Πώς να: ένας περιστροφικός κωδικοποιητής χωρίς επαφή: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτή η σημείωση εφαρμογής περιγράφει πώς να σχεδιάσετε έναν περιστροφικό διακόπτη ή κωδικοποιητή υψηλής αξιοπιστίας χρησιμοποιώντας ένα Dialog GreenPAK. Αυτός ο σχεδιασμός διακόπτη είναι ανέπαφος και συνεπώς αγνοεί την οξείδωση και τη φθορά της επαφής. Είναι ιδανικό για χρήση σε εξωτερικούς χώρους όπου υπάρχει μακροχρόνια υγρασία, σκόνη, ακραίες θερμοκρασίες κ.λπ. Dialog GreenPAK SLG46537: Το GreenPAK CMIC παρέχει όλες τις λειτουργίες κυκλώματος για αυτόν τον σχεδιασμό. Δημιουργεί ένα σήμα (EVAL) για βελτιωμένο σήμα προς θόρυβο, λαμβάνει εισόδους από κάθε τομέα του περιστροφικού διακόπτη και ερμηνεύει κάθε τομεακό πεδίο χρησιμοποιώντας το Asynchronous State Machine (ASM) για να εγγυηθεί μόνο μία επιλογή διακόπτη.

Παρακάτω περιγράψαμε τα βήματα που απαιτούνται για να κατανοήσουμε πώς έχει προγραμματιστεί η λύση για τη δημιουργία περιστροφικού κωδικοποιητή χωρίς επαφή. Ωστόσο, εάν θέλετε απλώς να λάβετε το αποτέλεσμα προγραμματισμού, κατεβάστε το λογισμικό GreenPAK για να δείτε το ήδη ολοκληρωμένο GreenPAK Design File. Συνδέστε το GreenPAK Development Kit στον υπολογιστή σας και πατήστε πρόγραμμα για να δημιουργήσετε τον μετατροπέα 8Ch PWM για διαμόρφωση θέσης παλμού.

Βήμα 1: Έννοια σχεδίασης

Αυτός ο σχεδιασμός λειτουργεί με χρονισμό. Δημιουργεί ένα σήμα ρολογιού (EVAL) για να τραβήξει αργά προς τα πάνω κάθε τομέα μέσω εξωτερικών αντιστάσεων 100 kohm (Εικόνα 1). Το σήμα EVAL συνδέεται χωρητικά με τον κεντρικό «υαλοκαθαριστήρα» που οδηγεί την ανερχόμενη άκρη του επιλεγμένου τομέα γρηγορότερα από όλα τα άλλα (γρήγορα στο Σχήμα 1). Στη συνέχεια, η GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) αξιολογεί ποια άνοδος έφτασε πρώτη και το αποτέλεσμα ασφαλίζεται. Το πλεονέκτημα του σχεδιασμού χωρητικής σύζευξης είναι η αξιοπιστία. Είτε ο κωδικοποιητής είναι χωρητικός και στη συνέχεια φθείρεται σε απευθείας σύνδεση, είτε έχει δημιουργηθεί άμεση σύνδεση και στη συνέχεια υποβαθμίζεται (οξειδώνεται) σε χωρητικό, εξακολουθεί να λειτουργεί. Το σχηματικό ανώτερο επίπεδο στο σχήμα 1 δείχνει τις εξόδους που συνδέονται με εξωτερικές λυχνίες LED για επίδειξη.

Το Σχήμα 2 είναι ένας παλμογράφος που παρουσιάζει τη διαφορά στον χρόνο κινδύνου ενός μαξιλαριού τομέα με τον υαλοκαθαριστήρα ευθυγραμμισμένο με αυτό, έναντι του χρόνου επαναφοράς των άλλων μη επιλεγμένων μαξιλαριών. Το δέλτα Τ είναι 248 nS, το οποίο είναι περισσότερο από αρκετό περιθώριο για την επίλυση της GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM).

Το ASM μπορεί να επιλυθεί σε ένα νανοδευτερόλεπτο και το κύκλωμα εσωτερικής διαιτησίας του εγγυάται ότι ισχύει μόνο μία κατάσταση. Επομένως, μόνο μία έξοδος θα καταχωρηθεί ανά πάσα στιγμή.

Βήμα 2: Εφαρμογή σχεδιασμού GreenPAK

Το σχηματικό πρόγραμμα που έχει προγραμματιστεί στο GreenPAK CMIC φαίνεται στο σχήμα 3.

Για εξοικονόμηση ενέργειας, το σήμα EVAL δημιουργείται με ρυθμό κατάλληλο για το χρόνο απόκρισης της εφαρμογής. Ο ταλαντωτής χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιείται και διαιρείται περαιτέρω με CNT2. Σε αυτό το παράδειγμα είναι περίπου 16 Hz. Δείτε τις ρυθμίσεις διαμόρφωσης στο Σχήμα 4.

Η απεικόνιση των πιθανών μεταβάσεων κατάστασης φαίνεται στο διάγραμμα κατάστασης ASM (Εικόνα 5).

Ένα ελαφρώς καθυστερημένο αντίγραφο του EVAL χρησιμοποιείται ως επαναφορά ASM με κάθε κύκλο. Αυτό διασφαλίζει ότι ξεκινούν πάντα από το STATE0. Μετά την κατάσταση επαναφοράς ASM, το σήμα EVAL παρακολουθείται από το ASM σε κάθε ένα από τα τακάκια. Μόνο το πιο πρώιμο άκρο θα προκαλέσει μετάβαση της κατάστασης εκτός του STATE0. Τυχόν επακόλουθες ανερχόμενες άκρες από άλλα μαξιλάρια θα αγνοηθούν αφού είναι δυνατή μόνο μία μετάβαση κατάστασης. Αυτό οφείλεται επίσης στον τρόπο με τον οποίο διαμορφώσαμε το ASM όπως φαίνεται στο Σχήμα 6. Κάθε μία από τις 6 καταστάσεις εξόδου ASM αντιστοιχεί μόνο σε ένα από τα τμήματα τομέα. Οι ασφάλειες DFF διατηρούν το αποτέλεσμα ASM σταθερό, έτσι ώστε να μην υπάρχει μεταγωγή της τελικής εξόδου κατά την επαναφορά ASM. Η επιθυμητή πολικότητα για την οδήγηση των ακίδων εξόδου NMOS ανοιχτής αποστράγγισης μας απαιτεί να διαμορφώσουμε τα DFF με ανεστραμμένες εξόδους.

Βήμα 3: Αποτελέσματα δοκιμών

Οι παρακάτω φωτογραφίες δείχνουν ένα ακατέργαστο πρωτότυπο, πλήρως λειτουργικό. Είναι επίσης χαμηλής ισχύος, μετρώντας μόνο 5 uA για το GreenPAK. Η διάταξη των μαξιλαριών και του υαλοκαθαριστήρα μεγιστοποιείται για ισχυρότερο σήμα. Το πρωτότυπο βρέθηκε να είναι απρόσβλητο από ισχυρές παρεμβολές RF, όπως μεγάλους λαμπτήρες φθορισμού και ραδιόφωνο 5 W 145 MHz. Αυτό είναι πιθανό επειδή όλα τα μαξιλάρια λαμβάνουν την παρεμβολή σε κοινή λειτουργία.

Είναι δυνατή η τοποθέτηση των επιφανειών και των διαστάσεων των υαλοκαθαριστήρων, ώστε να μην υπάρχει αλληλοεπικάλυψη 2 μαξιλαριών ταυτόχρονα με τον υαλοκαθαριστήρα σε οποιαδήποτε θέση. Αυτό μπορεί να μην είναι πραγματικά απαραίτητο δεδομένου ότι το κύκλωμα διαιτησίας ASM θα επιτρέψει μόνο μία από τις καταστάσεις να είναι έγκυρη, ακόμη και σε περίπτωση 2 ταυτόχρονων ανερχόμενων ακμών. Αυτός είναι ένας άλλος λόγος που αυτός ο σχεδιασμός είναι στιβαρός. Η καλή ευαισθησία επιτυγχάνεται με τη διάταξη του πίνακα που έχει ίχνη διασύνδεσης με τα μαξιλάρια πολύ στενά και ίσο μήκος μεταξύ τους, έτσι ώστε η συνολική χωρητικότητα κάθε τομεακού μαξιλαριού να ταιριάζει με τα άλλα. Ένα τελικό προϊόν θα μπορούσε να περιλαμβάνει μηχανικά προστατευτικά για τον υαλοκαθαριστήρα, ώστε να "κουμπώνει" όταν βρίσκεται στο κέντρο κάθε θέσης και παρέχει επίσης μια ωραία αίσθηση αφής.

ConclusionDialog’s GreenPAK CMIC προσφέρει χαμηλή ισχύ, στιβαρή και πλήρη λύση για αυτόν τον περιστροφικό διακόπτη υψηλής αξιοπιστίας. Είναι ιδανικό για εφαρμογές όπως χρονοδιακόπτες εξωτερικού χώρου και χειριστήρια που απαιτούν σταθερή, μακροπρόθεσμη λειτουργία.