一种基于红外光电原理实现编码器旋转检测技术电路的制作方法

本技术涉及编码器，具体涉及一种基于红外光电原理实现编码器旋转检测技术电路。

背景技术：

1、目前在市场上很多产品涉及到旋转调节档位或者时间、工作模式等场合一般都是采用电子编码器来实现，相对来说这类元件内部结构复杂，且需要通过机械旋转手柄来进行操作，这种操作方式存在内部机械磨损，受机械旋转寿命的限制，并且容易受外界环境温度、湿度或者盐雾等条件影响。

2、如中国专利cn206959862u，公开日2018年02月02日，本实用新型公开了一种旋转编码器，解决了旋转编码器的光电感应孔会受到外界空气中尘埃的影响而封堵，导致电梯出现平层不准确在运行形成中有“腾一腾”的现象(由于旋转编码器的光电感应孔被封堵)，而在现实环境中，相关人员难以直观的判断空气中灰尘的含量情况是否会对旋转编码器的正常使用造成影响的问题，其技术方案要点是：包括灰尘检测装置、电压比较装置、第一判断装置；还包括人体检测装置、第二判断装置；还包括耦接于第一判断装置以及第二判断装置以实现提示的提示装置，本实用新型的一种旋转编码器，有效实现了对旋转编码器所处环境进行了检测，方便相关人员准确快速的了解空气中灰尘的含量是否会影响旋转编码器的正常使用。该方案的旋转编码器需要通过机械旋转手柄来进行操作，存在机械磨损。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：编码器需通过机械旋转手柄来进行操作，存在机械磨损的技术问题。提出了一种基于红外光电原理实现编码器旋转检测技术电路，能有效避免内部的机械滑动磨损。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种基于红外光电原理实现编码器旋转检测技术电路，包括：编码器；采集电路，位于fpc柔性板上；接口电路，连接主控板与所述fpc柔性板；整形处理电路，对红外光电信号进行整形。

3、一种基于红外光电原理实现编码器旋转检测技术电路，通过位于fpc柔性板上的采集电路中的两个光电感应开关感应编码器上的旋转环的色带的颜色变化，从而产生输出的信号波，再通过整形处理电路的处理，将最终的结果输送到mcu中，mcu再根据结果数据控制编码器进行相应的操作。

4、作为优选，所述编码器设有旋转环，所述旋转环内侧贴有黑白间隔的色带，所述编码器设有两个感应区。通过焊接在fpc光电采样检测软板上的两个光电感应开关，两个光电感应开关间有一定的间距，配合圆形铝制的旋转环且其内部贴有一个黑白间隔的色带，利用光电感应原理，色带白色区域和黑色区域与光电感应元件之间形成光反射，内部的光电二极管导通及截止从而输出不同的高低电平的原理，并利用光电开关之间有特定间距，黑白色带的黑白区块有特定的间隔实现两个采样光电开关输出的电平产生一定的相位、时间偏移。

5、作为优选，所述采集电路包括a相线感应检测电路和b相线感应检测电路，所述a相线感应检测电路的信号检测输出口key_a与接口cn1的引脚3连接，所述b相线感应检测电路的信号检测输出口key_b与所述接口cn1的引脚4连接。a相线感应检测电路与b相线感应检测电路的输出信号存在一定的时间差，产生一个时间相对的偏移，配合软件的相对应处理滤波算法实现对正反转的判断。

6、作为优选，所述a相线感应检测电路包括红外光电感应元件key1，所述红外光电感应元件key1的引脚1接地，所述红外光电感应元件key1的引脚4接地，所述红外光电感应元件key1的引脚2与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key1的引脚1与电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key1的引脚3与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key1的引脚3与电容c1的一端连接，所述电容c1的另一端接地，所述红外光电感应元件key1的引脚3与所述信号检测输出口key_a连接。红外光电感应元件key1采用亿光的光电红外感应元件itr8307tr8，具有响应速度快，体积小，超薄，低功耗，灵敏度高，可截止可见波长，抗干扰能力强等优点。

7、作为优选，所述b相线感应检测电路包括红外光电感应元件key2，所述红外光电感应元件key2的引脚1接地，所述红外光电感应元件key2的引脚4接地，所述红外光电感应元件key2的引脚2与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key2的引脚1与电容c4的一端连接，所述电容c4的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key2的引脚3与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与电源连接，所述红外光电感应元件key2的引脚3与电容c2的一端连接，所述电容c2的另一端接地，所述红外光电感应元件key2的引脚3与所述信号检测输出口key_b连接。红外光电感应元件key2采用亿光的光电红外感应元件itr8307tr8，具有响应速度快，体积小，超薄，低功耗，灵敏度高，可截止可见波长，抗干扰能力强等优点。

8、作为优选，所述接口电路包括接口cn4，所述接口cn4的引脚1接地，所述接口cn4的引脚2与电源连接，所述接口cn4的引脚1与引脚2之间连接有变阻器tvs1，所述接口cn4的引脚3与变阻器tvs2的一端连接，所述变阻器tvs2的另一端接地，所述接口cn4的引脚4与变阻器tvs3的一端连接，所述变阻器tvs3的另一端接地，所述接口cn4的引脚3与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与k2连接，所述接口cn4的引脚4与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端与k1连接。电路中配合了一些esd电阻及tvs管保护元件保证信号的稳定性，进一步提高电路的整体抗esd及突波电压、电流的能力。

9、作为优选，所述整形处理电路包括红外光电整形元件u3和红外光电整形元件u4，所述红外光电整形元件u3的引脚2与k1连接，所述红外光电整形元件u3的引脚5与电源连接，所述红外光电整形元件u3的引脚3接地，所述红外光电整形元件u3的引脚4与电阻r18的一端连接，所述电阻r18的另一端与key1连接，所述红外光电整形元件u3的引脚3与电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端与所述电阻r18远离所述红外光电整形元件u3的一端连接，所述红外光电整形元件u3的引脚3与电容c13的一端连接，所述电容c13的另一端与电阻r17的一端连接，所述电阻r17的另一端与所述红外光电整形元件u4的引脚4连接，所述红外光电整形元件u4的引脚5与电源连接，所述红外光电整形元件u4的引脚3接地，所述红外光电整形元件u4的引脚2与k2连接，所述电阻r17远离所述红外光电整形元件u4的一端与key2连接。通过两个cmos逻辑整形反向元件，对信号进行了缓冲滤波，整形反向的处理，提高了电路信号的整体抗干扰能力。

10、本实用新型的实质性效果是：本实用新型相比传统的电子式编码器，少了中间的机械旋转手柄,不占用pcba控制板上面的宝贵的空间位置，特别适用一些中间位置需要布置ui显示led或tft屏的应用场合，特别适用于外观结构是个类圆柱形的产品，同时该新型电路原理是非接触式的，利用红外光电感应的原理，理论上不存在直接的接触摩擦，没有了机械滑动磨损，寿命可以是无限长，且使用起来旋转顺滑流畅，没有了折动子在旋转接触中产生的“咯吱咯吱”的声音及手感不太顺畅的问题。