Валкодер принцип работы

Самый простой вариант - механический валкодер или датчик поворота, в нем всего три контакта, один общий и два сигнальных. Простейший такой датчик имеет ручку, которая поворачивается против или по часовой стрелке. В зависимости от угла поворота и направления вращения выдается цифровой код, содержащий информацию о том, в каком положении находится ручка валкодера и в какую сторону она была повернута.

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:

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:

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):

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 из двигателя от старых дисководов

Электродвигатель имеет две обмотки. При вращении вала в одну или другую сторону на выводах этих обмоток будут генерироваться импульсы ,сдвинутые по фазе относительно друг-друга, которые можно усилить до уровня логической "1". Для этого предлагается вариант схемы ниже:

При испытаниях такой схемы получилось около 200 импульсов на оборот . Ненужную алюминиевую втулку с оси двигателя проще всего удалить, для этого потребуется слегка подогреть ее. Печатная плата размером 35х35 мм крепится к задней части электродвигателя, с помощью клея.