Модуль датчика вращения (валкодер)

Модуль датчика вращения (валкодер)
Rotary encoder module KY-040

Модуль механического валкодера. Служит для ручного управления приборами, применяется в широком спектре электронной аппаратуры. Управление происходит с помощью вращения оператором рукоятки находящейся на штоке валкодера. В отличии от переменных резисторов у которых угол поворота рукоятки около трех четвертей окружности здесь выполняется полный оборот. Принципиальное отличие возможность вращения полными оборотами неограниченное количество раз – непрерывный поворотный кодер. Это очень удобно и позволяет выполнять точную настройку регулируемого параметра. Под штоком ротора валкодера расположена кнопка. Для замыкания контактов кнопки нажимают на рукоятку, со временем оператор просто бьет пальцем по круглой рукоятке регулятора. Наличие у валкодера кнопки упрощает переднюю панель прибора где он используется. Модуль датчика вращения (валкодер) работает только в составе цифровых схем, например с применением микроконтроллера.
 

 
Предельное напряжение на контактах 5В
Предельный ток через контакты 10 мА
Формат выходного сигнала: квадратурный код 2 бит
На один оборот 24 импульса
Температура
            эксплуатации -30…70 °C
            хранения -40…85 °C
Ресурс оборотов не менее 30 000
Ресурс нажатий кнопки не менее 20 000
Характеристики кнопки
            контакты на замыкание. Предназначена для кратковременного нажатия
            перемещение штока при нажатии 0,5 ± 0,3 мм
            сопротивление контактов 100 миллиОм
 


 


 
Состав модуля KY-040
 

На плате смонтирован валкодер PEC11-4220F-S0024. С нижней стороны платы резисторы 10 кОм. Соединитель содержит 5 штыревых контактов. Не обязательно использовать все контакты. 2 контакта кнопка, 3 – выход импульсов валкодера.
 
 
 
 
 

Контакты KY-040
 


 
CLK импульсы отсчета валкодера, соединен с резистором.
DT импульсы направления валкодера, соединен с резистором.
SW контакт кнопки, контакты разомкнуты в ожидании нажатия.
+ питание направляется на резисторы.
GND общий для кнопки и валкодера.
 
Схема KY-040
 

 
Резисторы подают на выходы валкодера напряжение питания. Если питание подано и контакты валкодера разомкнуты то на выходе будет уровень напряжения питания, при замыкании – 0 вольт. При подключенном питании при вращении штока с выхода модуля KY-040 будут поступать импульсы благодаря установленным резисторам. Резисторы R2 и R3 выполняют “подтяжку” к питанию выходов механического валкодера.
 
Как работает KY-040
 

 
Внутри валкодера PEC11-4220F-S0024 есть две контактные группы. При вращении после соединения контактов A и C происходит соединение B и C. На электрической схеме показано соединение выводов валкодера А, В, С с соединителем модуля KY-040. При вращении с выходов модуля CLK и DT поступают прямоугольные импульсы, сдвинутые друг относительно друга на фазовый угол 90 °. При вращении в одну сторону задний фронт импульса на выходе CLK соответствует паузе между импульсами на выходе DT. При вращении в противоположную сторону задний фронт импульса на выходе CLK совпадает по времени с “крышкой” импульса на выходе DT.


 

Анализируя эти сигналы, соединенная с модулем KY-040 электроника подсчитывает количество импульсов учитывая направление вращения. По существу определяют какой контакт валкодера изменил состояние первым и определяют направление вращения. Контакты кнопки под штоком соединяют контакт SW с общим проводом.
 
Знакомство с работой KY-040
 
Для лучшего понимания закономерности формирования сигналов модулем KY-040 соберите следующую схему.
 

 
Включите питание. Очень медленно вращайте шток валкодера по часовой стрелке, затем против часовой стрелки. Наблюдайте за работой светодиодов.