Funkcjonalny "face lifting" enkodera, czyli...

Enkoder

...gdy zwykły enkoder już nie wystarcza.

Budując nawet nieskomplikowany generator sygnałowy (jak np. ten) oparty na syntezie (DDS) podstawowym elementem służącym do zmiany częstotliwości bywają proste (i tanie) enkodery (np. 30imp./obrót).

Czasami chcielibyśmy jednak szybko zmieniać częstotliwość. Bez konieczności korzystania z wielu dodatkowych przycisków. No może 1-2. 

Takie rozwiązanie wykorzystywane jest w niektórych urządzeniach komunikacyjnych. W przypadku tego generatora dodatkowym bodźcem był fakt, że predefiniowaną wartością częstotliwości pośredniej jest 5,1MHz. A moją: 9MHz. Kręcenie pokrętłem enkodera byłoby zbyt... męczące.  :) Wydawałoby się, że sprawa jest banalnie prosta, ale układ musi:

  • zapewniać możliwość sterowania syntezą (DDS) tak za pomocą enkodera, jak i przycisków,Sterowanie syntezą...
  • rozpoznawać, który z przycisków został przyciśnięty, jak i w którą stronę kręcimy enkoderem,
  • zapewnić, by wciśniecie jednego z przycisków wyłączało możliwość zmiany częstotliwości przy pomocy enkodera. Wybrałem ich priorytet, zapobiega to wpływowi enkodera na DDS) ,
  • być prosty w konstrukcji i tani.

Generatory DDS z reguły posiadają także wiele funkcji przełączanych przy pomocy np. tact switch'y. By nie zginąć w plątaninie przewodów warto jest je ulokować na jednej płytce. I tak też zrobiłem. A koszt płytki nie przekroczył 10PLN.

Schemat sterownika

Wybór układu

W numerze "Elektroniki praktycznej" (grudzień 2013, s.55-56) znajduje się opis wyjątkowo prostego, ale skutecznego emulatora enkodera. W tym też artykule omówiono zasadę działania układu. Pozostało już tylko dodać elementy związane z obsługą enkodera i.... zaprojektować płytkę.

Jedna uwaga: pojemność kondensatorów C3 i C4 (ze względu na mniejsze napięcie zasilania 5V) została zwiększona (z 330n do 800n tj. 470n+330n). Częstotliwość generatora (inwerter IC1A) wynosi ok. 12Hz.

Wykonanie sterownika

Jak widać na powyższym schemacie zakres wprowadzonych zmian jest niewielki. Należy jednak pamiętać, że próby bezpośredniego sprzężenia tego typu enkodera z układem proponowanym przez autorów projektu nie dały pozytywnych rezultatów.

Wszystkie funkcje generatora (VFO/DDS) wg. LU5DJV wymagają oprócz enkodera kilku przełączników typu tact. Dodatkowo płytkę wyposażyłem w przełączniki trybu Rx/Tx (przydatny w trybie generatora) oraz trypozycyjny przełącznik sterujący podświetleniem wyświetlacza umożliwiający ustawienie: słabego i jasnego podświetlenia oraz jego wyłączenie. Widok płytki od strony elementów...

Wykonanie płytki nie powinno nastręczać kłopotów. Jakkolwiek zaprojektowałem ją jako dwustronną to pola przelotek (via) są na tyle duże, że nie powinno być kłopotów z "trafieniem".

Można ją wykonać również jako jednostronną. Z tym, że trzeba pamiętać o odpowiednim połączeniu pól i mas krosem (kynar).Widok płytki od strony enkodera i przełączników

Pierwszy rysunek ukazuje jej widok od strony elementów, drugi od strony przełączników. Kolejny to prasowanka. Rysunek jest odwrócony (mirror) czyli nic nie trzeba odwracać. Pamiętaj jednak o odpowiednim spasowaniu obrazów.

PrasowankaZwróć uwagę, że otwory będą widoczne (do wiecenia jedynie na stronie dolnej (lewej). Na stronie enkodera i przełączników widoczne są jedynie cztery skrajne otwory do... celowania "na szpileczkę".

Prasowanka jest duża (3802x997px, 600dpi) i zasadniczo nie nadaje się do oglądania w oknie przeglądarek.

Gotowy sterownik z generatoremPo jej wyświetleniu w oknie przeglądarki należy kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać opcję: "Zapisz grafikę jako...". Zapisany obraz winien mieć wymiary i parametry jak wskazane na wstępie.

Przelotki - masy i ścieżek syknałowych - wykonałem srebrzanką 0,5mm.

Pola JP1 posiadają zaznaczone miejsca otworów, ale ich nie wierciłem. Pola te wykorzystałem jako pola lutownicze do przylutowania wielożyłowego przewodu płaskiego. Musi być w miarę cienki by zbytnio nie sprężynował.

Drugie końce przewodu zakończyłem stykami złącz typu "goldpin". Klasyczne obudowy (czarne) IMO są za sztywne i zbyt duże. Ja zaizolowałem je odcinkami koszulki termokurczliwej 1,5mm.

Otwory elementów (przełączniki, enkoder, itd.), które nie są przyłączone do masy (w celu uniknięcia ich zwarcia do masy) od strony enkodera i przełączników sfrezowałem wiertłem 3,5mm.
Zmontowany układ ruszył od razu. Całość (generator wraz ze sterownikiem) mieści się w obudowie Z5a (wym.: 110x90x49mm).

Jeśli jesteś zainteresowany tym co jeszcze udało mi się zrobić z lutownicą w ręku zapraszam do Warsztatu krótkofalowca.