Схема валкодера для шагового двигателя

1. Универсальный программатор UniProg.

&nbsp&nbspВ конце прошлого тысячелетия в радиотехнической литературе было много публикаций с использованием программируемых микросхем (ПЗУ). Мне тоже было интересно собрать что-либо. В результате была собрана схема управления новогодними гирляндами, сердцем гирлянды была мирросхема К556РТ5. Програмировал я ее на работе с использованием ручного программатора промышленного производства. Кто когда-либо пробовал программировать ПЗУ в ручном режиме поймет, что это был не легкий труд!
&nbsp&nbspСтало понятно, что надо было использовать для программирования таких микросхем компьютер. Появившийся Интернет помог определиться с устройством программирования — универсальный программатор UniProg фирмы «МикроАрт». Скажу честно, что это было не самое простое устройство имеющееся на то время в различной литературе. Выбор был сделан по причине доступности комплектующих и платы, которую можно было приобрести в столице нашей Родины. Проблема была только, как ни странно, в панельках для микросхем.
&nbsp&nbspПрограмматор UniProg версии 2.1 был собран, настроен и был готов к работе. В его комплектации нет только 4 панелек и блока питания, который был собран, как говорится, «на столе» и в дальнейшем ликвидирован за ненадобностью. Вот что получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей.
&#8226&nbsp Вид со сотроны печатных проводников.
&#8226&nbsp Корпус внутри. Он был изготовлен из слегка пожелтевшей пластмассы от корпуса старого калькулятора.
&#8226&nbsp Вид в корпусе — 1.
&#8226&nbsp Вид в корпусе — 2.
&nbsp&nbspНа корпусе приклеены направляющие для установки дополнтельных панелек.
&nbsp&nbspМожно посмотреть инструкцию в формате PDF, а более подробно о программаторе UniProg можно читайте на сайте разработчиков.
&nbsp&nbspНа последок хочется отметить то, что НИ ОДНОЙ микросхемы так на нем и не было прошито! А причина проста — пока я его собирал, появились более молодые микросхемы и более простые для них программаторы, на которые я и переключился.

2. Цифровая шкала — частотомер на PIC16F84.

&nbsp&nbspКогда то и я собрал цифровую шкалу-частотомер А. Денисова.
Потом, правда, я использовал PIC16F84 в другом устройстве.
И вот решил восстановить ее работу:
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей.
&#8226&nbsp Вид со сотроны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вид спереди.
&#8226&nbsp В работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4.

&nbspДОПОЛНЕНИЕ (от 1 ноября 2015г):
&nbsp Понадобилось еще раз сделать данную шкалу. В качестве индикатора использовал индикатор E90363 от телефона с АОН. Вот что получилось: &nbsp 1 2 3 4
&nbsp При настройке столкнулся с такой проблемой — завышены показания на 1100 Гц. Решение — выкинул конденсатор С4, установленный параллельно подстроечному конденсатору С3, который в свою очередь заменил на конденсатор емкостью 1-5 пф. И еще, незначительно изменил рисунок печатной &nbsp платы .

3. Atmega fusebit doctor.

&nbsp&nbspДаже и в мыслях не приходило собрать это ВЕЛИКОЛЕПНОЕ устройство!
А все началось с того , что решил несколько лет назад собрать многоточечный термометр на АT90S2313. Данная схема размножена по Интернету оптом и в розницу. Но пока собирался, делал печатную плату, выяснил, что нет уже таких микроконтроллеров, но заказать можно за такие деньги, что моя ЖАБА мне намекнула о бесполезности данного мероприятия. На смену им пришли ATtiny2313, которые я и выписал. Радость моя длилась не долго, т.к. ни чего у меня с ними не получилось. Недоделка отправилась в коробку.
&nbsp&nbspА совсем недавно решил ATmega8A выписать, и пока искал где и, по совету ЖАБЫ, подешевле, нашел АT90S2313 по удивительно низкой цене. Вскоре ATmega8A и АT90S2313 ехали в Сибирь ко мне.
Получив столь желанные микроконтроллеры АT90S2313 были отправлены в программаторы и ни один из 3 микроконтроллеров у меня не заработал. Они даже не программировались.
Не буду изливать о том что я думал в ту минуту, т.к. мысли были черными.
&nbsp&nbspВсемирная паутина предложила купить новые микросхемы, купить нормальный программатор или собрать устройство «Atmega fusebit doctor».
Имея на руках ATmega8A, я остановился на последнем предложении. И это было правильное решение!
Ниже ссылка на сайт, где я многому научился, поняв что означает «залоченный микроконтроллер», за что отвечают фьюзы и многое другое: «Atmega fusebit doctor» — советую посетить!
&nbsp&nbspНачалась сборка данного устройства, которое оживило мне две «залоченных» ATmega8A и три АT90S2313.
&nbsp&nbspВот так получилась печатная плата методом ЛУТ:
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&nbsp&nbspПосле набивки деталей получилось следующее:
&#8226&nbsp Со стороны установленных деталей.
&#8226&nbsp Обратная сторона.
&nbsp&nbspЗапрограммирован микроконтроллер и установлен в рабочее состояние:
&#8226&nbsp Вид 1.
&#8226&nbsp Вид 2.
&nbsp&nbspДоработка:
&#8226&nbsp Установлен smd резистор 100 Ом.
&nbsp&nbspЯ использовал вот эту печатную плату, немного увеличив размер площадок, и следущую прошивку микроконтроллера.
&nbsp&nbspСпасибо авторам за данное устройство!

&nbspДОПОЛНЕНИЕ (от 8 марта 2016г):
&nbsp При прошивке микроконтроллера ATmega8 в SMD исполнении, используемого в датчике элевации контроллера поворотного устройства антенны с Ethernet интерфейсом. произошел сбой. Поэтому, пришлось выпаять микроконтроллер и вот только теперь решил его вернуть в рабочее состояние, т.к. признаков жизни у него не было. Как и ранее в таком случае, Atmega fusebit doctor помог. Изготовил панельку для микросхемы ATmega8 в SMD исполнении:
Вид 1.
Вид 2.
Печатная плата в Layout5.

4. Многоточечный термометр.

&nbsp&nbspЭто тот самый термометр из-за которого мне пришлось сделать Atmega fusebit doctor.
&nbsp&nbspЕще раз повторю, что оптом и в розницу он клонирован по Интернету на различных сайтах, там схему и найдете. Но, наверное, мало кто знает, что данное устройство было опубликовано в журнале «Радиолюбитель» за 2005 год на стр.20. Там имеется прошивка на микроконтроллер количеством 255 датчиков. Вот только ни где в Интернете не указано, что микроконтроллер используется АT90S2313-4PC, т.к. напряжение питания у него от 2,7 до 6 вольт. Это стало понятно только из журнала, т.к. там на схеме все указано. Хотя, признаюсь честно, если бы был опыт эксплуатации микросхемы КР1446ПН1Е (аналог MAX756), и так было бы понятно, что вся схема питается от 3,3 В.
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Термометр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4 не много доработана под себя.
Индикатор использовал WM-1611-62C. Он, если не подключен температурный датчик, у меня начинает считать время.

5. Простой бортовой цифровой вольтметр.

&nbsp&nbspСхема вольтметра опубликована в журнале Радио №7, 2012 год.
В радиомагазинах уже полно готовых вольтметров по данному принципу построения, но хотелось сделать своими руками. Вот что получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вольтметр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4 выполнена для установки на импульный блок питания Mean Well S-350-13.5.
Индикатор — LB-303MA. Такой попался под руку. При наличии другого индикатора (с общим Анодом), можно без особых проблем переразвести печатную плату.

6. Анемометр — измеритель скорости ветра.

&nbsp&nbspСхема анемометра опубликована на сайте CQHAM, а так же большом количестве различных сайтов, клонирующих различные схемы.
Я очень давно пытался повторить данную схему, но лишь одна радиодеталь мне никак не попадалась — кварц на 1 МГц.
Кварц был обнаружен случайно в радиостанции Маяк. Правда, ранее нарисованную плату, пришлось увеличить в размерах, но счастью не было конца когда анемометр стал реагировать на движение воздушных масс
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Анемометр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4
Как ни странно, в Интернет я не увидел ни разу что бы кто-нибудь оставил отзыв или повторил данную конструкцию. Датчик АП1-2 раньше применялся в составе анемомерта АП1, который использовался, как говорят, в шахтах.
В схеме я применил не дорогой и широко распространеный индикатор E30361-L-0-8-W
В Интернете я долго искал схему датчика АП1-2, который используется с анеметром. Нашел под боком в бумажном виде паспорт на анемометр. Бумага уже начала портиться. Сделал скан, может кому пригодится:
. &#8226&nbsp Паспорт на Анемометр АП1

7. Контроллер шагового двигателя на ATTINY2313.

&nbsp Схему контроллера я обнаружил на сайте RadioParty . Очень хотелось, после сборки валкодера (см. выше), поуправлять шаговым двигателем.
&nbsp Схема и мои фото: 1 2 3 4
&nbsp Печатная плата в Layout 5 с небольшими корректировками.
&nbsp HEX файл программы микроконтроллера.

8. Валкодер из шагового двигателя.

&nbsp Очень хотелось попробовать шаговый двигатель (ШД) использовать в какой-нибудь самоделке. Под руки попался ШД от 5″ дисковода отечественного производства ПБМГ-200-265. Вот и решил сделать валкодер.
&nbsp Схема валкодера с добавлениями от EW2CE.
&nbsp Так это выглядит у меня: 1 2 3 4 5 6 7
&nbsp Печатная плата в Layout 5 с небольшими корректировками.

9. Интерфейс к ротатору Yaesu G-450.

&nbsp В продаже периодически появляются контроллеры Yaesu без редукторов. Вот и думал, что приобрету контроллер Yaesu G-450 и подключу к нему какой-нибудь редуктор с помощью этой схемы. Но, контроллер собрал сам, а плата осталась.
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей в режиме анимации.
&#8226&nbspОбратная сторона .
&#8226&nbspПечатная плата в Layout 4.
&nbsp Подключал к данному устройству редуктор МЭО и крутил в ручном режиме кнопками.
Конструкциия опубликована на сайте радиолюбителя OK2TPQ.

10. Светодиодная снежинка.

&nbsp&nbspСлучилось так, что было у меня светодиодов АЛ307Б некоторое количество безхозных. Блуждая по Интернету наткнулся на сайте РадиоКота на схему снежинки. Пока собирался делать, выяснилось, что люди уже повторили даную конструкцию и обменивались опытом изготовления. Мне понравилось как было сделано на Портале Светоэффектов. Конечно, АЛ307Б это не современные сверхяркие светодиоды, но результат меня удовлетворил полностью. Вот что в итоге получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны установки светодиодов.
&#8226&nbsp Обратная сторона снежинки.
&#8226&nbsp Плата управления — сторона деталей.
&#8226&nbsp Плата управления — сторона печатных проводников.
&nbsp&nbspПечатные платы немного подправил под себя, увеличив ширину проводников и площадок под пайку. Так удобней для меня, особенно для сверления отверстий ручной минидрелью.
&#8226&nbsp Печатная плата снежинки в Layout 5.
&#8226&nbsp Печатная плата платы управления в Layout 5.
&nbsp&nbspСхема снежинки была взята с Портала Светоэффектов.
Там же есть ссылки на прошивку контроллера. В моем случае — AT90S2313-10PI, который требует наличие кварца на 10 МГц.
&nbsp&nbspСсылки на вышеуказанные порталы смотрите справа на данной странице в колонке «Полезные ссылки».

&nbsp&nbsp Продолжение следует далее.

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя

Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Содержание / Contents

↑ Шаговый двигатель и схема

Я разобрал несколько дисководов, везде двигатели были разные. Встречались на шлейфе, встречались с косой цветных проводов. На шлейфе общий провод — крайний. Всё остальное находится прозвонкой. По сопротивлению понятно: с выхода на выход сопротивление вдвое больше, чем с выхода на общую точку. А можно даже не прозванивать. Если открутить четыре винта, внутри коммутационная плата, на ней видно, где общий провод.

Исходная схема многократно встречается в Сети в вариациях. Я оттолкнулся от статьи Thomas (OZ2CPU) .

У неё есть достоинства, но есть и недостатки, об этом далее. Собрал пробный вариант в виде макета, и понял, что ничего не понял
Для начала хотелось бы сразу видеть, в какую сторону происходит шаг. Схема выдавала квадратурный код, как и обычный энкодер. Этот код надо было каким-то образом превратить в мигание светодиода — «правый» или «левый».

Разработал и протестировал вот такую схему:

Кстати, эту схему на логике можно использовать и для обычного энкодера, я её и отрабатывал на нём.

Для сборки понадобятся 8 элементов «2И-НЕ», я использовал два чипа 74HC00.
Элемент U2A, диод, конденсатор и U2B создают короткий импульс в момент положительного фронта. Элемент U6D, U4D и U2D — мультиплексор, который пересылает этот испульс либо на один, либо на другой светодиод.

Разумеется, этот же функционал можно сделать на единственном микроконтроллере, но это далеко не для всех доступно и удобно. Всё-таки элементы 2И-НЕ можно найти где угодно, в т. ч. советские (74хх00, К155ЛА3, К555ЛА3).
Последние два инвертора (U5D и U3D) можно выкинуть, ведь ничто нам не мешает подключить светодиоды не к земле, а к плюсу питания. Если крепко пошевелить мозгом, схему можно было бы ещё упростить, но эту задачу оставляем на будущее.
Печатки нет, поскольку всё собиралось только на макетке.

↑ Недостатки схемы и их преодоление

↑ Видео в работе

Жалко, что видео не передает тактильные ощущения на валу!

↑ Итого

В целом работа энкодера меня устраивает. Крутить такую «ручку громкости» необычно приятно.
Работа над устройством будет продолжена.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.