Encoder por HardwareEl encoder por hardware tiene la particularidad de ser tremendamente rpido y los que aqu se describen pueden llegar a funcionar a ms de 500 KHz de frecuencia de entrada (comprobado) y dira que soportan varios MHz. Si necesitas una lectura de encoder extremadamente rpida esta informacin te ser muy til.Los circuitos que se muestran ms adelante son compatibles para encoders incrementales pticos y magnticos.

Observa el grfico de arriba. La idea principal es obtener un nano pulso cada vez queAest a1, y enBse produce unflanco de subida. Cuando el encoder gira hacia la derecha se producir el pulso para contar y cuando gira a la izquierda se producir el pulso para descontar. Fjate que para contar tenemos la entradaBy para descontar tenemosB negado. Como veremos ms adelante, a travs de dos flip-flops conseguimos discriminar cundo lo hace en un sentido o en el otro.

Existen dos tipos de contadores: por incrementos y reversibles. Nos interesa que sea reversible para poder contar y descontar. A su vez los contadores reversibles existen dos tipos, los que tienen entradaUpyDown( cpU y cpD)independientes, como por ejemplo el74LS192; y los que tieneU/DyCP, como por ejemplo el74LS191.

Sera necesario que tuvieras claro conceptos bsicos de electrnica digital para poder comprender el funcionamiento que se explica a continuacin. Se trata de crear pulsos de periodo muy corto, del orden de nano-segundos (10^-9).Poder leer este tipo de pulsos de periodo tan corto slo lo pueden hacer contadores, en nuestro caso contadores reversibles. Otra electrnica no servira, por eso es necesario poner contadores como salida para visualizar el conteo en binario, o bien, para meter esos datos de salida del contador a un microcontrolador.

A continuacin se explica cmo hacerlo con los dos tipos de contadores reversibles. El principio de funcionamiento es el mismo en ambos casos y para no repetirme lo har en el primer apartado.

Contadores con entradas UpyDownindependientes.

Las seales del encoder entran porAyB.Cada vez que elCP(o clock) de cualquiera de los 74LS74 recibe un flanco de subida, y si la entradaDde los Flip-Flops est a1,Qse pone a1y/Qse pone a0. La seal de/Qva a una red de atraso de 4 inversores para crear el nano-pulso. Cuando esto sucede hay un tiempo de demora (de nano-segundos = 10^-9) provocado por las cuatro puertas NOT consecutivas. Una vez que la seal se hace presente en el "clear" del Flip-Flop (se activa por cero),Qpasa a valer0. Dependiendo de si el disco del encoder va hacia delante o hacia atrs, sucede en un flip-flop o en el otro, nunca ocurre en los dos a la vez.

Si quieres montarlo en una protoboard te ser ms sencillo usar como red de atraso el integrado 74LS240 porque es un buffer inversor con 8 entradas/salidas. Se usa 4puertas NOT(de las 8 que tiene el 74LS240) para el flip-flop de arriba y las otras 4 para el flip-flop de abajo.

Necesitars un contador reversible con salidas a LED para poder probar el circuito, si no, no podrs ver nada, ya que la electrnica para este tipo de encoder son de periodos muy cortos, de nano-segundos, y estos son invisibles a la vista.Slo los contadores son capaces de percibir periodos de pulsos tan pequeos, cualquier otra electrnica no sera capaz de contabilizarlos, esto quiere decir que ni un micro-controlador ni un PLC es capaz de poder leer pulsos tan breves.Es obligatorio usa contadores reversibles.

Normalmente los contadores reversibles son de 4 bits. Poniendo 2 contadores en cascada tienes 8 bits de resolucin (0..255), y poniendo 4 contadores reversibles tienes 16 bits de resolucin (0..65535), as sucesivamente dependiendo de la resolucin que necesites.

Aqu tienes el esquema completo para ver el conjunto de funcionamiento con un contador reversible con entradasUPyDown independientes:

Contadores con entradas U/D y CP

No todos los contadores reversibles tienenUpyDownindependientes. Los ms usados (y baratos) tienen una entrada llamadaU/D(Up/Down)yla otra entrada se llamaCP(ClockPulse).Para este tipo de contador el esquema queda de la siguiente manera:

Al igual que en el primer esquema podemos usar un 74LS240 para la red de atraso, quedando as:

Necesitars un contador reversible con salidas a LED para poder probar el circuito, si no, no podrs ver nada, ya que la electrnica para este tipo de encoder son de periodos muy cortos, de nano-segundos, y estos son invisibles a la vista.Slo los contadores son capaces de percibir periodos de pulsos tan pequeos, cualquier otra electrnica no sera capaz de contabilizarlos, esto quiere decir que ni un micro-controlador ni un PLC es capaz de poder leer pulsos tan breves.Es obligatorio usa contadores reversibles.

Esquema completo con un contador reversible con entradasCPyU/D:

Para este circuito has de usar disparadores Schmitt de tecnologa TTL (7414 74LS14)para acondicionar las seales del encoder ptico.Nunca uses disparadores Schmitt de tecnologa CMOS(HCyHCTesCMOS), comopor ejemplo el74HC14,te dara fallos intermitentes,para el resto del circuito puedes usar la tecnologa que quieras.

Este enlaceexplica una forma parecida a lo que aqu he expuesto y adems tiene la posibilidad de aumentar la resolucin del encoder hasta por cuatro.

Recuerda que siempre es aconsejable poner condensadores de 100nF en las alimentaciones de los integrados (entre VCC y GND), especialmente en circuitos secuenciales: contadores, registros de desplazamientos, Flip-Flops (tambin llamadas "bsculas"), PICs, etc.