Nasıl Yapılır: Temassız Döner Kodlayıcı: 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu uygulama notu, bir Dialog GreenPAK™ kullanarak yüksek güvenilirliğe sahip bir döner anahtarın veya kodlayıcının nasıl tasarlanacağını açıklar. Bu anahtar tasarımı temassızdır ve bu nedenle temas oksidasyonunu ve aşınmayı yok sayar. Uzun süreli nem, toz, aşırı sıcaklık vb. olan dış mekanlarda kullanım için idealdir. Dialog GreenPAK SLG46537: GreenPAK CMIC, bu tasarım için tüm devre işlevlerini sağlar. İyileştirilmiş sinyal-gürültü için bir sinyal (EVAL) üretir, döner anahtarın her sektör pedinden girdiler alır ve yalnızca bir anahtar seçimini garanti etmek için Asenkron Durum Makinesi (ASM) kullanarak her sektör pedini yorumlar.

Aşağıda, çözümün Temassız Döner Kodlayıcı oluşturmak için nasıl programlandığını anlamak için gereken adımları açıkladık. Ancak, sadece programlamanın sonucunu almak istiyorsanız, halihazırda tamamlanmış GreenPAK Tasarım Dosyasını görüntülemek için GreenPAK yazılımını indirin. GreenPAK Geliştirme Kitini bilgisayarınıza takın ve darbe konumu modülasyonuna dönüştürücü 8Ch PWM'yi oluşturmak için programa basın.

Adım 1: Tasarım Konsepti

Bu tasarım zamanlama ile çalışır. Her sektör pedini harici 100 kohm dirençler aracılığıyla yavaşça yukarı çekmek için bir saat (EVAL) sinyali üretir (Şekil 1). EVAL sinyali, seçilen sektör pedinin yükselen kenarını diğerlerinden daha hızlı çalıştıran merkezi “silecek”e kapasitif olarak bağlanır (Şekil 1'de hızlı). GreenPAK Asenkron Durum Makinesi (ASM) daha sonra hangi yükselen kenarın önce geldiğini değerlendirir ve sonuç kilitlenir. Kapasitif kuplaj tasarımının avantajı güvenilirlik içindir. Enkoderin kapasitif yapılıp daha sonra doğrudan bağlantı için aşındığı veya doğrudan bağlantı kurulduğu ve ardından kapasitif olarak bozulduğu (oksitlendiği) fark etmez, yine de çalışır. Şekil 1'deki en üst düzey şema, gösterim için harici LED'lere bağlı çıkışları gösterir.

Şekil 2, kendisiyle hizalanmış seçici siliciye sahip bir sektör pedinin yükselme süresindeki farkı, seçilmemiş diğer pedlerin yükselme süresine karşı gösteren bir osiloskop yakalamasıdır. Delta T, GreenPAK Asenkron Durum Makinesinin (ASM) çözümlemesi için fazlasıyla yeterli olan 248 nS'dir.

ASM, bir nanosaniyenin altında çözümleyebilir ve dahili tahkim devresi, yalnızca bir durumun geçerli olduğunu garanti eder. Bu nedenle, herhangi bir zamanda yalnızca bir çıktı kaydedilecektir.

2. Adım: GreenPAK Tasarım Uygulaması

GreenPAK CMIC'e programlanan şema, Şekil 3'te gösterilmektedir.

Güçten tasarruf etmek için, EVAL sinyali, uygulama yanıt süresine uygun bir oranda üretilir. Düşük frekanslı osilatör kullanılır ve CNT2 ile daha da bölünür. Bu örnekte yaklaşık olarak 16 Hz'dir. Şekil 4'teki yapılandırma ayarlarına bakın.

Olası durum geçişlerinin gösterimi ASM durum diyagramında gösterilmektedir (Şekil 5).

Her döngüde bir ASM sıfırlaması olarak EVAL'in biraz gecikmeli bir kopyası kullanılır. Bu, her zaman STATE0'dan başlamasını sağlar. ASM sıfırlama koşulundan sonra, EVAL sinyali pedlerin her birinde ASM tarafından izlenir. Yalnızca en erken yükselen kenar, STATE0'dan durum geçişine neden olur. Yalnızca bir durum geçişi mümkün olduğundan, diğer pedlerden sonraki yükselen kenarlar göz ardı edilecektir. Bu aynı zamanda ASM'yi Şekil 6'da gösterildiği gibi yapılandırma şeklimizden de kaynaklanmaktadır. 6 ASM çıkış durumunun her biri sektör pedlerinden yalnızca birine karşılık gelir. DFF mandalları ASM sonucunu sabit tutar, böylece ASM sıfırlaması sırasında nihai çıkışın değiştirilmesi olmaz. Açık tahliye NMOS çıkış pinlerimizi sürmek için istenen polarite, DFF'leri ters çevrilmiş çıkışlarla yapılandırmamızı gerektirir.

Adım 3: Test Sonuçları

Aşağıdaki fotoğraflar, tamamen çalışır durumda, ham bir prototipi göstermektedir. Ayrıca GreenPAK için sadece 5 uA ölçen düşük güçlüdür. Pedlerin ve sileceğin düzeni, en güçlü sinyal için maksimize edilmiştir. Prototipin, büyük floresan ampuller ve 5 W 145 MHz radyo gibi güçlü RF parazitlerine karşı bağışık olduğu bulundu. Bunun nedeni, tüm pedlerin paraziti ortak modda almasıdır.

Balataları ve silecek boyutlarını, aynı anda 2 pedin herhangi bir konumda silecekle örtüşmemesi için yerleştirmek mümkündür. ASM tahkim devresi, aynı anda 2 yükselen kenar durumunda bile durumlardan yalnızca birinin geçerli olmasına izin vereceğinden, bu gerçekten gerekli olmayabilir. Bu tasarımın sağlam olmasının bir başka nedeni de budur. Pedlere ara bağlantı izleri çok dar ve birbirine eşit uzunlukta olan kart düzeni ile iyi bir hassasiyet elde edilir, böylece her sektör pedinin toplam kapasitansı diğerleriyle eşleşir. Nihai bir ürün, silecek için mekanik mandalları içerebilir, böylece her bir konuma ortalandığında "tık" yapar ve ayrıca hoş bir dokunma hissi sağlar.

SonuçDialog'un GreenPAK CMIC ürünü, bu yüksek güvenilirliğe sahip döner anahtar için düşük güçlü, sağlam ve eksiksiz bir çözüm sunar. Sabit, uzun süreli çalışma gerektiren dış mekan zamanlayıcılar ve kontroller gibi uygulamalar için idealdir.