Decodificador rotativo simples: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Este instrutível descreve um método simples de decodificar um codificador rotativo sequencial usando um Arduino Uno R3.

As rotinas de software compactas são usadas para contar o número de transições, eliminar o salto do contato e determinar a direção da rotação. Componentes adicionais e tabelas de pesquisa não são necessários.

Versões de interrupção e não interrupção do código são fornecidas.

A versão de interrupção do código requer apenas um único pino de interrupção.

Imagens:

• A foto de abertura mostra o codificador montado.
• A captura de tela mostra o código para a versão de interrupção e a contagem quando o eixo do codificador é girado no sentido horário e anti-horário.
• O vídeo mostra a contagem durante a rotação rápida.

Etapa 1: Diagrama de Circuito

O diagrama de fiação do codificador é mostrado na fig.1.

Os fios do jumper são soldados diretamente aos pinos do codificador.

Troque os dois fios azuis se a direção da contagem for invertida.

Etapa 2: Lista de peças

As seguintes partes foram obtidas em

• 1 apenas Arduino UNO R3 com cabo USB.
• 1 apenas codificador rotativo sequencial (EC11 ou equivalente) com interruptor.
• 1 botão apenas para se adequar ao eixo.
• 3 fios de jumper macho para macho Arduino apenas.

Etapa 3: Teoria

Os codificadores rotativos sequenciais geram duas ondas quadradas, cada uma delas deslocada em 90 graus, conforme mostrado na Fig.1.

Os padrões lógicos no contato A e no contato B são diferentes quando o eixo é girado no sentido horário (CW) e anti-horário (CCW) nas posições 1 a 6.

Métodos comuns para determinar a direção de rotação incluem:

• hardware
• interrupções gêmeas
• tabelas de pesquisa de padrões

Este projeto usa um método de software que não requer tabelas de pesquisa. [1]

Direção

Em vez de olhar para os padrões de saída do contato A e do contato B, vamos nos concentrar no contato A.

Se amostrarmos o Contato B após cada transição do Contato A, notaremos que:

• O contato A e o contato B têm estados lógicos opostos quando o encoder é girado no sentido horário
• O contato A e o contato B têm o mesmo estado lógico quando o encoder é girado no sentido anti-horário

Código real:

// ----- Transições de contagem

CurrentStateA = stateContactA (); if (CurrentStateA! = LastStateA) {CurrentStateB = digitalRead (ContactB); if (CurrentStateA == CurrentStateB) Contagem ++; if (CurrentStateA! = CurrentStateB) Count--; LastStateA = CurrentStateA; }

Este método oferece as seguintes vantagens:

• tabelas de pesquisa não são necessárias
• apenas uma única linha de interrupção é necessária

Debounce

Todos os codificadores mecânicos sofrem de “ressalto de contato”.

Se um contato da chave não abrir / quebrar corretamente, seu estado lógico oscilará rapidamente de ALTO para BAIXO até que o contato da chave se estabilize. Isso resulta em contagens falsas.

Um método para suprimir o salto do contato é adicionar um pequeno capacitor em cada contato da chave. O capacitor e o resistor pull-up associado formam um integrador que efetivamente causa um curto-circuito nas altas frequências e permite que a tensão da chave aumente / diminua graciosamente.

A desvantagem dessa abordagem é que as transições podem ser perdidas se o eixo do codificador for girado rapidamente.

Debouncing de software

Este método usa dois contadores (aberto, fechado) que foram definidos como zero. [2]

Assim que uma transição for detectada no contato A:

• Pesquisar continuamente o contato A.
• Incremente o contador Aberto e zere o contador Fechado sempre que o Contato A estiver ALTO.
• Incremente o contador Fechado e zere o contador Aberto sempre que o Contato A estiver BAIXO.
• Saia do loop quando um dos contadores atingir uma contagem predeterminada. Estamos efetivamente procurando o período de estado estacionário após qualquer salto de contato.

Código real:

// ----- Debounce Contact A

while (1) {if (digitalRead (ContactA)) {// ----- ContactA está aberto Fechado = 0; // Integrador oposto vazio Open ++; // Integrar if (Abrir> MaxCount) return HIGH; } else {// ----- ContactA está fechado Open = 0; // Integrador oposto vazio Closed ++; // Integrar if (Fechado> MaxCount) return LOW; }}

Não há necessidade de eliminar o contato B, pois as transições do contato A e do contato B não coincidem.

Contando

Um “detentor” mecânico efetivamente duplica sua contagem, já que duas contagens são registradas entre os cliques (consulte a fig. 1).

O número de "detenções" pode ser determinado usando aritmética do módulo 2, conforme mostrado abaixo.

Código real:

// ----- Contar "detenções"

if (Contagem% 2 == 0) {Serial.print ("Contagem:"); Serial.println (contagem / 2); }

Referências

Mais informações podem ser encontradas em:

[1]

howtomechatronics.com/tutorials/arduino/ro…

[2]

newbiehack.com/ButtonorSwitchDebounceinSof…

Etapa 4: Software

Este projeto requer uma versão recente do IDE Ardino Uno R3 (ambiente de desenvolvimento integrado) que está disponível em

Baixe cada um dos dois esboços do Arduino a seguir (em anexo)

• rotary_encoder_1.ino (versão de votação)
• rotary_encoder_2.no (versão de interrupção)

Clique duas vezes em sua versão preferida e siga as instruções na tela.

Aproveitar …

Clique aqui para ver meus outros instructables.