Инкрементальный энкодер
Энкодер — устройство преобразующее угол поворота в электрический сигнал. Вы наверняка уже сталкивались с энкодерами. Чаще всего их используют в музыкальных центрах и аудио системах, в качестве ручки регулировки громкости. В отличие от переменного резистора угол его поворота ничем не ограничен и его можно вращать в одну сторону сколько угодно. Кроме того энкодеры устроены совсем иначе, чем резисторы.
Энкодеры различают по виду: абсолютные или инкрементальные. На выходе абсолютного энкодера в любой момент времени можно получить уникальный цифровой код, соответствующий его текущему углу поворота. А инкрементальный энкодер выдает импульсы при вращении. По ним можно определить направление вращения. Когда вал инкрементального энкодера не вращается — импульсы не поступают.
Энкодеры бывают механические, магнитные и оптические.
Рассмотрим подробнее устройство механического инкрементального энкодера.
У инкрементального энкодера 3 вывода. Сигнал А, сигнал B и общий контакт. Внутри энкодена находится скользящий контакт, соединенный с ручкой энкодера, и два кольца контактов. Все синие контакты соединены между собой и все красные соединены между собой — это сигнал А и сигнал B. Скользящий контакт вращается при вращении ручки энкодера и соединяется то с красным контактом, то с синим, то с обоими одновременно.
Подключим общий контакт к земле, а сигналы А и B подтянем через резистор к питанию. Тогда мы получим сигналы на контактах A и B согласно графику.
В положении 0 скользящий контакт (подключенный к земле) соединен с контактами A и B, поэтому на них низкий уровень. По мере вращения ручки, контакт перемещается в положение 1. В этом положении соединения с красной площадкой уже нет, но есть с синей. Поэтому на выводе A появится высокий уровень, а на синей сохранится низкий. И так далее.
Таким образом, отслеживая изменение сигналов А и B, можно определить факт вращения ручки. Причем если внимательно посмотреть на график, то можно заметить, что при вращении ручки по часовой стрелке скользящий контакт всегда будет соединяться сначала с красным контактом, а только потом с сним. А при вращении в противоположном направлении — наоборот. Именно по этому признаку можно определить направление вращения ручки. Кроме того можно определить даже скорость вращения, ведь чем быстрее крутится вал, чем быстрее переключаются сигналы.