Энкодер что это? Какие энкодеры бывают. Принцип работы механического энкодера на примере компьютерной мыши.
И очень важно(!) распайка энкодера мыши.
Что такое энкодер?
Энкодер (датчик угла поворота - ДУП, преобразователь угловых перемещений) – электронное устройство, преобразующее механическое движение - поворота объекта, в электрические сигналы.
По отношению сигналов к событиям (повороту вала)
- Инкрементальные (пошаговые, накапливающие)
- Абсолютные (позиционные)
Инкрементальные (пошаговые, накапливающие) - англ. increment - увеличение. Выдают значение в момент совершения события - поворота вала. Можно узнать скорость, направление вращения, но нет нулевой отметки, а значит становится неизвестно количество оборотов (нужны дополнительные приспособления, например концевой выключатель)
Инкрементальные энкодеры на выходе генерируют 2 линии (A и B) с импульсами смещенными относительно друг друга.
- Смещения импульсов относительно друг друга -направлении вращения.
- Количеству импульсов — об угле поворота (скорости)
Важная характеристика: дискретность - количество шагов, положений между импульсами, на один оборот вала.
Абсолютные (позиционные) - выдают значения о точном расположение вала в независимости было перемещение или нет. Можно узнать скорость, направление вращения, и количество оборотов (есть нулевая отметка)
По наличию\отсутствию контактной группы
- Контактные (резисторные, механические)
- Бесконтактные (оптические, магнитные)
По принципу действия
- Механические (контактные)
- Резисторные (потенциометры)
- Магнитные (на эффекте Холла)
- Оптические.
- Индуктивные
- Ёмкостные
Самые распространенные это:
- Механические (контактные)
- Резисторные (потенциометры)
- Магнитные (на эффекте Холла)
- Оптические
Для начала разберем механические энкодеры
Механические (контактные)
Довольно распространены и чаще всего применяются в мышках, в колесе прокрутки.
Вот как он выглядит в своей естественной среде обитания
Характеристика:
- Плюс - дешевый
- Минус - механический, а это значит постепенное разрушение и сначала дребезг контактов, а затем отказ и поломка всего изделия.
Принцип их действие прост замыкание пары контактов в нужное время и в нужном месте.
Принцип работы
Более подробно, да что лукавить-то, очень подробно разберем как работает механический энкодер мыши.
Энкодер на своем выходе выдает два сигнала выходы (каналы) A и B, но давайте более подробно все это рассмотрим.
Всего три ножки
- Земля, GND, (-)
- Выход (канал) A
- Выход (канал) B
Вот энкодер на плате
В интернете я много находил других распаек, когда средняя ножка это GND, но у меня именно так как выше.
И вот, к примеру куда идут эти каналы у мышки Stigma 399М, производство Оклик (статья: "Дешевая игровая мышка из Ленты разобрал и посмотрел, что там внутри") на микросхеме МХ8733B
Вот схема мышки
Имеется защитный экран и название YUSYA 11
YUSYA - наверное это производитель не смог ничего найти, а вот число это расстояние.
Цифра 11 это высота от центра отверстия до платы, бывают еще 6мм, 9мм, 11мм, 13мм и возможно другие.
Давайте полностью разберем энкодер и рассмотри как он работает, а то в интернете куча разборок и смазывания энкодера, но объяснения принципа работы применительно именно к мышиному энкодеру нет совсем.
Выпаяли
Раздели энкодер сняв защитный экран
И вот разобрали на отдельные детали
И еще раз распайка самого энкодера
А вот распайка внутри энкодера
Эти площадки замыкает диск с тремя парными контактами.
И еще фото, может так будет понятнее
Как видим на диске просто подпружиненные контакты соединенные вместе.
Ну теперь строение энкодера понятно, но осталось разобрать самое сложное логику работы.
Принцип работы энкодера
Итак, постоянно какой то из контактов (не важно какой) присутствует на большой площадке земли (GND) в это время два других контакта находятся в зонах A и В.
Схематично это будет выглядеть так
Или вот так, ближе к реальности
При повороте замыкая площадки зон А и B на землю формируя вот такой зубчатый сигнал: ноль, один, ноль, один и так далее раздельно по каналам A и B, но это пока не важно.
Таким образом можно вычислить скорость, она будет пропорционально частоте чередования 1 и 0 (есть сигнал, нет сигнала)
Но направление таким образом вычислить будет нельзя и вот для этого и служат два канала A и B. Контакты и замыкающая пластина устроены таким образом, что при повороте в одну сторону первыми замыкаются контакты группы А и только затем контакты группы B и наоборот при повороте в другую сторону, первыми замыкаются контакты группы B, а затем контакты группы A. Таким образом формируется смещение одного канала относительно другого.
Или вот так, что то же самое что выше.
Этот принцип работы энкодера будет общий для всех и не важно какие физические основы лежат в детекции перемещения вала, оптика это или магнитизм.
Ну на сегодня наверное хватит, в будущем мы рассмотрим оптический и обязательно магнитный на основе датчика Холла энкодеры и поэтому как всегда.
Продолжение следует...
Подписывайтесь на наш канал TehnoZet-2, там много интересного! Мы только развиваемся! Понравилась статья, хотите продолжения - ставьте лайк, жмите палец вверх!
