Емкостный вращательный энкодер своими руками по дешевке с FR4

Поворотные энкодеры имеют решающее значение для многих приложений, даже на любительском уровне. Обдумывая свои собственные потребности в ротационном кодировании для будущих проектов, [Яну Мразеку] пришло в голову попробовать сделать свой собственный емкостный ротационный энкодер своими руками. В случае успеха такой кодер может быть дешевым и очень быстрым; частично его также можно было бы сделать непосредственно на печатной плате.

[Ян] выбрал конструкцию энкодера, заключавшуюся в том, чтобы изготовить простой регулируемый пластинчатый конденсатор с использованием элементов печатной платы с прозрачной лентой в качестве диэлектрического материала. Он использовался в качестве элемента синхронизации для таймера 555 в нестабильном режиме. Таким образом, 555-й в этой конфигурации генерирует прямоугольную волну, которая изменяется пропорционально тому, насколько перекрываются пластины простого конденсатора. Поверните пластину, и период прямоугольной волны изменится в ответ. Время отклика будет быстрым, а 555 и немного места на печатной плате, безусловно, дешевы с точки зрения материалов.

Первый прототип дал положительные результаты, но имел множество проблем, включая шум и, возможно, чувствительность к температуре и влажности. Вторая попытка усовершенствовала конструкцию и дала гораздо лучшие результаты: ESP32 надежно считывал 140 дискретных позиций с частотой 100 кГц. Кажется, что существует компромисс между разрешением и скоростью; снижение скорости позволяет надежно обнаруживать больше позиций. Проблемы все еще есть, но в конечном итоге [Ян] считает, что высокоскоростные емкостные энкодеры, требующие немного больше, чем немного места на печатной плате и несколько 555-х, вероятно, осуществимы.

Этот проект является напоминанием о том, что FR4 (покрытый медью, травлением или пустой) можно найти в умных приложениях: медную ленту и заготовку FR4 можно использовать для быстрого прототипирования радиочастотных фильтров, PocketNC создал целый небольшой инструмент с ЧПУ на основе FR4, а наша собственный [Voja] написал полное руководство по изготовлению красивых корпусов из FR4.