WS2025 - Sensortechnik - Drehimpulsgeber

Abb. 1: Drehimpulsgeber KY-040

Dozent:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul	Mechatronik, Antriebs- und Sensortechnik (Wahlpflichtprofil „Systems Design Engineering“), Wintersemester
Modulbezeichnung:	MTR-B-2-5.12
Modulverantwortung:	Ulrich Schneider
Lehrveranstaltung:	Sensortechnik
Lektion:	8: Digitale Sensoren zur Messung von Weg und Winkel

Einleitung

Der Drehimpulsgeber KY-040 wird im Wiki-Artikel beschrieben.

Aufgabe

Bearbeiten Sie alle Aufgaben und sichern Sie Ihre Ergebnisse in SVN.

Aufgabe 8.1 - KY-040 Drehencoder anschließen

Der KY-040 Drehencoder soll über Simulink und ein Arduino-Board eingelesen werden. Der Encoder liefert zwei phasenverschobene digitale Signale (A und B). Diese müssen ausgewertet werden, um die Drehrichtung und Schritte zu bestimmen.

Tabelle 1: Anschlussplan

KY-040 Pin	Funktion	Arduino Pin
CLK (A)	Signal A	D2 (Interrupt)
DT (B)	Signal B	D3 (Interrupt)
SW	Taster (optional)	D4
+	5V	5V
GND	Masse	GND

Aufgabe 8.2 - Simulink Setup

1. Öffnen Sie Simulink → Arduino Support Package, falls noch nicht installiert: über Add-On Explorer → MATLAB Support Package for Arduino Hardware installieren.
2. Erstelle ein neues Modell:
   1. Library Browser → Simulink Support Package for Arduino Hardware → Common
   2. Ziehen Sie einen Digital Input-Block für Pin D4 und zwei External Interrupt für die Pins D2 und D3 ins Modell.

Aufgabe 8.3 - Quadraturdekoder aufbauen

• Zwei Digital Input Blöcke für A und B
• Detect Change/Edge Detector, um Flanken zu erkennen
• Logic-Blöcke oder Compare To Constant, um die Richtung zu bestimmen:
  • Wenn A vor B → +1 (im Uhrzeigersinn)
  • Wenn B vor A → −1 (gegen Uhrzeigersinn)
• Integrator (Add Block), um die Schritte aufzusummieren

Beispielhafte Logik:

if rising_edge(A)
if B == 0 → count++
else → count--
end

Aufgabe 8.4 - Test

• Verbinde den Ausgang mit einem Display, Scope oder To Workspace-Block.
• Aktiviere **External Mode**, um Live-Daten während der Simulation zu sehen.

Aufgabe 8.5 - Taster

Lesen Sie den Taster (SW) ein und schalten Sie damit die LED 13.

Tutorial

Drehimpulsgeber KY-040

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