Дребезг контактов механического энкодера: как устранить для работы с таймерами.

Для механических энкодеров присуще такое явление, как дребезг контактов, что приводит к некорректному подсчёту данных, получаемых от него. Полностью устранить данное явление невозможно, но исключить его влияние на таймер, который в режиме энкодера взаимодействует с подключённым механическим энкодером, можно.

Для этого надо просто придерживаться трём правилам, это: качественный энкодер, использовать аналоговый фильтр и использовать входной цифровой фильтр таймера.

Неисправляемый дребезг контактов связан с плохим качеством исполнения энкодера, материалом, из которого он изготовлен, а также очень большую роль играет смазка, которая должна минимизировать трение контактов, в дешевых энкодерах она не соответствует нужным параметрам, что вызывает разрыв контактов при перемещении. Полностью эту проблему решить нельзя как уже было сказано, но минимизировать можно, выбрав более качественный энкодер, использовать аналоговые и цифровые фильтры.

Аналоговый и цифровой фильтр.

При вращении энкодера возникают высокочастотные всплески напряжения из-за трения контактов, что будет приводить к частым ошибкам при подсчёте таймера, который настроен для работы как интерфейс энкодера, и для подавления этих помех поможет нам аналоговый фильтр.

Аналоговый фильтр должен быть описан в документации на энкодер, но обычно такой информации нет, так что используем следующую схему, взятую на энкодер PEC11R Series - 12 mm Incremental Encoder.

После прохождения через фильтр сигнал будет сглажен, это видно на рисунке ниже. Жёлтый сигнал получен через фильтр, синий без фильтра, для сравнения.

Но и после аналогового фильтра будут оставаться низкочастотные помехи в виде всплесков напряжения, что тоже будет приводить к ошибкам, но более редким.

Тут помогут цифровые фильтры, встроенные во входы таймера, в статье ниже я описал работу этих фильтров, проходим и читаем.

Для быстрой настройки этих фильтров просто устанавливаем максимальное их значение для отсечки оставшихся помех, что будет достаточно для работы с механическим энкодером.

Выполнив все три условия, которые приводят к ошибкам, вы получите максимально точную работу энкодера, но от всех ошибок или пропусков избавиться нельзя, так что использовать механический энкодер для измерения чего-то точного нельзя, для этого применяются оптические или магнитные энкодеры.