Энкодер для ручки управления с тактильной обратной связью

я тожене вижу особыхпроблем для колхоза....
энкодеры давно доступныюююю

Спец: как это вообще возможно, энкодер из мотора с тремя парами полюсов (т.е. три импульса на оборот! Всего лишь три, Карл!)?

Не знаю, как... Но работает.
Суть то простая - при вращении вала напряжение на обмотках наводится по очереди. Получается, что если подключить одну обмотку к входу направления счёта, а другую - к тактовому входу счётчика, то в зависимости от направления вращения получится, что перед приходом очередного фронта напряжения на тактовом входе, на входе направления уже устаканится напряжение (либо ноль). Счётчик будет считать либо на увеличение либо на уменьшение.

Малое число импульсов такого энкодера (я насчитал 4 на полный оборот) ни как не мешает. Даже наоборот, хорошо. Потому что ручка большая и было бы трудно выставить нужно количество. Например, когда управление устройством производится только энкодером с одной кнопкой - энкодером выбираешь меню, параметры и значения, а кнопкой фиксируешь выбор.
В то же время, при необходимости, легко накрутить большое число - крутанул ручку и она сама вращается по инерции, набирая до 25 импульсов. Типовые энкодеры имеют либо 12 либо 24 импульса на полный оборот вала.
При сравнении, энкодер из движка быстрее набирает нужное большое число импульсов, чем настоящий энкодер - несколько раз нужно с силой крутнуть вал и дать ему вращаться по инерции. Настоящий энкодер, во первых, замучишься крутить, чтобы набрать сотню-другую импульсов, а во вторых, он при большой скорости сбивается со счёта. Да и из-за механики имеет ограниченный ресурс и дребезг контактов. У движка же понятия дребезга не существует.

Пробовал приставить к валу движка патрон шуруповёрта через кусок резины и включать - импульсы наращиваются плавно, быстро и без сбоев. За 4 секунды вырабатывает почти полторы сотни импульсов как с куста. Шуруповёрт вырабатывает 550 оборотов в минуту или 9 оборотов секунду. То есть, скорость может быть больше, чем достаточно.

Спец:...как считывать при снижении скорости вплоть до нулевой, т.е. как такой энкодер поведёт себя близко к останову - там ведь напряжение с обмоток будет совершенно незначительное.

Усилителем (компаратором) легко получается поднять амплитуду до требуемого значения (срабатывания счётчика). Приходится ещё и гистерезис вводить, загрубляя чувствительность, что бы избавиться от микрофонного эффекта - стучишь по корпусу движка а на выходе импульсы считаешь.

При медленном вращении, скажем, 5-10 секунд на полный оборот, считает без проблем. Не ужели нужно ещё медленнее?
В общем, изменение на единицу отлавливается легко и чётко.

Спец:...скажем, оптический диск с прорезями - границы между 0 и 1 резкие независимо от скорости вращения, а у динамического съёма сигнала эта граница на низкой скорости будет размываться вместе с падением амплитуды сигнала.

Если амплитуда напряжения с обмотки достигла порога, то компаратор переключается. А так как полуволны каждой фазы следуют друг за другом с небольшим отставанием, то для получения сбоев ручку придётся специально крутить очень неравномерно. В общем, при обычном вращении, даже медленном, компаратор хорошо отрабатывает, выдавая нужную последовательность импульсов.

Обнаружил интересную особенность. Если пороговое напряжение компараторов превышало 2...3мВ, то на их выходах в покое всегда ноль. Если вращать вал, то идут импульсы. Останавливаешь вал - снова ноль.
А вот если пороговое напряжение равно нулю, то на выходах может быть как ноль, так и напряжение питания. Состояние целиком зависит от текщего положеня ротора двигателя.
То есть, если медленно вращать вал, то на выходе поочерёдно появляется напряжение и пропадает. Если остановить вал в момент появления напряжения, то оно так и остаётся на выходе. А если остановить вал при нуле, то этот ноль тоже стоит.
Получается очень хорошая особенность - энкодер из 3-х фазного движка с дополнительным усилителем вырабатывает импульсы даже при оооочень медленном вращении вала.
Единственный минус при этом - появление микрофонного эффекта из-за слишком высокой чувствительности. В общем, подбирая порог срабатывания компаратора, можно выставить требуемую чувствительность: от "чуть коснулся" до "умаешься крутить", пока импульс выдашь.

Спец: Получается, у такого энкодера узкая область применения - например, его нельзя будет использовать как точный датчик положения...

В этом качестве он мне не нужен. Он должен выдавать импульсы при вращении вала рукой.

Eugene.A: Ладно ещё в 2006 году заморачиваться с подобным самопалом, но сейчас-то, когда энкодер можно купить в любом ларьке или найти на помойке или тупо выковырнуть из мышки...

Энкодеры дорого стоят и их нужно покупать. А эти движки валяются под ногами... А сколько я их выкинул раньше - не сосчитать.
По помойкам давно не лажжу, а из мышки конструктив неудобен. Нужно вал и ручку придумывать и делать. А тут прикрутил напереднюю панель и всё. Большой вал движка играет роль большой красивой ручки.

DWD: Кстати, я думал, что там подшипники качения стоят, а когда разобрал, удивился - обычное скольжение.

Это гидродинамический подшипник.

Но мне кажется из шагового двигателя от дисковода или CD-ROMа (в некоторых головка двигалась шаговым) энкодер получится более чувствительный (больше импульсов на оборот) и размером поменьше будет. Хотя ручку придётся делать.

тогда уж удобне из дбисководов взячть =тьамобычно 2 фазные и разиер менще

DWD: Энкодеры дорого стоят и их нужно покупать.

Eugene.A: Ну да, 250 руб. - дороговато.

А разве нет? Если за ту же цену можно 10 шт взять

SAK: Это гидродинамический подшипник.

Спасибо, почитал...

SAK: Но мне кажется из шагового двигателя от дисковода или CD-ROMа (в некоторых головка двигалась шаговым) энкодер получится более чувствительный (больше импульсов на оборот) и размером поменьше будет. Хотя ручку придётся делать.

Согласен, шаговики вырабатывают большее напряжение, но это не проблема. 3-х фазный движок через компаратор работает нормально.
Шаговик от флопика на 5" имеет приличные вес и размеры.
От флопика на 3,5" или от CD (DVD) имеют плохую конструкцию. В них вал с одной стороны упирается в подшипник в корпусе движка, а с другой стороны - в пятак на выносной рамке вне дижка. Если эту рамку снять, то вал теряет центровку. Крутить можно, но ротор всё время трёт по статору.

Что касается числа импульсов на оборот, то с 3-х фазным движком его 4 импульсов хватает целиком.
Мало того, при программной обработке я ещё принудительно задерживаю один тактовый импульс. То есть, импульс вырабатывается не сразу после вращения, а через какой-то угол прокрутки. Всё равно хватает с запасом.
Пропуск импульса приходится делать из-за того, что, оказывается, при изменении направления вращения нарушается правильный порядок чередования импульсов (один из первых), по этому могут быть сбои подсчёта при изменении направления.
Правда это не очень критичный недостаток.

Ясь: Информацию о вращении снимаем по частоте и фазе сигнала с обмоток, а пуская в обмотки ток, изменяем усилие на ручке.

Кстати, проверил я такую возможность, работает. Собственно, это и так было понятно. Но есть проблема...
Дело в том, что сопротивление обмоток таких движков довольно маленькое, по этому для ощутимой реакции требуется подавать в них приличный ток.
Шаговик на 48 шагов с обмоткой на 30Ом неплохо блокировался током 170мА (при питании 5В), хотя вал всё таки можно было сдвинуть с места. Просто ощущалось сильное противодействие.
При меньшем токе разница в усилии вращения нивелирровалась тем, что в шаговиках исходно вал приходится вращать с усилием.

А вот в 3-х фазных движках, которые исходно легко вращаются, подача тока в обмоку сразу создаёт ощутимое противодействие. Правда ток приходится задувать приличный из-за низкого сопротивления таких движков. Из 3-х попавших под руку два имели сопротивление обмоток 2Ом и один 9Ом.
По этому ток приходилось увеличивать до 300мА и более (при питании 5В).
Для этих движков польза подачи тормозящего тока в обмотку более очевидна - вал стал вращаться как переключатель.
То есть, без тока движок вращается легко, как "регулятор", а с током - имеет точки фиксации, превращающие его в "переключатель".
Мне кажется, что в этом случае он должен чётче срабатывать в качестве энкодера, так как изменение положения вала всегда происходит из определённых точек (позже проверю). В 3-х фазном движке их, к стати, 4, расположенных под углом 90 градусов.

Усилие вращения вала как шаговика, так и 3-х фазника не зависит, в какую обмотку подаётся ток.

Думаю, более экономичным вариантом для шаговика будет не подача тока в оботку, а закорачивание какой нибудь свободной. Благо, их в шаговиках, обычно много. Тормозящее усилие, конечно, не такое, как при подаче тока, но достаточно ощутимое. Подойдёт для:
Ясь: не нужен такой упор, чтобы рычагом не свернуть, это только подсказка, что дальше крутить нет смысла.

Закорачивание обмоток 3-х фазного движка толку не даёт - торможение не ощущается. Отличить можно только по времени вращения по инерции - с замкнутой обмоткой остатавливается быстрее.

Кстати, вот такой получается энкодер из 3-х фазного движка от 3,5" HDD:

Рядом для оценки размеров корпус ТО-220.

В центре вала резьба (М2,5), так что вал можно "наращивать".

DWD: Думаю, более экономичным вариантом для шаговика будет не подача тока в оботку, а закорачивание какой нибудь свободной. Благо, их в шаговиках, обычно много.