Russian HamRadio - Walkcoder от мишката
Локалните осцилатори и главните осцилатори на съвременните приемници и аматьорските радиопредаватели днес все повече се правят на базата на честотни синтезатори с микроконтролерно управление. Въпреки това, настройката на такъв приемник към станцията чрез въвеждане на стойността на честотата на клавиатурата е много неудобна и за плавна настройка (по-точно, дискретна с много малка стъпка, имитираща конвенционална аналогова) е необходим точен преобразувател на ъгъла на въртене на копчето за настройка в цифров код - така нареченият енкодер.
Цената на това прецизно устройство често надвишава цената на всички останали части на синтезатора взети заедно. Въпреки това, радиолюбител от Германия, Steffen Braun, DJ5AM, успя да направи прост и евтин, но доста подходящ за любителска употреба енкодер от частите на дефектна компютърна „мишка“ [1].
Въртеливото движение на топката на компютърната мишка вътре в нея се възприема от два оптоелектронни сензора за ъгъл на завъртане. Генерираните от тях импулси влизат в компютъра, обработват се от него и управляват движението на курсора спрямо осите X и Y на екрана на монитора. Основният принцип - преобразуването на ъгъла на въртене в броя на импулсите е доста подходящо за валкодера, освен това всеки от сензорите на "мишка" е оборудван с два подходящо разположени чувствителни елемента, което ви позволява да определите не само ъгъла, но и посоката на въртене.
За да започнете, е необходимо да отворите кутията на "мишката" и да се уверите, че пластмасовият лагер, в който се върти сензорният вал, е разположен между удебелената част на вала, която е в контакт с гумираната топка и шлицовия диск. При много "мишки" това не е така - валът е фиксиран в два лагера, разположени в краищата му. Този дизайн не е подходящ за нашите цели. Удебелената част (главата) на вала с диамприблизително 4 мм трябва да са достатъчно дълги, за да паснат на копчето за настройка. Разстоянието от главата до диска трябва да бъде най-малко 15 mm.
От "мишката" се отстраняват части от един от двата налични в нея сензора: шлицов диск и неговия вал заедно с пластмасова втулка-лагер, с прободен трион се изрязва част от печатната платка с два оптрона (всеки от които е един срещу друг инфрачервен диод и фототранзистор, който възприема излъчването му). Необходимите подробности са показани на фиг. 1, не можете да се притеснявате за безопасността на останалите.
За да монтирате енкодера към предния панел на приемника или трансивъра, е необходима още една част - алуминиева втулка с външна резба и гайка от променлив резистор. Сензорният вал се прекарва през отвора на втулката. Може би за тази операция ще трябва да се изпили пластмасовият лагер, в който е закрепен валът, и да се скъси алуминиевата втулка, за да може копчето за настройка да се постави върху главата на вала, стърчаща от него.
Не трябва да запоявате оптрони от печатната платка на "мишката", за да не ги повредите. Частта, отделена от платката с оптрони, се фиксира с епоксидно лепило или по друг начин към лагерната втулка, така че оптроните да заемат предишното си положение спрямо диска. Преди окончателното втвърдяване на лепилото се уверете, че дискът се върти лесно.
Излъчващите диоди и "мишките" фототранзистори външно са много сходни. Можете да ги различите, като очертаете отпечатаните проводници на дъската. Емитерите обикновено са свързани последователно. Тази верига трябва да бъде запазена и свързана чрез охлаждащ резистор към източник на захранване. Стойността на резистора се избира въз основа на тока през диодите не повече от 5 mA. Най-често е подходящ 1 kΩ.
След това изводите на омметъра, настроени на граница на измерване от 100 kOhm, се свързват към колектора иемитер на един от фототранзисторите и, бавно завъртайки диска, се уверете, че показанията на устройството рязко намаляват с всяко осветяване на фототранзистора от излъчващия диод през слота в диска.
Ако това не е така, възможно е проводниците на колектора и емитера да не са дефинирани правилно и полярността на свързания към тях омметър трябва да се промени.
Твърде яркото външно осветление също може да повлияе на резултата, така че работата трябва да се извършва на сянка. По същия начин се проверява фототранзисторът на втория оптрон.
Схемата на електронната част на валкодера е показана на фиг. 2. Микросхемите DD1 и DD2 имат вътрешни аналози: 4093 - K561TL1, 4013 - K561TM2.
Импулсите от колекторите на фототранзисторите BL1, BL2 се подават към входовете на формировачите - тригерите на Шмит DD1.1 и DD1.2 и след това към входовете C и D на тригера DD2.1.
Тъй като в зависимост от посоката на въртене на вала, последователността на пристигането на импулси на входовете на спусъка се променя, последният се настройва на едно от двете стабилни състояния.
Експериментално се определя съответствието между логическото ниво на изхода на тригера и посоката на въртене. Импулсите от изхода на елемента DD1.1 служат за броене - броят им е пропорционален на ъгъла на завъртане на вала.
Микросхемите DD1, DD2 и други елементи са свързани по схемата с твърди проводници и проводници, целият монтаж е залепен към механичните възли на енкодера.
Външният вид на тази структура е показан на фиг. 3. Ако енкодерът ще служи като част от по-сложен продукт, микросхемите DD1 и DD2 могат да бъдат инсталирани на неговата печатна платка.
Щефен Браун (DJ5AM)
1. Braun S. "Aus die Maus": Inkrementale Drehgeber - einfach realisiert. - Funkamater, 2002, № 4, С. 362, 363.
2. Long A. "Мишка": Какво има вътре и какво яде. - Радио, 1996, бр.9, с.28-30.