37種傳感器（七）之旋轉編碼傳感器模塊+Stduino Nano&UNO

ID:786043 · 發(fā)表于 2020-7-22 20:43

說明：
旋轉編碼器可通過旋轉來計數(shù)（即可從0開始不但加一或者減一，計數(shù)范圍沒有限制），實現(xiàn)精確數(shù)字的調節(jié)。電機角度等需要特別精確調節(jié)的元器件可以利用編碼器來實現(xiàn)精細控制。配合旋轉編碼器上的按鍵，可以復位到初始狀態(tài)，即從0開始計數(shù)。

依照內部數(shù)字讀取辦法，編碼器能夠分為機械式和非機械式兩種：機械式選用電刷輸出，電刷接觸到導電區(qū)則引腳輸出高電平，接觸到絕緣區(qū)則為低電平；非機械式的承受靈敏元件是光敏元件或磁敏元件，選用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表明輸出是“高”還是“低”。
目前常用的增量式編碼器全部為機械式編碼器，優(yōu)點在于好用且成本低，高端的一般為非機械光電式的。我們采用的模塊也使用得機械式。

如果你手上有一個旋轉編碼器，你可以試著擰一下：并不是連續(xù)旋轉，而是擰的得時候會明顯感受到不連續(xù)，一下一下的。因此，我們可以實現(xiàn)精確的計數(shù)，這與電位器是不同的
那么問題來了，怎么計數(shù)呢？我們可以做以下規(guī)定：
以順時針方向為正，凡往順勢針方向轉一下，則計數(shù)加一，同理轉N下，則計數(shù)加n。反之，如果向逆時針轉一下，則計數(shù)減一，同理轉N下，則計數(shù)減n。
逆時針同理。
現(xiàn)在問題又來了，旋轉編碼器怎么告訴微處理器，我的旋轉方向是什么呢？這些我們打開旋轉編碼器的微觀結構：
實際上旋轉編碼器內部結構如下所示。基本上由絕緣圓盤（灰色）和放置在圓盤頂部的導電墊（藍色）組成。
這些導電墊分離放置，因此當旋轉旋鈕時，旋轉一單位，原先空著的部分會被導電墊填充，而導電墊離開的位置則重新恢復絕緣。因此，當導電墊通過A和B輸出引腳時，引腳會輸出高電平信號，反之則不會輸出高電平。因此只要判斷引腳信號與上一次是否相同，就能得知是否發(fā)生了旋轉。
如下圖，每一次旋轉的時候，當順時針旋轉，A總是先比B接觸到導電墊，或者離開導電墊，因此A總是比B先改變電平輸出狀態(tài)，此時當A發(fā)生變化后一定與B信號不同。下圖為兩次順時針旋轉時，A、B電平變化（紅色為輸出高電平信號）

而當逆時針旋轉時，B先于A轉換電平，因此當檢測到A發(fā)生變化時，此時B已經完成了信號轉換，此時A、B信號相同。

實驗目的：
利用旋轉編碼器實現(xiàn)計數(shù)。

器材：
StduinoUno/Nano;杜邦線；旋轉編碼器模塊。

電路連接：

代碼展示：

#define outputA 6
#define outputB 7
int counter = 0;
int aState;
int aLastState;
void setup()
{
pinMode (outputA,INPUT);
pinMode (outputB,INPUT);

Serial.begin (9600);

aLastState = digitalRead(outputA);
}
void loop()
{
aState = digitalRead(outputA); // 讀取當前A電平
//如果當前A電平與上一次（初始）A電平不同，說明發(fā)生了旋轉
if (aState != aLastState)
{
// 如果A\B電平不同，說明A先于B變化，因此是順時針旋轉。順時針旋轉則計數(shù)加一；反之則減一
if (digitalRead(outputB) != aState)
{
counter ++;
} else
{
   counter --;
   }
Serial.print("Position: ");
Serial.println(counter);
  }
  aLastState = aState; //更新aLastState狀態(tài)的記錄

實驗效果：
當順時針旋轉的時候，計數(shù)數(shù)目逐次加一；當逆時針旋轉時，技術數(shù)目逐次減一。下面所示為順時針旋轉八個單位的過程中串口輸出情況。

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37種傳感器（七）之旋轉編碼傳感器模塊+Stduino Nano&UNO

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