валкодер что это такое

Валкодер принцип работы

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

В отличие от переменного резистора, положение ручки валкодера меняется дискретно, “щелчками”, при этом идет несколько коммутаций, последовательность которых зависит от выбранного пользователем направления вращения. На один полный оборот может быть разное число дискретных положений (12, 20, 24), в зависимости от типа устройства.

Принцип работы такого валкодера становится понятным из его таблицы истинности, графика и функциональной схемы:

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Сигналы с этого трехконтактного датчика поворота идут со сдвигом фазы в 90 градусов. Обычно один из сигналов (А или В) используется для счёта импульсов, а другой для определения направления. Например, при вращении ручки вправо, в момент появления напряжения на А, на И оно еще отсутствует. А при вращении влево, в момент появления напряжения на В, на А оно уже есть. То есть дополнительно подключенная схема или микроконтроллер легко поймет направление вращения, как и сосчитает количество импульсов во время вращения ручки.

Как видно из временных диаграмм на рисунке выше, при повороте на одно дискретное положение (на один “щелчок”), на выводах A и B появляются импульсы отрицательной полярности, сдвинутые по фазе между собой. Сдвиг фаз зависит от выбранного направления вращения. На ВД можно обозначить четыре состояния, которые составляют период одного дискретного изменения (“щелчка”), длительность периода изменяется примерно от 2 мс до 4 мс.

На рисунке ниже показан пример схемы подключения валкодера к микроконтроллеру:

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Выводы A и B нужно обязательно подтянуть к линии питания +5В с помощью подтягивающих резисторов, также необходимо установить емкости C1 и C2 которые снижают влияние дребезга контактов.

Практический пример такого подключения хорошо описан здесь:

Аналогичную схему можно легко собрать и своими руками, например на отечественной цифровой микросхеме и двух оптронах (АОТ147Б):

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

На логических элементах ИЛИ-НЕ DD1.1 и DD1.4 собрана схема, укорачивающая импульсы идущие с вывода VAL0, длина импульса подбирается, номиналами конденсатора C2 и резистора R4, чтобы микроконтроллер смог зафиксировать импульс. DD1.2 и DD1.3 используются в роли буферных элементов.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Источник

Валкодер — энкодер для ввода аналоговых параметров в PLC

Практически в каждой инженерной задаче, связанной с управлением техпроцессом, интерфейсом, между системой и человеком бывает необходима плавная, аналоговая регулировка того или иного параметра. Например, уставки регуляторов, уровни в резервуарах, задания скоростей приводов, температур и тому подобное. В приборостроении разработчики для таких целей давно и успешно применяют энкодеры, или еще одно название приборов — валкодеры.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Достоинства валкодера очевидны. Удобство, эргономичность, тактильный эффект, оперативное без задержки воздействие на выбранный параметр, отсутствие температурного и временного дрейфа.

Специалисты компании ООО «СП Инжиниринг» разработали универсальный валкодер для промышленных применений.

Валкодер имеет широкий диапазон питания, от 5 до 30 В. Соответственно и выходные сигналы могут иметь любой уровень в диапазоне от TTL до HTL. В прибор встроены защиты от переполюсовки питания, от короткого замыкания и от перенапряжений по выходам.

Для простоты обработки контроллером квадра-турные сигналы А и В преобразованы в сигналы направления DIR и счета ST. На выходе DIR уровень 1 соответствует вращению по часовой стрелке, уровень 0 — против часовой стрелки. Выход ST повторяет импульсы канала A энкодера. Выход DIR подключается ко входу направления счетчика, выход ST подключается к счетному входу. Такое преобразование позволяет отказаться от относительно дорогих модулей обработки квадратурного сигнала и использовать простые аппаратные или программные счетчики, которые есть в составе практически любого современного PLC.

В минимальном варианте валкодер можно опрашивать парой обычных дискретных входов PLC и простой функцией программного счетчика. Если необходимо обрабатывать одновременно несколько валкодеров, удобно использовать аппа-ратные счетчики, «привязанные» к дискретным входам, опрос большого количества энкодеров и визуализация на панели оператора происходит быстро и плавно.

В каждом энкодере встроена дополнительная кнопка — вертикальное движение маховичка. Эту кнопку удобно использовать для включения/выключения подсветки параметра, подтверждения ввода, переключения разрешающей способности, цены деления и т. п.

Немного о конструкции

Энкодер имеет пылезащитный корпус. Он выполняется либо из капролона, либо из алюминия.

Питание и выходные сигналы подключаются через клеммный разъем. В случае необходимости энкодер может быть быстро заменен. Габариты, не считая вала — ВхШхГ 35х30х18 мм (модификация EN2424-2).

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Примеры применений

Энкодер может иметь самое разнообразное применение: от устройств ввода заданий, уставок различных технологических процессов до рукояток ручного перемещения манипуляторов, несложных ЧПУ станков и т. п.

Управление электроприводом

Валкодерами задается общая скорость машины и приращения по каждой приводной точке. Текущее значение параметра отображается на панели оператора в цифровом виде и в виде графической полоски. Положительное опережение — полоска зеленая, растет вверх, отрицательное опережение — полоска синяя, растет вниз.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такоеПульт системы управления приводом

Вертикальной кнопкой, перебором, задается величина шага (цена деления одного импульса) десятые сотые или тысячные заданной скорости. По сравнению с традиционным решением (кнопки «больше»/ «меньше») ввод скоростей и приращений энкодерами позволяет ускорить ввод параметров. Оператор получает возможность влиять не только на значение параметра, но и на характер (скорость) изменения параметра. В ряде случаев это позволяет избежать обрывов материала, лучше «чувствовать» технологический процесс.

Решение будет весьма кстати в бумажной промышленности — для управления приводами БДМ, КДМ, гофроагрегатов, ПРС. В цветной и черной металлургии — в прокатном производстве, на линиях финальной отделки листа, всевозможных линиях резки, также в производстве полимерных пленок, в производстве кабеля, в производстве нетканых материалов — практически везде, где есть многодвигательные приводные системы.

Система управления гидроприводами

Валкодер изменяет уставку пропорционального клапана, которая в свою очередь формируется контроллером и выдается в клапан, одновременно отображается на панели оператора в графической и цифровой форме. Достоинство — наглядность для персонала, эргономичность, удобство. Кроме того, применение валкодеров позволило избежать использования аналоговых вводов. Приятный бонус — подсветка.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такоеПульт управления гидросистемой

Применение валкодеров как приборов ручного ввода аналоговых параметров — это свежее решение, привносящее новую функциональность, эргономику, удобство и эстетику в современные системы управления.

Источник: ООО «СП Инжиниринг». Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 4-5 2019 год

Источник

Что есть валкодер.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Ща я вам как расскажу, как устроен валкодер. Да проще некуда.
В самом простом механическом валкодере есть три контакта, один общий и два сигнальных.
Валкодеры сейчас можно встретить почти повсеместно, в музыкальных центрах, автомагнитолах, и прочей бытовой мишуре.

Проще можно пояснить действие валкодера таблицей истинности:
валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

На всякий случай приклею график:
валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Сигналы с валкодера поступают со сдвигом фазы в 90 градусов.
То есть за один щелчок валкодер проходит все пять пунктов согласно таблице. Обычно один из сигналов (VAL0,VAL1) используется для счёта импульсов, а второй для определения направления. Например, при вращении ручки валкодера вправо, в момент появления напряжения на VAL0, на VAL1 его ещё нет. А при вращении ручки влево, в момент появления напряжения на VAL0, на VAL1 оно уже присутствует. То есть можно определить направление вращения, и сосчитать количество импульсов во время поворота ручки валкодера. Отсюда можно предложить следующую схему валкодера:
валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Здесь может быть использовано два щелевых оптрона, например АОТ147Б, можно использовать светодиод и сдвоенный фототранзистор из старой шариковой мышки. Оттуда же можно взять колесо со «щёлками».

А теперь о схеме подробнее. На транзисторах VT1 и VT2 собрана схема, укорачивающая импульсы VAL0, потому как самодельный оптический валкодер, как правило, не имеет фиксации в нейтральном положении, и что будет, если будет открыт верхний оптрон, программа в МК или будет бесконечно считать, или попросту зависнет, ожидая снятия напряжения с VAL0. Для этого и была введена данная укорачивающая схема, длина импульса выбирается, подборкой C1 и R5, достаточная для того, чтобы МК смог зафиксировать импульс.

В принципе данную схему можно собрать и на цифровой микросхеме, что, по-моему, даже лучше:
валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

На элементах DD1.1 и DD1.4 собран аналог транзисторной схемы, а свободные элементы DD1.2 и DD1.3 применены в качестве буферных элементов. Это, конечно же, не универсальная схема, так что пробуйте, экспериментируйте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник

Гид по эффектам: что такое вокодер

Как устройство для кодирования речи стало популярным эффектом в музыкальной индустрии.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Вокодер был изобретён в 1920-х годах для нужд коммуникации и связи. Однако своё предназначение вокодер нашёл в электронной музыке, где стал инструментом для создания роботизированных голосов. Спустя почти сто лет после своего появления вокодер активно используется в музыкальной индустрии, но далеко не все знают, как появился этот инструмент и как он обрабатывает голос. Из этого текста вы узнаете, как Вторая Мировая война популяризовала синтезаторы речи, как работает вокодер и как им пользоваться.

Разработка вокодера началась в 1928 году силами инженера Гомера Дадли, работавшего на Bell Labs. Итоговый результат был готов к середине 1930-х, в ноябре 1937 года Дадли получил первый патент на изобретение, а в 1939 году — второй. Идея Дадли заключалась в том, чтобы воспроизвести речевой и голосовой аппарат человека посредством электроники. С помощью электронных компонентов и эффектов инженер стремился максимально точно сымитировать работу речевого тракта — то, как звук издаётся благодаря прохождению воздуха через лёгкие и другие органы внутри человеческого тела.

В 1939 году Bell Labs продемонстрировала общественности устройство для синтеза речи VODER (Voice Operating Demonstrator), проведя серию показов в Нью-Йорке и Сан-Франциско. Внутри устройства располагалась пара переключаемых осцилляторов и шумогенератор в роли источника звукового сигнала. Специальный вокальный тракт, состоявший из десятиполосных фильтров, был соединён с чувствительной к силе нажатия клавиатурой, которая управляла интенсивностью фильтрации. Изменение высоты звука производилось посредством ножной педали. Дополнительные специальные клавиши отвечали за генерацию букв «P», «D», «J», а также комбинаций звуков «JAW», «CH».

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое Показ возможностей VODER в Нью-Йорке, 1939 год

VODER был очень сложен в использовании — без специальной подготовки и обучения, которое длилось несколько месяцев, сгенерировать узнаваемую речь было непосильной задачей. Для проведения ежедневных демонстраций Bell Labs специально обучили 20 человек, которые посменно показывали всем желающим новинку. Во время показа VODER произносил фразу «Good afternoon, radio audience!».

В 1949 году появился голосовой преобразователь KO-6, который кодировал речь и информацию со скоростью 1200 бит в секунду. В 1953 году появился ещё один вокодер — KY-9 THESEUS, который не только увеличил скорость обработки до 1650 бит в секунду, но и использовал другие компоненты. За счёт изменившихся материалов вес вокодера удалось снизить с 55 тонн у SIGSALY до 256 килограмм у KY-9. Наконец, в 1961 году вместе с выходом преобразователя HY-2 удалось снизить вес вокодера до 45 килограмм, а также увеличить скорость кодирования до 2400 бит в секунду. HY-2 стал последним промышленным вокодером, использовавшимся в защищённых системах связи — инструмент остался только на потребительском рынке.

В 1948 году немецкий учёный Вернер Майер-Эпплер, проявлявший особый интерес к синтезу голоса, опубликовал диссертацию на тему синтеза речи и электронной музыки с точки зрения синтеза звука. Позднее его знания сыграли важную роль в создании Студии электронной музыки Радио Западной Германии (англ. Studio for Electronic Music WDR) в Кёльне в 1951 году.

Первое использование вокодера для создания музыки состоялось в 1959 году всё в той же Германии. В период с 1956 по 1959 годы компания Siemens разработала синтезатор Siemens Synthesizer, который мог преобразовывать звук в речь. В 1968 году Роберт Муг, основатель известной компании Moog, разработал один из первых вокодеров, созданных специально для применения в музыкальной индустрии. Вокодер был сделан по заказу Университета Баффало.

После этого история закрутилась сама по себе, а вокодер прочно вошёл во все сферы аудио и видео. Для широкого круга слушателей инструмент стал известен благодаря Kraftwerk, который собрали вокодер для своих экспериментов самостоятельно, и использовали его с момента своего основания в 1970 году. Самым же известным и популярным примером применения вокодера стал альбом Kraftwerk «Trans-Europe Express», подробнее о котором мы рассказывали в обзоре необычных музыкальных инструментов немецких электронщиков.

Как работает вокодер

Лучше одного сигнала — два сигнала. Для работы вокодеру нужны два источника звука:

Звук проходит через специальный «банк фильтров», который анализирует сигнал модулятора, разделяет его на частотные диапазоны и применяет фильтр к каждой полосе. Сами фильтры всегда работают так, что точка среза устанавливается строго по центру каждого диапазона в сигнале модулятора. Вне зависимости от плотности нарезки, внутри каждого диапазона сигнал фильтруется в центре.

Затем на модулятор подаётся сигнал-оператор, который проходит через все фильтры. В зависимости от гармоник и обертонов в сигнале-модуляторе, вокодер повышает или понижает точку среза каждого фильтра.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое Схема работы голосового преобразователя VODER Гомера Дадли. На сегодняшний день принцип работы вокодера практически не изменился.

Если отбросить всю техническую заумь и перейти к более приземлённым примерам, проведём аналогию с человеческим голосом. Звук голоса также формируется посредством сигналов операторов и модуляторов. Когда мы хотим что-то сказать, лёгкие выдувают поток воздуха, который проходит через вибрирующие голосовые связки — так «генерируется» исходный сигнал-оператор. Одновременно с этим вибрирует оставшаяся часть голосового аппарата, что генерирует сигнал-модулятор. Его характеристики отличаются от исходного сигнала и напрямую влияют на его звучание.

Когда воздух и звук покидают наш рот, люди слышат совмещённый сигнал оператора и модулятора. То, что слышат наши собеседники — результат влияния модулятора на оператор их объединении. Именно модулятор формирует итоговые характеристики голоса: высоту, тембр, глубину. Вокодер работает схожим образом: исходник изменяется за счёт характеристик дополнительного сигнала.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Любой аудиосигнал может быть оператором или модулятором (причём одновременно). Несмотря на это продюсеры обычно используют синтезированные звуки в роли оператора, а голос — в качестве модулятора. Классический пример использования вокодера в музыке — уже упомянутый трек Kraftwerk «Trans-Europe Express» (отметка в районе 1:16) с одноимённого альбома немецкого коллектива. Оператором выступает сигнал синтезатора с формой волны Saw, модулятором — обычная речь.

Более экспериментальное использование вокодера найдётся в знаменитом треке Kavinsky «Nightcall», который стал одним из пионеров коммерческого синтвейва (особенности стиля мы уже разбирали подробно). Воссоздать такой же эффект можно с помощью iZotope VocalSynth при настройке патча таким образом, что он генерировал аккорды из двух квадратных звуковых волн и белого шума в роли оператора, которые модулируются голосом. Смело переходите на эту страницу, чтобы посмотреть во всех подробностях, как создаётся такой эффект.

Как пользоваться вокодером

Чтобы вокодер звучал не хуже, чем на различных коммерческих записях, сигнал-оператор должен быть богат на обертона. Чем насыщеннее оператор, тем заметнее проявляется влияние модулятора.

Начните эксперименты с патчей с пилообразной формой звуковой волны (Saw) или тех, что частично созданы на её основе. По своему содержанию сигналы с пилообразной волной богаче и насыщеннее сигналов с треугольной или синусоидальной формой. Хорошая практика — компрессировать или сатурировать сигнал-оператор на пути в вокодер. Сжатие динамического диапазона акцентирует внимание на эффекте от прохождения сигнала через банк фильтров.

Голос в роли модулятора — не простая говорильня. Произносить слова при записи нужно очень чётко и чисто, явно выделяя артикуляцию. Каким бы не был ваш голос, именно чёткая дикция создаёт тот самый эффект вокодера, напоминающий речь робота. Обратите внимание, как всё в той же «Nightcall» Кавински чётко и медленно проговаривает и пропевает каждое слово. При работе с вокодером от вас требуется тоже самое. Будете мямлить или забьете на артикуляцию и на выходе получите пережёванное компьютеризированное месиво.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое Вокодер Apple Logic Pro X EVOC-20 Vocoder

Высота звука не так важна при пении через вокодер. Вместо того, чтобы забираться выше или ниже по звукоряду и пытаться поразить всех своими вокальными данными, сконцентрируетесь на других характеристиках голоса: тембре, глубине, чистоте, чёткости звукоизвлечения.

Какие параметры управляют работой вокодера

Аппаратные и VST-вокодеры оснащаются схожим набором параметров. В большинстве случаев настройки идентичны: в зависимости от производителя могут меняться названия регуляторов и настроек, но чуть остаётся неизменной.

Количество полос (Bands)

Параметр Bands отвечает за активность нарезки сигнала на диапазоны. В зависимости от положения регулятора модулятор разделяет сигнал на заданное число диапазонов. В отличие от виртуальных вокодеров и плагинов, винтажные аппараты ограничены в числе диапазонов, на которые можно нарезать сигнал. Для получения классического роботизированного звука в духе Kraftwerk параметр Bands можно установить в пределах 8-12 пунктов.

Диапазон частот (Frequency Range)

Указывает верхнюю и нижнюю границу частотного спектра сигнала-оператора. Во время работы вокодер заберёт для обработки сигнал только в заданном диапазоне, всё остальное пройдёт мимо эффекта. Чтобы повысить разборчивость звука, верхний порог лучше вывести за отметку 5 кГц.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое Вокодер Roland VP-330 — один из самых популярных и распространённых вокодеров в музыкальной индустрии. Использовался в сотнях композиций 1980-х годов — звучание VP-330 можно услышать, например, в творчестве The Cars и Лори Андерсон.

Форманта (Formant)

Некоторые модели вокодеров оснащаются возможностью настройки форманты — параметр часто называют «Shift» (сдвиг). С его помощью пользователь может расширить или сузить нарезанные диапазоны для фильтрации. Расширение делает обработанный сигнал ярче, сужение — мутнее и глубже.

Обычно параметром форманта настраивают вокодер под женские и мужские голоса — сдвиг делает роботизированный голос более жено- или мужеподобным. Некоторые модели вокодеров вместо ручки формантов оснащаются параметром «Gender», позволяющим настроить, если так можно выразиться, половую принадлежность получающегося голоса

Неголосовые звуки (Unvoiced)

Неголосовые звуки не обладают высотой и представляют собой шум по всему частотному диапазону, игнорируется вокодером. Радоваться исключению таких шумов нет смысла: представьте, как звучат привычные слова без всё тех же букв «П» и «Б» («привычный» — «риычный», «проблема» — «ролема»).

Гуру эффектов выбрали эти статьи для вас 🧐

Источник

Конструируем валкодер

Валкодер – устройство, меняющее какую-то величину в зависимости от поворота оси. Такая штука водится, например, в роликовой мыши или в музыкальном центре. Собственно, сам по себе валкодер довольно прост, но мы усложним задачу тем, что не будем использовать микроконтроллер, как это практикуется во всех промышленных образцах. Валкодер интересен тем, что в нем переплетаются очень многие приемы, применяемые в цифровой и аналоговой электронике. Итак ТЗ: разработать устройство, изменяющее выходное напряжение в диапазоне 0 – 3В, в линейной зависимости от угла поворота оси. Изменение напряжение должно быть реверсивным, с количеством градаций не менее 80. Выходной сигнал должен быть изолирован он рабочих напряжений устройства (гальваническая развязка). Полное нарастание/спад напряжения происходит при изменении угла поворота оси от 0 до 1440 градусов (4 оборота). Устройство должно сохранять работоспособность в диапазоне питающего напряжения от 8 до 15В. Предусмотреть цифровую индикацию напряжения.

1. C чего начать?

2. Теперь попробуем описать алгоритм работы:

*При включении на выходе 0.

*ЕСЛИ на выходе 0 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается по часовой стрелке – добавить 1 в выходной код.

*ЕСЛИ на выходе 0 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается против часовой стрелки- не выполнять никаких действий

*ЕСЛИ на выходе 1010000 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается по часовой стрелке- не выполнять никаких действий

*ЕСЛИ на выходе 1010000 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается против часовой стрелки- вычесть 1 из выходного кода

*ЕСЛИ на выходе число отличное от 0 и 1010000 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается по часовой стрелке – добавить 1 в выходной код

*ЕСЛИ на выходе число отличное от 0 и 1010000 И есть импульс с датчика И ручка поворачивается против часовой стрелки – вычесть 1 из выходного кода.

*ЕСЛИ нет импульса с датчика – не выполнять никаких действий.

3. Составим блок-схему устройства:

Очевидно, что механическая часть должна сообщать как о самом вращении, так и о его направлении. Значит датчик должен выдавать 2 сигнала. В результате получается, что устройство должно состоять из реверсивного счетчика, блока согласования-развязки и цифроаналогового преобразователя.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Согласователь должен выводить сигнал о переполнении и запрещать счетчику складывать (если получен максимум) или вычитать (если получен минимум).

4. Конструируем датчик:

Воды вылито достаточно, теперь можно говорить более предметно. Механика зависит от электроники, а электроника от механики, поэтому рассмотрим датчик как единое целое. Вполне понятно, что использовать оптический датчик гораздо удобнее, нежели контактный, значит мы пришли к перфорированному колесу. Получить импульсы проще простого, осталось определить направление вращения. Есть два пути: использовать две оптопары (излучатель + приемник) расположив их таким образом, что освещается сначала один приемник, а затем второй. Либо использовать заслонку, скользящую на той же оси, что и колесо (момент, создаваемый осью, должен превышать массу заслонки и она не должна поворачиваться под собственной тяжестью). Эта заслонка поворачивается синхронно с колесом на определенный угол (не более 4,5 градусов в обе стороны) и открывает/заслоняет дополнительный (стробирующий) фотоприемник. Этот вариант сильно усложняет механику, хотя весьма прост в схемотехнической реализации (логическая схема «И»), поэтому вернемся к первому варианту. Теперь прикинем временные эпюры сигналов, создаваемых датчиком.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Как видно из рисунка, сигналы приемников смещены по фазе на 90 градусов. Этого легко добиться расположив приемники рядом в одну линию. Таким образом, когда отверстие проходит над приемниками, сначала освещается первый приемник, затем оба, затем второй.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Предположим, колесо (3) вращается по часовой стрелке вокруг оси (2). Когда отверстие (1) подходит к оптопарам, Сначала освещается правый приемник (5), затем оба, затем только левый (4). И это повторяется 20 раз за один оборот. Из приведенных эпюр видно, что на заднем фронте импульса с правого приемника формируется некий стробирующий сигнал. На нем мы и будем строить результирующий сигнал датчика: во-первых, он генерируется в единственном экземпляре при освещении приемников, во-вторых, он прекрасно характеризует направление вращения. Совпадая с импульсом левого датчика при вращении по часовой стрелке, он дает возможность выделить положительный импульс при помощи логического элемента «И». Для получения этого чудо-импульса нам понадобится одновибратор для получения нужной длительности. Исходный фронт отрицательный, поэтому его нужно инвертировать. Попробуем набросать схему: петля ООС одновибратора рассчитывается исходя из максимальной частоты вращения колеса – длительность стробирующего импульса не должна превышать 1/4 периода «правого» сигнала. Цепочка С1R4 рассчитывается исходя из того, что формируемый ею импульс должен составлять 0,1Тстр.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

5. Построим самый простой блок в устройстве – счетчик.

Хотел нарисовать схему на триггерах, но это показалось мне совсем уж чудовищным глумлением над электроникой. Если интересно, схему реверсивного счетчика на триггерах можно найти в любом справочнике по цифровым микросхемам. Поэтому наша задача сводится к выбору стандартного счетчика из традиционных серий КМОП. Итак, определим требования к счетчику:

*Напряжение питания 8-15В

Таким условиям удовлетворяет К561ИЕ14

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

Как видно на картинке, у счетчика есть входы предустановки. При помощи этих входов мы можем быстро выставлять на выходе необходимое напряжение, вызывая из внешнего ОЗУ соответствующий код. Разумеется в ОЗУ должен быть создан некий банк сохраненных уровней. В ТЗ не оговорена такая возможность, поэтому используем входы предустановки для сброса. Так же есть вход запрещения счета (РО). Но использовать его для защиты валкодера от переполнения не получится. Дело в том, что этот вход вовсе блокирует считчик и не дает ему считать даже в свободном направлении, а нам нужно, чтобы при достижении критического уровня в одном направлении, свободное направление оставалось свободным. Поэтому сигнал переполнения мы выделим после дешифратора. Этим сигналом мы будем стробировать вход «С».

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

6. Теперь можно заняться сравнительно простыми, но громоздкими узлами – дешифратором и цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП)

Вот таким, например, у меня получился дешифратор. Ничего хитрого: массовые дешифраторы и транзисторные ключи для управления оптронами и полупроводниковыми индикаторами СИД-ОА. Дешифраторы вполне традиционные: К561ИД1 – преобразователь двоичного кода в десятичный и К561ИД4 – преобразователь двоичного кода в семисегментный.

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое

ЦАП будет построен подобным образом. Единственный тонкий момент – определение диапазонов. Сопоставление границ регулировки десяткам и единицам. У нас 7 десятков и 10 единиц. Разделим полное выходное напряжение на 80 градаций: получается 0,04. Умножим на 10 – получается 0,4. Значит, единичный разряд регулирует напряжение в пределах 400мВ. Следовательно, оставшиеся 2,6В управляются десятками. Теперь осталось только подобрать резисторы, переключаемые оптронными ключами и, с их помощью, выстроить нужную шкалу регулировки.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

валкодер что это такое. Смотреть фото валкодер что это такое. Смотреть картинку валкодер что это такое. Картинка про валкодер что это такое. Фото валкодер что это такое