FR4 を使用した安価な DIY 容量性回転エンコーダ

ロータリー エンコーダは、愛好家レベルであっても、多くのアプリケーションにとって重要です。 今後のプロジェクトに向けて独自のロータリー エンコーディングの必要性を検討しているときに、[Jan Mrázek] は独自の DIY 容量性ロータリー エンコーダを作成してみることを思いつきました。 成功すれば、そのようなエンコーダは安価で非常に高速になる可能性があります。 部分的には PCB 上に直接作成することもできます。

[Jan] が落ち着いたエンコーダの設計は、誘電体材料として透明なテープを備えた PCB 要素を使用して、単純な調整可能なプレート コンデンサを作成することでした。 これは、非安定モードの 555 タイマーのタイミング要素として使用されました。 したがって、この構成の 555 は、単純なコンデンサのプレートがどれだけ重なり合うかに比例して変化する方形波を生成します。 プレートを回転させると、それに応じて方形波の周期が変化します。 応答時間は速くなり、555 と一部の PCB スペースは材料的には確かに安価です。

最初のプロトタイプは良好な結果をもたらしましたが、ノイズやおそらく温度や湿度に対する感度など、多くの問題がありました。 2 回目の試みでは設計が改良され、ESP32 が 100 kHz のレートで 140 の離散位置を確実に読み取ることで、より良い結果が得られました。 解像度と速度の間にはトレードオフがあるようです。 レートを下げると、より多くの位置を確実に検出できるようになります。 まだ問題はありますが、最終的に [Jan] は、PCB の領域と 555 程度しか必要としない高速容量性エンコーダがおそらく実現可能であると感じています。

このプロジェクトは、FR4 (銅被覆、エッチング、ブランクのいずれであっても) が賢い用途に現れることを思い出させます。銅テープとブランク FR4 を使用して RF フィルターのプロトタイプを迅速に作成でき、PocketNC は FR4 を中心に小型 CNC ツール全体を構築しました。自身の [Voja] が、FR4 から美しいエンクロージャを作成するための完全なガイドを書きました。