Валкодер by UT4EN (компьютерная мышка + верньер Р311)

Я даю только идею, которую реализовал сам. Даны эскизы для пояснения как все работает. Детальные чертежи не приводятся и даются на разработку каждого радиолюбителя – конструктора. Используются два узла : собственно валкодер и грубая настройка (внешнее колесо верньера Р311).

I. Валкодер

Компьютерная мышь – это два готовых валкодера для перемещения курсора по горизонтали и вертикали. Имеется два вала диам. 3-4мм., на одном конце диск с прорезями и оптопарами. Может быть две оптопары на диск или один светодиод и спаренный фототранзистор. Второй вариант лучше – меньше деталей. Диск имеет от 24 до 38 зубьев (прорезей) в зависимости от модели мышки. Идея такова: на вал настройки крепится шкив диаметром 50-70мм. (расчеты ниже) и толщиной 5мм. На шкив натягиваем кусок (30-40мм) велосипедной камеры. Получаем обрезиненный по краю шкив. Ось мышки концами вставляем в отверстия в коромыслах (две металлические пластинки толщ.0,5-1мм, ширина 5-8мм и длиной 50мм). Посредине коромысла сверлим отверстие для оси вала мышки, один конец закреплен винтом свободно, чтобы коромысло качалось, другой конец легкая пружина прижимает вал мышки к обрезиненному шкиву. Выходит верньер наоборот. На один полный оборот ручки настройки (шкива) получаем порядка 20 оборотов зубчатого диска.

Нетрудно подсчитать:

                  диаметр шкива * N(кол-во зубьев) * Шаг
Оборот =
                              Диаметр вала мышки

При : диам. шкива=60мм

Диам. вала=3мм

N(кол-во зубьев) =34

Шаг = 10Гц

Оборот = 60мм/3мм*34*10Гц=6,8КГц/оборот

Если необходимо сделать расчет на требуемую величину КГц/оборот, то используем формулу :

                                Оборот * диам. вала мышки
Диам. шкива =
                                   N(кол-во зубьев)*Шаг

Пример: Вы хотите 5 КГц/оборот,

Диам. вала мышки=4мм

N (кол-во зубьев) =37

Шаг перестройки 10Гц

Диам. Шкива = (5000Гц/Оборот*4мм) / (37*10Гц) = 54мм

Детали: В сервисных компьютерных центрах имеется масса неисправных мышек и можно выбрать на любой вкус. Варианты: ось с диском может быть пластмассовая или металлическая (реже). Металлическая предпочтительнее т.к. более долговечна. Если Вы выбрали пластмассовую ось с диском, то необходимо пластмассовые концы удалить, просверлить отверстие глубиной 5мм и диам.0,8-1мм. В отверстие вставить туго металлическую проволоку. Такие металлические оси вставляются в коромысла и будут служить долго.

II. Грубая настройка.

Обычно в TRX c синтезаторами частоты используются две кнопки: UP и DWN – грубо вверх и грубо вниз. Кнопки расположены на передней панели TRX.

Идея такова: берем верньер от Р311, удаляем все внутренности, оставляя только ручки грубой и точной настройки. Ручку тонкой настройки надеваем на ось вал кодера (см. выше). На ручку грубой настройки сзади крепим втулку. На втулку крепим хомут с языком (см. эскиз). При небольшом повороте ручки влево - вправо язычок нажимает на одну из двух кнопок (UP или DWN). При отпускании ручки пружины кнопок возвращают язычок и ручку в исходное положение. Таким образом, получаем удобную настройку в целом: в одном узле и грубая и точная настройка.

III. Схема формирователей сигналов валкодера.

 Если используются два фотодиода, то такая схема была неоднократно опубликована и здесь не рассматривается. Схема для одной сдвоенной оптопары приведена ниже. Ничего нового здесь нет, но я хотел бы пояснить некоторые моменты, которые нигде не освещены.

Питание микросхемы формирователей я бы рекомендовал от +12V, т.к. по цепи +5V много «мусора» от синтезатора, встроенного CW электронного ключа и т.д. Питание лучше подавать через маломощный 7805, но можно обойтись и стабилитроном 5,6V. Резисторы 10к можно подобрать по симметричному сигналу с фотоприемников (вращая ручку настройки). Резисторы Положительной Обратной Связи (ПОС) обязательны (в некоторых схемах их нет). ПОС меньше критической обеспечивает более быстрое переключение логических элементов из одного состояния в другое. Кроме того, благодаря ПОС возникает петля гистерезиса, т.е. переключение в одну и в другую сторону происходит при разных уровнях освещенности фотоприемников. Благодаря этому при медленных поворотах ручки настройки из одной стороны в другую не появляется «дребезг» и как следствие быстрое приращение (уменьшение) частоты сразу на несколько шагов. (Такое явление может быть и вследствие проникновения помех по цепи питания, о чем смотри выше).

При установке спаренного фотоприемника особое внимание уделить правильной его ориентации, для чего необходимо внимательно изучить как он был установлен в мышке относительно зубчатого колеса.