كيفية استخدام التشفير الدوار مع الاردوينو

الكثير التشفير الدوارة إنها مكونات إلكترونية اكتسبت شعبية في مشاريع DIY وفي نظام Arduino البيئي. تسمح هذه الأجهزة بقراءة حركة محور، وهو ما يترجم إلى إمكانية التتبع السرعة والموقع الزاوي من أنظمة مختلفة. ومع ذلك، على الرغم من مدى فائدتها، غالبًا ما يتم الخلط بينها وبين الأجهزة الأخرى مثل فرق الجهد، مما قد يؤدي إلى سوء فهم حول استخدامه ووظائفه.

في هذا المقال سنشرح بالتفصيل ما التشفير الدوارةوكيف تعمل وكيف يمكنك استخدامها مع الاردوينو. سنقوم أيضًا بمراجعة الاتصالات واستخدام الكود وبعض الأمثلة العملية التي ستساعدك على دمجها في مشاريعك بطريقة فعالة. ولكن قبل الخوض في التفاصيل الفنية، من المهم أن نفهم ما الذي يجعل هذا الجهاز أحد الأجهزة المفضلة في مشاريع الإلكترونيات.

ما هو التشفير الدوار؟

Un التشفير الدوارة إنه جهاز كهروميكانيكي يحول الحركة الدورانية للعمود إلى سلسلة من الإشارات، عادة ما تكون رقمية. يمكن استخدام هذه الإشارات بواسطة نظام مثل Arduino لتفسير المعلومات المتعلقة سرعة الدوران، موقف من المحور وحتى اتجاه الدوران. على عكس مقاييس الجهد، التي لها حد لعدد اللفات، يمكن لأجهزة التشفير أن تدور إلى أجل غير مسمى.

هناك أنواع مختلفة من أجهزة التشفير الدوارة، ولكن يمكن تقسيمها إلى فئتين كبيرتين: المطلقات e تزايدي. توفر أجهزة التشفير المطلقة قراءة دقيقة لموضع العمود في جميع الأوقات، بغض النظر عن عدد اللفات التي قام بها. من ناحية أخرى، تقوم أجهزة التشفير التزايدية بتسجيل فقط الحركة النسبية من موضع ابتدائي، دون وجود مرجع مطلق للزاوية.

النوع الأكثر شيوعًا من أجهزة التشفير في مشاريع DIY أو Arduino هو التشفير التزايدي. فهي غير مكلفة، ويسهل العثور عليها، ويمكن استخدامها لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل التحكم في مستوى الصوت، وضبط سطوع شاشات LCD، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن العديد منها زر ضغط، مما يساعد على دمج إجراءات التحكم الإضافية في مشاريعك.

كيف يعمل التشفير الدوار

يتكون قلب جهاز التشفير الدوار من سلسلة من الانقطاعات والتي يتم تفعيلها في كل مرة يدور فيها العمود. يؤدي هذا إلى توليد إشارة رقمية يمكن قراءتها بواسطة جهاز إلكتروني. عادةً ما يكون لهذا النوع من أجهزة التشفير مخرجان رئيسيان، اللذان يولدان إشارات في الطور التربيعي. وهذا يعني أن هناك إزاحة قدرها 90 درجة بين كلتا الإشارتين، وهو ما يسمح ليس فقط بحساب المنعطفات، ولكن أيضًا بتحديد اتجاه الدوران (في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة).

يوفر الجهاز عدد من النبضات في كل دورة، وحسب عدد النبضات يمكننا تحديد حركة المحور بدقة أكبر. يمكن أن يحتوي جهاز التشفير القياسي على ما يتراوح بين 20 إلى أكثر من 256 نبضة لكل دورة، اعتمادًا على الطراز. ال يتم حساب النبضات باستخدام نظام التربيع، والذي يسمح أيضًا بتحديد ما إذا كان الدوران في اتجاه عقارب الساعة (CW) أو عكس اتجاه عقارب الساعة (CCW)، مما يجعله عمليًا جدًا لأنظمة الدوران. التحكم والملاحة.

بالإضافة إلى ذلك، قد تشتمل هذه الأجهزة على زر ضغط يعمل عند الضغط على العمود. يتيح لك هذا الزر تسجيل الإجراء كما لو كان زرًا، مما يوسع إمكانيات الاستخدام. باختصار، لا يسمح المشفر بتسجيل دوران المحور فحسب، بل يسمح أيضًا بتسجيل دورانه عنوان y موقف في الوقت الحقيقي.

الاختلافات بين التشفير الدوار ومقياس الجهد

من الشائع جدًا الخلط بين أ التشفير الدوارة مع مقياس فرق الجهد نظراً لتشابه مظهرهما، إلا أن هناك اختلافات جوهرية تفصل بينهما. يقوم مقياس الجهد بضبط قيمة المقاومة وفقًا لزاوية الدوران، مما يوفر خرجًا تناظريًا. في المقابل، يقوم جهاز التشفير الدوار بتوليد سلسلة من النبضات الرقمية التي تمثل دوران العمود. الفرق الرئيسي الآخر هو أن أجهزة التشفير يمكن أن تدور إلى أجل غير مسمى، في حين أن مقاييس الجهد لها حد مادي لعدد اللفات.

لهذه الأسباب، تعد أجهزة التشفير مثالية للحالات التي تتطلب التحكم المستمر والدقيق في الدوران، كما هو الحال في أنظمة التحكم في المحركات، في حين تستخدم مقاييس الجهد بشكل شائع لضبط المعلمات الثابتة مثل الحجم أو السطوع.

ربط التشفير بالاردوينو

قم بتوصيل جهاز التشفير الدوار إلى اردوينو انها بسيطة نسبيا. اعتمادًا على الطراز، سيكون لجهاز التشفير ثلاثة مخرجات رئيسية: اثنان للقنوات A وB، وواحد لزر الضغط. يتصل زر الضغط بمدخل Arduino الرقمي، بينما تتصل القناتان A وB بمدخلين رقميين آخرين.

للحصول على قراءة دقيقة لحركة التشفير، يُنصح باستخدام الدبابيس انقطاع على Arduino للقناتين A وB. ومع ذلك، هذا ليس ضروريًا دائمًا. إذا كنت تحتاج فقط إلى دقة مفردة أو مزدوجة، فيمكنك الحصول على القراءات عن طريق استقصاء هذه المخرجات بشكل دوري (استقصاء)، على الرغم من أن هذا سيؤثر على كفاءة التعليمات البرمجية الخاصة بك.

سيكون الاتصال بمشروع نموذجي كالتالي:

• القناة A متصلة بـ D9
• القناة B متصلة بـ D10
• زر الضغط متصل بـ D11

من المهم التأكد من صحة المنافذ المحددة للمقاطعات، حيث لا تدعم جميع المنافذ الموجودة على لوحات Arduino المقاطعات. باختصار، يمكنك توصيل جهاز التشفير دون انقطاع، ولكن ستكون الدقة أقل.

كود لاستخدام التشفير الدوار مع اردوينو

رمز قراءة برنامج التشفير باستخدام Arduino بسيط. نعرض لك أدناه مثالاً أساسيًا لقراءة عدد النبضات المتولدة في القناة A، وكذلك تحديد اتجاه الدوران بمساعدة القناة B. وهذا تقريب بسيط باستخدام هذه الطريقة تصويت، ولكن إذا كنت بحاجة إلى دقة أكبر، فيمكنك تعديل التعليمات البرمجية للعمل معها الانقطاعات.

const int channelPinA = 9; 
const int channelPinB = 10; 
int prevStateChannelA = 0;
int value = 0;
unsigned long currentTime = 0;
unsigned long prevTime = 0;
void setup() { 
 Serial.begin(9600); 
 pinMode(channelPinA, INPUT); 
 pinMode(channelPinB, INPUT); 
 prevStateChannelA = digitalRead(channelPinA); 
} 
void loop() { 
 currentTime = millis(); 
 int currentStateChannelA = digitalRead(channelPinA); 
 if (currentStateChannelA != prevStateChannelA) { 
 if (digitalRead(channelPinB) != currentStateChannelA) { 
 value++; 
 } else { 
 value--; 
 } 
 Serial.println(value); 
 prevStateChannelA = currentStateChannelA; 
 currentTime = millis(); 
 } 
}

هذا الرمز يكتشف تغيير الحالة على القناة A ويقيم القناة B لتحديد الاتجاه الذي تم فيه تدوير جهاز التشفير. في كل مرة تتغير القيمة، سيقوم الكود بتحديث عدد النبضات المسجلة وطباعة القيمة على الشاشة التسلسلية.

أمثلة الاستخدام الشائع

الكثير التشفير الدوارة يتم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات المهنية والمنزلية. في مجال مشاريع Arduino، يمكن استخدامها لضبط المعلمات في الوقت الفعلي، مثل التحكم في اتجاه الروبوت المتنقل أو تنظيم مستوى صوت مكبر الصوت أو ضبط سطوع شاشة LCD. كما أنها تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم للمحركات السائر أو الماكينات، حيث يلزم التحكم الدقيق في موضع المحور.

أحد التطبيقات الأكثر إثارة للاهتمام هو إنشاء واجهات ذات تعليقات مرئية أو سمعية، حيث لا يقوم المشفر بضبط المعلمة فحسب، بل يوفر للمستخدم أيضًا ردود الفعل الجسدية عن طريق تدويرها، وهو أمر لا يمكن تحقيقه باستخدام الأزرار التقليدية.

بالإضافة إلى ذلك، تعد أجهزة التشفير مفيدة للغاية كبدائل لمقاييس فرق الجهد في الأنظمة التي تتطلب درجة أعلى من المتانة، نظرًا لعدم وجود حدود للتدفق، مما يقلل من التآكل الميكانيكي.

El استخدام التشفير في برمجة الروبوتات والأنظمة المستقلة آخذة في النمو أيضًا. ويمكن توصيلها مباشرة بعجلات الروبوت لقياس الحركة الدقيقة، وبالتالي تحسين حسابات الإزاحة والتوجيه، وتحسين كفاءة الروبوتات وقدرتها على الملاحة.

كما وجدت أجهزة التشفير الدوارة طريقها إلى تطوير الأجهزة الطبية ولوحات التحكم الصناعية، حيث يلزم التحكم المستمر في الحركة لتحقيق دقة ملليمتر في الآلات.

بشكل عام، تعد أجهزة التشفير خيارًا متعدد الاستخدامات واقتصاديًا للمشاريع التي يكون فيها القياس الدقيق للدوران أمرًا أساسيًا.

إذا كنت تبحث عن حل اقتصادي وفعال لمشاريع Arduino الخاصة بك، فاستخدم التشفير الدوارة يمكن أن يوفر لك بديلاً ممتازًا لطرق التحكم التناظرية الأخرى، مثل مقاييس فرق الجهد. إن قدرتها على توفير تحكم دقيق في نطاق واسع من الدوران يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات.