lätt att producera. Det är i princip en dubbel borste ortogonal obunden potentiometer. Den har en fullständig cirkulär ring av resistivt material som är elektriskt anslutet i båda ändarna där två elektriskt oberoende borstar rör sig. De två borstarna är mekaniskt anslutna till varandra med en 90 ° vinkel (figur 1).

ADC i mikrokontrollern läser de två signalerna och firmware använder dessa två signaler för att bestämma kvadranten där axeln är belägen. När du känner till kvadranten kan du använda de två borstsignalerna för att beräkna axelpositionen. När borsten når kraftanslutningen bör denna signal ignoreras på grund av det icke-linjära svaret (figur 2). Det finns en 90 graders vinkel mellan de två borstarna, så det är inte möjligt att vara i en icke-linjär position samtidigt. Idag kommer även de mest grundläggande mikrokontrollerna att ha en 10-bitars ADC, så de två signalerna har totalt 11-bitars upplösning, eller bättre än 0,2 °. Om applikationen inte kräver en absolut avläsning eller en mjukvaruåterställning kan mikrokontrollern ignorera den.
Denna kvadratur vertexless potentiometer ger en upplevelse som liknar den gamla inställningsknappen på en klassisk analog radio. Det erbjuder nya möjligheter för design av mänskliga maskiner gränssnitt, vilket gör att konsumentprodukter kan få en ädel känsla till låg kostnad.