Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehencoder finden


von Stefan M. (derwisch)


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Hallo,
meine Frage hatte ich schin einmal in "HF Funk und Felder" gestellt.
Dort war es evtl. im falschen Forum.

Problemstellung:

Ein Reiseempfänger ( Sangean ATs909 ) hat zum "Frequenzkurbeln" ein 
Drehencoder eingebaut.
Es ist einer mit Schleifkontakten, die mit der Zeit Probleme ( 
übermäßiges Prellen duch Verschleiss ) verursachen.

Ich möchte diesen gern durch einen hochwertigen optoelektronischen 
Encoder ersetzen, der an einem kurzen Kabel auch extern sein darf.
Die Bauform ist also egal.

Leider weiss ich nicht, wie man den bisherigen Encoder mit einem anderen 
im elektrischen Sinne vergleichen kann.
D.h. welche Signalform und welche elektrischen Eigenschaften muss der 
optische Encoder haben, möglichst 1:1 den originalen zu ersetzen.

Ein Schaltplan des Empfängers ist vorhanden.

Wie kann man da rangehen?

von Michael B. (laberkopp)


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Zumindest wie viele "Striche" er hat, also unterscheidbare Zustände pro 
Umdrehung, und ggf. ob er Rastet denn die Rastung ist normalerweise 
Funktion des Drehencoders. Das nimmt an, daß die Beschaltung (2 
elektrische Kanäle A und B) Standard ist.

: Bearbeitet durch User
von Stefan M. (derwisch)


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Danke Michael,

die Anzahl der Raststellungen weiss ich grad nicht.
Muss ich prüfen.
Wenn das Signalbild stimmt, wäre es aber wahrscheinlich nicht so 
wichtig.

Im Idealfall soll der neue Encoder keinerlei Rastung haben.
Er soll mit "Schwungradeffekt" einfach frei drehen.
Wie schnell der Auswertende Controller da mitkommt, muss man sehen...
Notfalls muss langsam gedreht werden.

Es soll sich anfühlen, wie bei einem hochwertigen Kurzwellentransceiver, 
wo man schon merkt, dass hinter dem Encoder sogar noch eine schwere 
Schwungscheibe montiert ist.

P.S.: Seltsamerweise gibt es in der Richtung noch keine Umbauanleitung 
für das Gerät.
Da hätten viele Besitzer des ATS909 bestimmt interesse.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan M. schrieb:
> Ein Reiseempfänger ( Sangean ATs909 ) hat zum "Frequenzkurbeln" ein
> Drehencoder eingebaut.
> Es ist einer mit Schleifkontakten, die mit der Zeit Probleme (
> übermäßiges Prellen duch Verschleiss ) verursachen.
> Ich möchte diesen gern durch einen hochwertigen optoelektronischen
> Encoder ersetzen, der an einem kurzen Kabel auch extern sein darf.

> Leider weiss ich nicht, wie man den bisherigen Encoder mit einem anderen
> im elektrischen Sinne vergleichen kann.

99% aller Drehencoder geben einen 2-Bit Graycode aus. Die mit Schleif- 
kontakten haben einen gemeinsamen Anschluß und die Ausgänge A und B 
werden mit diesem entweder niederohmig verbunden oder eben nicht.

> D.h. welche Signalform und welche elektrischen Eigenschaften muss der
> optische Encoder haben, möglichst 1:1 den originalen zu ersetzen.
>
> Ein Schaltplan des Empfängers ist vorhanden.

Dann schau als erstes mal, wie der Drehencoder angeschlossen ist. Sehr 
wahrscheinlich liegt der gemeinsame Anschluß an GND und die Ausgänge A 
und B sind über Pullup-Widerstände an eine positive Spannung (5V oder 
3.3V) und an die Eingänge eines µC geführt.

Wenn das so ist, dann kannst du die beiden Schalter des Encoders durch 
zwei npn-Transistoren ersetzen. Bzw. durch zwei open-collector Ausgänge 
eines Logik-IC (falls du einen solchen verbauen möchtest).

Einen digitalen optischen Encoder könntest du dann direkt anschließen, 
wenn er npn open-collector Ausgänge hat. Und wenn du aus dem Empfänger 
eine geeignete Betriebsspannung bereitstellen kannst.

Für niedrige Auslösung kann man sich einen solchen Encoder auch selber 
bauen. So etwas befindet sich in meinem Vorverstärker als Lautstärke- 
regler. Material: zwei Kugellager 6mm innen/25mm außen, ein Stück 6mm 
Alu-Rohr als Welle, eine Scheibe 40mm aus Platinenmaterial, eine IR-LED 
5mm, zwei Fototransistoren 5mm.

Die Scheibe trägt auf einem Kreis mit Durchmesser 26mm 8 Löcher mit 5mm 
Durchmesser (das gibt dann auch ca. 5mm zwischen den Löchern). Die 
IR-LED leuchtet von der einen Seite auf die Scheibe, auf der anderen 
Seite sitzen die beiden Fototransistoren direkt nebeneinander. 
Elektrisch sind noch zwei Schmitt-Trigger (4093) hinter den 
Fototransistoren und zwei 4029 Auf/Ab-Zähler kaskadiert. An deren 
Ausgängen dann ein R-2R Netzwerk das den TDA1074 ansteuert. Du würdest 
einfach Schmitt-Trigger mit open-collector Ausgang nehmen (z.B. LM393).

Die Auflösung ist nicht bombastisch, reicht mir aber. Mit kleineren 
Löchern und kleineren Empfängern - falls gewünscht auch mit Lochblenden 
vor dem Empfängern - läßt sich die Auflösung aber problemlos in den 
Bereich mechanischer Drehencoder bringen. Und eine Schwungmasse kann man 
auch trivial anbringen.

Wieviele Striche der Original-Encoder hat, ist nicht kritisch. Die 
Auflösung deines neuen Encoders muß nur hoch genug sein daß du mit der 
gewünschten Geschwingigkeit "kurbeln" kannst. Aber andererseits auch 
nicht zu hoch, damit du eine Einstellung auch triffst.

von Harald W. (wilhelms)


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Axel S. schrieb:

> Für niedrige Auslösung kann man sich einen solchen Encoder auch selber
> bauen.

Für etwas höhere Auflösung kann man auch einen aus einer alten
Rollkugelmaus ausbauen. Für das Anpassen an einen Drehknopf
braucht man da aber auch etwas mechanisches Bastelgeschick.

von Stefan M. (derwisch)


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Danke für die Vorschläge.

Axel S. schrieb:
> 99% aller Drehencoder geben einen 2-Bit Graycode aus.

Das ist eine wichtige Information.
Danach werde ich dann mal suchen.

Der Selbsbau des Encoders ist natürlich auch ein lustiges Projekt, für 
diesen Fall wollte ich aber einen fertigen kaufen.
Es ging mir vor allem darum, dass ich den richtigen kaufe.

von m.n. (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Es ging mir vor allem darum, dass ich den richtigen kaufe.

Dann zeige zur Sicherheit den Ausschnitt des Schaltplanes mit dem 
Drehgeber. Es gibt nämlich auch Ausführungen mit Richtungs- und 
Taktsignal, die seinerzeit die Auswertung per µC vereinfachen sollten.

von m.n. (Gast)


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Noch ein Beispiel für einen fertigen, optischen Drehgeber: 
http://de.rs-online.com/web/p/drehgeber/8275007/

von Axel S. (a-za-z0-9)


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m.n. schrieb:
> Noch ein Beispiel für einen fertigen, optischen Drehgeber:
> http://de.rs-online.com/web/p/drehgeber/8275007/

Hmm. Da werde ich aus dem Datenblatt nicht recht schlau. Hat der nun 
push-pull Ausgänge oder nicht? Eine U_OH ist zwar angegeben, aber kein 
I_OH dazu.

von m.n. (Gast)


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Er muß push-pull-Ausgänge haben, sonst wäre die Angabe für die minimale 
Ausgangsspannung sinnlos und die Anstiegszeit am Ausgang nicht mit 200 
ns angegeben.
http://www.bourns.com/pdfs/bourns_em14_brochure.pdf

Es gibt ihn sogar in der Apotheke: 
https://www.conrad.de/de/encoder-schaltpositionen-64-bourns-em14a0d-c24-l064s-1-st-447182.html

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan M. schrieb:
> Wie schnell der Auswertende Controller da mitkommt

Selbst der lansgamste schneller als du Schwung geben kannst,
ein AVR schafft 1 Mio Striche pro Sekunde.

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan M. schrieb:
> Der Selbsbau des Encoders ist natürlich auch ein lustiges Projekt,

Du meinst, eine alte Rollkugelmaus und alles wegsägen was nicht zum 
Encoder gehört ?

von Wolfgang (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> 99% aller Drehencoder geben einen 2-Bit Graycode aus.
>
> Das ist eine wichtige Information.
> Danach werde ich dann mal suchen.

Das wird dir für die Suche nicht so richtig nützen, weil es bei den 
Encodern meistens nicht dabei steht.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Wolfgang schrieb:
> Stefan M. schrieb:
>> Axel S. schrieb:
>>> 99% aller Drehencoder geben einen 2-Bit Graycode aus.
>>
>> Das ist eine wichtige Information.
>> Danach werde ich dann mal suchen.
>
> Das wird dir für die Suche nicht so richtig nützen, weil es bei den
> Encodern meistens nicht dabei steht.

Bzw. es wird anders genannt. Der von m.n. oben verlinkte optische 
Encoder von Bourns würde z.B. passen, aber im Datenblatt wird es 
"quadrature signal" genannt.

Apropos dieser Encoder: da der anscheinend push-pull Ausgänge hat, ist 
er u.U. auch dann nicht direkt austauschbar, wenn der jetzige Encoder 
mit dem Common Anschluß an GND liegt. Im Zweifelsfall zwei kleine 
Schottky-Dioden zwischen Encoder und Empfänger schalten (Kathode zum 
Encoder).

: Bearbeitet durch User
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