Codificador rotacional capacitivo de bricolaje a bajo precio con FR4

Los codificadores rotatorios son fundamentales para muchas aplicaciones, incluso a nivel de aficionado. Mientras consideraba sus propias necesidades de codificación rotatoria para los próximos proyectos, a [Jan Mrázek] se le ocurrió intentar hacer su propio codificador rotatorio capacitivo. Si tiene éxito, dicho codificador podría ser económico y muy rápido; en parte también podría hacerse directamente en una PCB.

El diseño del codificador que [Jan] decidió era hacer un capacitor de placa ajustable simple utilizando elementos de PCB con cinta transparente como material dieléctrico. Esto se utilizó como elemento de temporización para un temporizador 555 en modo astable. Por lo tanto, un 555 en esta configuración genera una onda cuadrada que cambia en proporción a cuánto se superponen las placas en el capacitor simple. Gire la placa y el período de la onda cuadrada cambiará en respuesta. El tiempo de respuesta sería rápido, y un 555 y algo de espacio en PCB son ciertamente económicos en cuanto a materiales.

El primer prototipo dio resultados positivos pero tenía muchos problemas, incluido el ruido y posiblemente sensibilidad a la temperatura y la humedad. El segundo intento refinó el diseño y tuvo resultados mucho mejores, con un ESP32 leyendo de manera confiable 140 posiciones discretas a una frecuencia de 100 kHz. Parece que hay una compensación entre resolución y velocidad; la reducción de la tasa permite detectar más posiciones de manera confiable. Todavía hay problemas, pero en última instancia, [Jan] cree que los codificadores capacitivos de alta velocidad que requieren poco más que algunos bienes raíces de PCB y algunos 555 probablemente sean factibles.

Este proyecto es un recordatorio de que FR4 (ya sea revestido de cobre, grabado o en blanco) aparece en aplicaciones inteligentes: la cinta de cobre y el FR4 en blanco se pueden usar para crear rápidamente prototipos de filtros de RF, PocketNC construyó una pequeña herramienta CNC completa alrededor de FR4, y nuestro propio [Voja] escribió una guía completa sobre cómo hacer hermosos gabinetes de FR4.