Så här: en kontaktlös roterande kodare: 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Denna applikationsnot beskriver hur man konstruerar en hög tillförlitlig vridomkopplare eller kodare med en Dialog GreenPAK ™. Denna omkopplare är kontaktlös och ignorerar därför kontaktoxidation och slitage. Den är idealisk för utomhusbruk där det finns långvarig fukt, damm, extrema temperaturer etc. Dialog GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC tillhandahåller alla kretsfunktioner för denna design. Den genererar en signal (EVAL) för förbättrad signal till brus, tar emot ingångar från varje sektionsplatta på den roterande omkopplaren och tolkar varje sektorsplatta med hjälp av Asynchronous State Machine (ASM) för att garantera endast ett switchval.

Nedan beskrivs stegen som behövs för att förstå hur lösningen har programmerats för att skapa en kontaktlös roterande kodare. Men om du bara vill få resultatet av programmeringen, ladda ner GreenPAK -programvara för att se den redan färdiga GreenPAK -designfilen. Anslut GreenPAK Development Kit till din dator och tryck på programmet för att skapa omvandlaren 8Ch PWM till pulslägesmodulering.

Steg 1: Designkoncept

Denna design fungerar enligt tidpunkten. Den genererar en klocksignal (EVAL) för att långsamt dra upp varje sektordyna genom externa 100 kohm -motstånd (Figur 1). EVAL -signalen är kapacitivt kopplad till den centrala "torkaren" som driver den stigande kanten på den valda sektordynan snabbare än alla andra (snabbt i figur 1). GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) utvärderar sedan vilken stigande kant som kom först och resultatet låses. Fördelen med den kapacitiva kopplingsdesignen är tillförlitlighet. Oavsett om kodaren är byggd kapacitiv och sedan slits ut för direktanslutning, eller byggd direktanslutning och sedan försämras (oxiderar) till kapacitiv, fungerar det fortfarande. Den översta schemat i figur 1 visar utgångarna anslutna till externa lysdioder för demonstration.

Figur 2 är ett oscilloskop som visar skillnaden i risetid för en sektordyna med väljaren torkad i linje med den, jämfört med restiden för de andra ovalda kuddarna. Delta T är 248 nS, vilket är mer än tillräckligt med marginal för GreenPAK Asynchronous State Machine (ASM) att lösa.

ASM kan lösa in under en nanosekund, och dess interna skiljedomskretsar garanterar att endast en stat är giltig. Därför registreras endast en utgång när som helst.

Steg 2: GreenPAK Design Implementation

Den schematiska programmeringen i GreenPAK CMIC visas i figur 3.

För att spara ström genereras EVAL -signalen med en hastighet som är lämplig för applikationens responstid. Lågfrekvensoscillatorn används och delas vidare med CNT2. I det här exemplet är det ungefär 16 Hz. Se konfigurationsinställningar i Figur 4.

Illustrationen av de möjliga tillståndsövergångarna visas i ASM -tillståndsdiagrammet (figur 5).

En något försenad kopia av EVAL används som en ASM -återställning med varje cykel. Detta säkerställer att vägarna börjar från STATE0. Efter ASM -återställningstillståndet övervakas EVAL -signalen av ASM vid var och en av plattorna. Endast den tidigaste stigande kanten kommer att orsaka tillståndsövergången från STATE0. Alla efterföljande stigande kanter från andra dynor ignoreras eftersom endast en tillståndsövergång är möjlig. Detta beror också på hur vi konfigurerade ASM enligt figur 6. Var och en av de 6 ASM -utmatningslägena motsvarar endast en av sektordynorna. DFF -spärrarna håller ASM -resultatet stabilt så att det inte sker någon omkoppling av den slutliga utgången under ASM -återställning. Den önskade polariteten för att driva våra open drain NMOS -utgångar kräver att vi konfigurerar DFF: erna med inverterade utgångar.

Steg 3: Testresultat

Bilderna nedan visar en rå prototyp, fullt fungerande. Det är också låg effekt och mäter bara 5 uA för GreenPAK. Layouten på kuddar och torkare maximeras för starkaste signalen. Prototypen visade sig vara immun mot stark RF -störning som stora lysrör och 5 W 145 MHz radio. Detta beror troligen på att alla plattor får störningar i vanligt läge.

Det är möjligt att lägga ut kuddar och torkarmått så att det inte finns någon överlappning av 2 kuddar samtidigt till torkaren i någon position. Detta kanske inte är nödvändigt eftersom ASM -skiljedomskretsarna tillåter att endast en av delstaterna är giltiga, även vid 2 samtidiga stigande kanter. Det är en annan anledning till att denna design är robust. God känslighet uppnås genom att brädans layout har sammankopplingsspår till dynorna mycket smala och lika långa till varandra så att den totala kapacitansen för varje sektordyna matchas med de andra. En slutprodukt kan innehålla mekaniska spärrar för torkaren så att den "klickar" när den är centrerad till var och en av positionerna, och ger också en fin taktil känsla.

SlutsatsDialogs GreenPAK CMIC erbjuder en lågeffektiv, robust och komplett lösning för denna högt tillförlitliga vridomkopplare. Den är idealisk för applikationer som utomhus timers och kontroller som kräver stabil, långsiktig drift.