Энкодеры используются либо для подсчёта кол-ва оборотов, либо для определения угла.
Возможно ли использовать их как переключатель?

Имеется устройство устройство с более чем 20 кнопками (5V). Логика использования такова, что для большинства функций управления были бы более удобны\логичны "крутилки", чем "кнопки". При этом полная замена контроллера устройства крайне не желательна.

Идея в том, чтобы используя инкрементные энкодеры с небольшим кол-ом отсчётов на оборот, тактильно ощутимыми "щелчками" и функцией нажатия, отрабатывать отсчёты как нажатия кнопок. Т.о. сократится втрое кол-во органов управления и само управление станет более логичным. Какими минималистичными способами это можно реализовать? Можно ли обойтись без программируемых микроконтроллеров?

Как вы (точнее пользователь вашего прибора) будете определять какая именно кнопка нажмется при данном положении энкодера? Нужна какая то визуальная обратная связь. Привязаться к абсолютному положению ручки энкодера не получится, он потому и инкрементальный, что не выдает абсолютную позицию

Микроконтролер
Можно, но явно не нужно - будет чемодан рассыпухи

К абсолютному не нужно. На каждый энкодер вешаем три кнопки (в данном случае видимо таки реле). Вращаем в одну сторону - кликается кнопка n1 (сколько "щелчков" - столько и "нажатий"), вращаем в другую - n2, нажимаем на сам энкодер - n3.
В итоге вместо 24 разбросанных по панели кнопок получаем восемь компактно расположенных энкодеров. Так как большинство кнопок имеют логику применения "больше" - "меньше" - "сброс значения", то кроме компактности имеем ещё и эргономику.


Меня несколько смущает как оправданность применения, так и перспектива выуживания из памяти навыков программирования благополучно забытых более 20 лет назад вместе с проданным ZX Spectrum XD

Не только возможно, но и давно используются. Например, в CRT мониторах MAG .

Можно, но и в самом деле громоздко получится.


Нет, ну до смешного-то не доводите... Достаточно счётчика, например, реверсивного. Перед ним можно поставить защиту от дребезга и схему на ИСКЛЮЧАЮЩИХ ИЛИ для определения направления.

Ну какая же это эргономика? Энкодер, как переключатель на три положения? Такое применение и вправду неоправданно.

Вот это напрасно. Эти навыки следовало бы беречь и развивать. Иначе от реле никогда не оторваться.
И завтра это уже не нужно никому. Да и сегодня, пожалуй.

Хех. А ведь когда-то стоял у меня такой на столе...


Про RC фильтр нагуглил ещё на этапе постановки задачи. Про остальное можно чуть более развёрнуто для совсем деревянных? =)


Понадобилось сменить корпус и размещение органов управления. Именно "крутилками" в данном случае представляется наиболее удобным - тактильный контроль щелчков-нажатий (крутнул на, скажем, пять щелчков-отсчётов и в итоге получил пять нажатий), возможность найти "крутилку" наощупь (разные размер и форма головок и их размещение).


Ну, честно говоря это не мой хлеб. Балбес как в программировании (хотя древний Бейсик это как на велосипеде кататься - незабудеш), так и в электротехнике, но с какой стороны паяльник держать ещё худо-бедно помню. Задача же возникла из персональных потребностей для некоммерческого применения.
Если совсем честно, то можно найти готовые решения на рынке, но есть желание поковырятся самому. Дело даже не в цене (опыт показывает, что кастомные решения в итоге гораздо дороже заводских и даже мелкосерийных на заказ), хотя в текущей ситуации и она роляет, а в подгонке устройства "под себя" и конечного удовольствия от вещи сделанной\подогнанной своими руками.

Я тоже не программист. Но в какой-то момент понял, что для именно таких приложений (упрощение схемотехники, в особенности, когда нужны единичные несложные приборы, где программиста ждать неоткуда ), нужно освоить МК и приподняться над "жёсткой логикой". Это не требует перепрофилирования, но развязывает руки существенно.

Примите как данность - без освоения микроконтроллеров задача нерешаема с разумными затратами. Так что или нанимайте исполнителя, или самостоятельно, "ножками" Ничего сложного в этом нет, был бы стимул. Желание что-то сделать "для себя" - вполне годный стимул.

Но что до конкретной реализации: вот так просто "пять щелчков влево" - не выйдет. Это более-менее хорошо получается с жесткой трещоткой, ручкой малого диаметра и максимум 12..20 щелчков на оборот. Если мягко и мелко - обязательно нужна хоть какая-то обратная связь, какой-то индикатор, изменяющий свое состояние по мере вращения энкодера, или движение строк-курсора на экране, или что-то еще. Иначе управление станет крайне неудобным.

Ножками весь путь самостоятельно пройти несколько затруднительно. В моём случае это означает если не ВУЗовский, то как минимум ПТУшный курс с факультативом по школьному курсу физики (из которого я на данный момент разве что закон Ома помню) XD
Так что как минимум необходимы товарищеские\менторские пинки в нужном направлении...
Найм исполнителя для разработки решения в принципе допустим, но цена вопроса непонятна так как (для меня) неочевиден обьём работ и неизвестны расценки.
Индикация результата (при необходимости) есть. Вот как раз в случае с кнопками придётся сначала зыркать на панель "куда тут ткнуть?", потом тыцкать кнопку, контролируя результат на экране, а затем снова на панель в поисках очередной кнопки...


Угу. Тем более, что как выяснилось, кнопки на имеющейся панели собраны не на матрице а на регистрах 4021. К контроллеру идёт пять проводов. Насколько я понимаю это зело упрощает задачу?

Например, такой энкодер с такой ручкой и такой ИС включить по такой схеме.

Секундочку, а что у нас на выходах 6 и 7? Замыкание на питающую цепь? Т.е., грубо говоря, если мы включаем пару ламп таким образом, то при вращении энкодера будет последовательно включаться одна или другая в зависимости от направления вращения?

.

Что-то типа того.
Только ещё делители нужны на выходах. Энкодер, который предложил Plain, будет выдавать импульсы каждые 15 градусов. Точная настройка прибора будет довольно неудобной (это +/- 20 единиц легко накрутить; +/- 1 придётся делать очень аккуратно).

В общем, самое время освоить какую-нибудь ардуину. На входе - энкодеры (статей "подключаем энкодер к ардуино" в сети десятки), на выходе - эмулятор 74hc4021 в лице SPI.

Дык осциллограммы же дадены -импульсы там будут на каждый тик, на том выводе, который соответствует направлению вращения

Он там был один, наверное жутко популярный, других просто нет. Делители — разве что максимум на 2, например на таких сдвоенных счётчиках и RC-цепочках.

"Типа"... Т.е. таки напрямую включить этот кусок к имеющейся разводке от сдвиговых регистров 4021 вместо кнопок не получится? Имеющийся контроллер не будет воспринимать это как нажатия кнопок?



(сори за курецелапную схему - пианист рисует как умеет)

Это для меня уже сложно XD. Принципиальную схему советского лампового телевизора я ещё с горем пополам читаю, но на даташиты микросхем смотрю как баран на новые ворота. =(
Мне непонятно - импульсы равнозначны замыканию цепи питания 5 вольт или это сигналы логики, которые ещё каким-то образом обработать нужно?

Согласен. Энкодеры вообще нужно будет подбирать не только по кол-ву отсчётов на оборот, но и щупать на предмет тактильного восприятия "щелчков"...

Идут реплики с мест, что данная схема рассчитана на оптические энкодеры на кодах Грея и с механическими может не взлететь.
К тому же импульсы очень короткие - около 35мкС тогда как имеющийся контроллер хотит 30-50мС. Можно ли их вытянуть подбором R1C1 и R2C2?

Да, это замыкания на цепь 5В, но они достаточно короткие (зависит от скорости вращения), если частота опроса регистра 4021 не достаточно высокая могут быть пропуски импульсов.

Спасибо, Дэвид Блэйн! С пропусками, видимо, придётся бороться уже на макете с подстроечниками... В принципе не думаю, что вращаемый вручную энкодер с небольшим кол-ом "щелчков" на оборот будет давать очень уж частые импульсы...

Реплика такова, что Вы соизволили выложить реальную, и то не факт, схему только к концу первой страницы темы — мы ж не телепаты тут, а древние инженеры вполне ведь могли подавлять дребезг аппаратно.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Так в том-то и дело, что готовой схемы у мну нет... А сам я, увы, весьма далёк от тематики и мой скил "схемотехнического инженеринга" удручающе низок и близок к sub zero =( Из-за, возможно тривиальной (для большинства присутствующих, как мне представляется), задачи мну по этой причине приходится лопатить гору информации, начиная с школьного курса элементарной физики, чтобы просто понять WTF. Одним из следствий моего ламеризма является невозможность корректно (технически грамотно) сформулировать задачу, сори...

Предложенная мной к рассмотрению "схема" продукт поступивших рекомендаци, в том числе и Ваших =)

Про RC фильтры для подавления дребезга энкодера помню. Просто рисовать на схеме не стал, подразумевая их как само собой разумеющиеся.
Но вопрос про слишком короткие импульсы был не столько о паразитном дребезге ложных срабатываний, а о том сможет ли предложенная схема корректно работать с истинными отсчётами энкодера ввиду краткости их импульса (35мкС при том, что контроллер работает с частотой опроса 30мс - разница на три порядка всё таки...)

Повторюсь - необходимо заменить часть кнопок на имеющемся контроллере на энкодеры. Сам контроллер энкодеры не воспринимает (т.е. нужно чтобы он подмены не заметил). Менять контроллер крайне нежелательно. Имеющийся блок кнопок собран на трёх сдвиговых регистрах, аналогичных 4021. Частота опроса контроллером 30-50мс. Питание - 5в. Схемы самого контроллера нет.

Нет, не сможет. Ваш контролер скорее всего не просто опрашивает кнопки с частотой опроса 30ms, но еще и осуществляет подавление их дребезга. В таком случае он ваши 30mks импульсы воспримет за помеху. Более того, скорость, с которой энкодер выдает импульсы, тоже не похожа на нажатия кнопок человеком (она почти на порядок больше). Контролер их тоже отфильтрует (посчитает дребезгом).
Так что без дополнительного МК не обойтись

Ок. Убедили. Теперь бы ещё пинок в сторону подходящего контроллера (а в идеале готового схемотехнического решения и прошивки XD). С поправкой на мой нубизм и скромные познания в англицкой мове...

Не факт. Возможно, достаточно переписать кусок программы или даже всю, но кардинально менять железо из-за использования энкодеров вместо кнопок - это чересчур.


Ну, и про блюдечко Вы забыли упомянуть. Может, в раздел "Предлагаю работу" обратиться, раз уж так дело запущено...

В родной контроллер (в том числе и програмно) лезть нежелательно. Да и сомневаюсь, что возможно. Ко всему прочему он довольно таки древний.

Так не интересно =) С тем же успехом можно купить\заказать готовое решение с аналогичным функционалом и поддержкой в том числе энкодеров, но по ряду причин (и цена не одна из них - я понимаю, что только на эксперименты у меня, вероятно, уйдёт сумма, сравнимая со стоимостью десятка готовых решений, имеющихся на рынке) не хотелось бы...

Если Вы имеете ввиду платную консультацию... Ну, по аналогии с знакомыми мне сферами я х.з. во сколько можно оценить ответ на вопрос "как сделать лакированый письменный стол из массива вишни?" "возьми Хусварну и ищи в лесу вишню..." Хотя судя по тональности некоторых ответов консультация ближе к уровню "как забить гвоздь?" XD

Разумеется - если бы я прожектировал некое устройство для коммерческого применения или запуска в серию, то тему бы разместил в соответствующем разделе. Но в данном случае это просто проявление зуда в руках (или ещё каком месте) для ковыряния длинными зимними (а зима у нас тут ещё не скоро кончится) вечерами. Возможно, конечно, что я вообще принципиально ошибся форумом, тогда - сори...

(я не скандалю - я просто действительно сомневаюсь, что вопрос достоин размещения в разделе "job"...)

Единственное что могу посоветовать - отрисовать полную принципиальную эл. схему и снять диаграммы с помощью логического анализатора.
Гадать я думаю никто не будет что у Вас там с чем соединяется и какие сигналы куда бегают.

купите ардуину нано (100 руб в Китае 300 руб в Москве), скачайте ардуино ide, там есть уже готовая библиотека и даже готовый скетч (ардуинщики так называют свои программы0 подавления дребезга (путь примерно файл- примеры- подавление кнопок), все кроме железяки ардуины бесплатно. По опыту - дешевые энкодеры дребезжат огого как. Я обычно побеждаю конденсатором 0.1 uF, но можно и помучаться.

Выбирайте по количеству портов ввода/вывода (что бы все ваши энкодеры уместились) и наличию аппаратного SPI (для замены цепочки 4021). Еще лучше если это будет в виде отладочной платы. Потом смотрите у продавцов вокруг, что они смогут предложить.

Arduino nano может не пройти по количеству портов (8 энкодеров это не мало )

Нет, я не имею в виду платную консультацию. Здесь охотно помогают безвозмездно. Но Вы же хотите всё готовое. И схемное решение, и перечень элементов, и прошивку для контроллера... Да и разжевать на доступном языке.

Если Вы ищете себе занятие, то логично настроится на бОльшую часть самостоятельной работы. Океан информации перед Вами. Гугл Транслейт тоже. Возьмите любой мелкий МК от Микрочипа, например. Или уж Ардуино, как советовали. Освойте потихоньку. Это будет весьма полезный опыт. Пригодится на будущее.
Ждать же, что кому-то нечем заняться долгими зимними вечерами и он будет для Вас искать решение, писать и компилировать программу, переводить даташиты и руководить монтажными работами...

С чего бы это? Растянуть импульсы с триггера, и готово. Другой вопрос, что придётся вешать табличку на энкодер "быстро не крутить" :-) (будет "проглатывать" импульсы).

Это весьма медленно. И при отсутствии автоповтора, о чём до сих пор информации тоже не поступало, единственный выход — попытаться сунуть ему минимально прореженный сигнал:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не смог найти полной схемы. Применительно к данному девайсу обычно ставится обратная задача - замена контроллера, а не блока кнопок.

Я не просил писать прошивку и рассчитывать схему, подразумевал, что кто-то с таким уже сталкивался и возможно у него сохранилось решение. Я предполагал, что задача всё же достаточно типовая.
Опять же - основное отличие специалиста от дилетанта в том, что даже не зная чего-то в своей области он знает что и где искать (и да - именно за это знание специалисту в основном и платят - тут Вы полностью правы). Т.е. была вероятность, что в поисках, скажем картинки\схемы для иллюстрации совета кто-то наткнётся на готовое решение в сети (и в отличии от меня поймёт что оно и есть подходящее =)).

Да, по ардуинкам довольно много информации в сети в том числе на русском. Есть и примеры подключения энкодеров как выяснилось (мне, правда, пока не совсем понятно как передавать результат обработки дальше - с ардуинки к моему контроллеру... ну да ладно...) с разобранными примерами прошивок.

Мне всё же представляется несколько кривоватым решением цеплять к имеющемуся контроллеру, сопоставимый только для того, чтобы подключить энкодеры, но видимо для меня это действительно наиболее приемлемый в плане реализации вариант...

Ушёл курить гайды по ардуинкам и формировать корзину заказа для экспериментов. На несколько месяцев я вас, видимо, покину =)
Спасибо всем пытавшимся =)))

Если работать с энкодерами, то мне кажется на много проще применить CPLD например от Altera. И всю логику строить на нем. Но энкодер дорогой прибор и в основном не абсолютный датчик. Я так и не понял, что вы творите, может лучше в качестве датчиков применить потенциометр подключенные к аналоговым входам микроконтроллера, например Amega16. У него 8 аналоговых входов, очень просты в освоении. И датчик получается абсолютным.

Я бы ещё обратил внимание автора на морду какого-нибудь анализатора спектра. Где и энкодер, и куча кнопок. Часть функций дублируется: их можно хоть энкодером задавать, хоть кнопками. Это к тому, что одно другим заменять - не значит сделать удобнее.

16 портов - пройдет. В atmega324 (в мелких ардуинах они стоят) прерывание можно вызвать изменением любого порта.

Недостаток потенциометров - малый ресурс. В данном ("дискретном") применении - еще и отсутствие фиксатора-"трещетки".


Прерывание по изменению уровня для обработки энкодеров совершенно не обязательно. По опросу лучше и более предсказуемо в растактовке.

Можно применить галетный переключатель. Есть потенциометры с трещетками.

Даже у галетного переключателя ресурс типично меньше, чем у энкодера, а стоимость выше. Потенциометры с трещотками - не встречал никогда. Максимум с фиксацией в среднем положении ("трекинг" в VCR). В любом случае, это экзотика со всеми вытекающими. И, опять же, ресурс.

Но если позиций не больше 12 (ну, к примеру) - "галетный" вариант да, хорошо. И наглядно, и энергонезависимо. И вообще удобно. А если позиций сотня ? Тут уже и потенциометр не поможет (кроме дорогущих многооборотных).
Короче, опять от специфика задачи зависит. Ну и эргономика, конечно, должна быть не на последнем месте.

а для чего тогда внешние прерывания придумали? Как раз для того, чтобы не заниматься постоянно "опросами".

Лишняя сущность для процессора, занимающегося только обработкой панели управления. Да, работа по прерываниям занимает меньше времени, но обработка 8 энкодеров на, скажем, AVR с тактовой частотой 8 MHz сожрет не более 20% времени при частоте опроса 4 kHz. И если к тому же надо по результату обработки имитировать нажатие кнопок (с определенным периодом, чтобы не конфликтовать с подавлением дребезга в хосте), то проще все это сделать в четко предсказуемом по времени цикле, а не плодить кучу прерываний.

Я тоже. Возможно автором имеются ввиду применяющиеся в аудиотехнике резисторные сборки на регуляторах аудиоусилителей.

Кажется имеется недопонимание. Я не собираюсь вешать весь функционал из более чем 20 кнопок на один энкодер (это в принципе возможно, конечно чисто теоритически, но в моём случае не нужно). Каждый энкодер должен имитировать нажатие трёх кнопок - вращением в одну сторону, вращением в другую и нажатием (т.е энкодеры должны быть с нажатием, да). Предполагаю, что всего энкодеров будет пять или шесть (т.е. 15 или 18 линий, из которых в "обработке" нуждаются соответственно 10 или 12 линий собственно пар сигналов с энкодеров). Остальное будет решено тумблерами или кнопками и собственно нажатиями на сами энкодеры (окончательная эргономика ещё так сказать в проработке).

А я встречал, в каком-то советском усилителе для "закашивания" под дискретные.