JPS58150818A - Circuit for detecting amount of rotational operation - Google Patents

Circuit for detecting amount of rotational operation

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Publication number
JPS58150818A
JPS58150818A JP3242382A JP3242382A JPS58150818A JP S58150818 A JPS58150818 A JP S58150818A JP 3242382 A JP3242382 A JP 3242382A JP 3242382 A JP3242382 A JP 3242382A JP S58150818 A JPS58150818 A JP S58150818A
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JP
Japan
Prior art keywords
step motor
rotation
rotational operation
detection circuit
rotational amount
Prior art date
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Application number
JP3242382A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Kimura
豊 木村
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Universal KK
Original Assignee
Universal KK
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Publication date
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Publication of JPS58150818A publication Critical patent/JPS58150818A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase the detecting capacity of a rotational amount, by a method wherein a rotary direction in a game machine is detected by the shift of a phase between each terminals of pulse signals generated to the coil of a step motor and the rotational amount is detected by pulse numbers. CONSTITUTION:When the rotor of a step motor 60 is rotated by the CW rotary operation of a handle 1, a number of pulse signals accompanied with the rotational amount thereof are generated from coil terminals 1, 2 and the terminals -S, -R of FF1 and FF2 are operated to issue phase shifted signals. These signals are issued when the clock terminal signal from DFF3 reaches a high level and, when the CW rotary operation is carried out, DFF3 issues a high level signal always. Therefore, counters CO1, CO2 are brought to up-count states while pulse numbers are added and counted corresponding to the rotational amount of the motor 60 and the outputs of the counters CO1, CO2 display the CW rotational amount of the handle 1.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転操作量検出回路に関し、%に操縦ゲーム機
に用いられ、ハンドル等の回転量を定量検出する回転操
作量検出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a rotational operation amount detection circuit, and more particularly, to a rotational operation amount detection circuit that is used in a control game machine and quantitatively detects the amount of rotation of a steering wheel or the like.

操縦ゲーム機、例えばブラウン管Kll!示され九0動
車の操縦の巧拙を購うテレビゲーム機などにおいては、
ハンドルやダイヤルの操作量に合わせて操縦目的物を移
動させえりするので、回転操作量を適確に検出しなけれ
ばならな−ことは4とより、回転操作量を即時的に利用
できる信号形−で得る仁と、を九この回転量の検出の丸
めに1転操作部の円滑性が失なわれないようにすること
なども重畳なポイントとなる。
Control game machines, such as cathode ray tube Kll! In video game machines, etc., where you can test your skills in controlling a ninety-degree vehicle,
Since the object to be controlled is moved and selected according to the amount of operation of the handle or dial, it is necessary to accurately detect the amount of rotational operation. It is also important to ensure that the smoothness of the one-turn operating section is not lost due to rounding of the rotation amount detection.

これらの要求を満九し、回転操作検出回路として組立作
業時、保守点検時及び部品交換作条時等に煩雑なI#I
ll贅を資せず、しかも耐久性がある装置としてステッ
プモータを検出手段とする装置を本出願人は実III#
856−175459号にて提案した。
In order to meet all these requirements, the rotational operation detection circuit can be used as a rotational operation detection circuit to eliminate complicated I#I during assembly, maintenance and inspection, and parts replacement.
The present applicant has developed a device that uses a step motor as a detection means as an inexpensive and durable device.
It was proposed in No. 856-175459.

本発明はこの装置に好適な回転操作量検出回路を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a rotational operation amount detection circuit suitable for this device.

本発明の特徴とするところは、ハンドル等に従動駆動さ
れるステップモータのコイル端子に発生するパルス信号
の各端子間の位相のズレにより回転方向を検出し、さら
にこのパルス信号のパルス数Kjり回転量を検出するこ
とにある。これKより、シンプルで属性能な回転操作量
検出回路が提供できるのである。
The present invention is characterized in that the direction of rotation is detected by the phase shift between the terminals of pulse signals generated at the coil terminals of a step motor driven by a handle, etc., and the number of pulses Kj of this pulse signal is detected. The purpose is to detect the amount of rotation. From this K, it is possible to provide a rotational operation amount detection circuit that is simple and has high performance.

以下、本発明を添付図画の一実施例に基づいて説明する
Hereinafter, the present invention will be explained based on one embodiment of the accompanying drawings.

第1図は操縦ゲーム機のハンドルの回転操作量を検出す
る場酋の機構部の斜視図でめシ、操作ハンドル1を固着
したハンドル軸2はジヨイント8を介してギヤ4の−と
一体接続されている。ギヤ4はステップモータ60の回
転軸614CQ付けられ九ギヤ5と噛合しており、操作
ハンドルlの回転操作はギヤ4.5で増速されてステッ
プモータ60の回転軸61に伝達されることになる。こ
のステップモータ60は回転子に凸磁極をもつ九永久磁
石が取付けられており、固定子を構成するコイル中でパ
ルス入力により所定角づつステップ回転するものである
Fig. 1 is a perspective view of the mechanical part of the control device that detects the amount of rotational operation of the handle of a control game machine.The handle shaft 2 to which the operating handle 1 is fixed is integrally connected to the - of the gear 4 via the joint 8. has been done. The gear 4 is attached to the rotating shaft 614CQ of the step motor 60 and meshes with the nine gear 5, and the rotational operation of the operating handle l is accelerated by the gear 4.5 and transmitted to the rotating shaft 61 of the step motor 60. Become. This step motor 60 has nine permanent magnets each having convex magnetic poles attached to its rotor, and is rotated step by step by a predetermined angle in response to pulse input in a coil constituting a stator.

このステップモータ60のコイル端子Il、1k。Coil terminal Il, 1k of this step motor 60.

12、TJを開放しておいて回転子を回転させると各端
子にパルス出力が発生する。このパルス出力信号を第2
図のタイムチャートに示す。こむで操作ハンドルlの時
計方向(以下「CWJと称す)の回転と反時計方向(以
下1−CCWJと称す)の回転との場合ではコイル端子
ノlおよび12に発生するパルス信号の位相が半周期ズ
していることが理解され、このことが本考案の重畳なポ
イントとなる。
12. When the rotor is rotated with the TJ open, a pulse output is generated at each terminal. This pulse output signal is
This is shown in the time chart in the figure. In the case of clockwise (hereinafter referred to as CWJ) rotation of the control handle l and counterclockwise rotation (hereinafter referred to as 1-CCWJ), the phase of the pulse signal generated at the coil terminals l and 12 is halved. It is understood that there is a periodic shift, and this is a superimposed point of the present invention.

#88図は本発明回路を示す回路細−図であって第1図
と同一符号は同一作用物を示すものとすゐ。
Figure #88 is a detailed circuit diagram showing the circuit of the present invention, and the same reference numerals as in Figure 1 indicate the same elements.

ステップモータ60の各コイル端子ll、rT。Each coil terminal ll, rT of the step motor 60.

12.12の中間亀子はアースされ、他端はそれぞれ波
形整形作用を行なうアンプAt、Ag”、ム易。
12. The intermediate terminal of 12 is grounded, and the other end is an amplifier At, Ag'', which performs waveform shaping, respectively.

A4に接続されている。このアンプASKよって整形さ
れ九パルス信号はR・87リツプフロツプ)゛F10セ
ット端子丁に、アンプA2によって整形されたパルス信
号は前記フリップフロップFFIのリセット端子Rに、
同様にしてアンプA8の出力はR@8フリップフロップ
F F 2のセット端子SおよびアンプA4の出力は前
記7リツプフロツプF F 2のリセット端子Rにそれ
ぞれ入力されている。
Connected to A4. The nine-pulse signal shaped by this amplifier ASK is sent to the set terminal R of the flip-flop F10, and the pulse signal shaped by amplifier A2 is sent to the reset terminal R of the flip-flop FFI.
Similarly, the output of the amplifier A8 is input to the set terminal S of the R@8 flip-flop FF2, and the output of the amplifier A4 is input to the reset terminal R of the 7 flip-flop FF2.

前記フリップフロップF F 1の出力QtiI)yリ
ップ70ツブFF8のD端子に入力され、前記フリップ
フロップF F 2の出力Qは前記Dスリッププロップ
FF8のクロック端子CおよびアップダウンカウンタC
OIの人力亀子にそれぞれ入力されている。以上の構成
がステップモータ600回転方向すなわちコイル電子1
1および12の位相のズレを検出する回路構成である。
The output Q of the flip-flop FF1 is input to the D terminal of the flip-flop FF8, and the output Q of the flip-flop FF2 is input to the clock terminal C of the D-slip prop FF8 and the up/down counter C.
Each is input into OI's human power file. The above configuration is the rotation direction of the step motor 600, that is, the coil electronic 1
This is a circuit configuration for detecting a phase shift between 1 and 12.

さらに計数回路を構成するアップダウンカウンタCOI
およびC02tiそれぞれカスケード接続すなわち前記
カウンタCotのキャリ一端子CYが前記カウンタ00
2の入力端子Cに接続され、lO道法2桁のカウンタを
構成するがこれらのカウンタの数は目的に応じ如何様に
も増減で11またこれらのカウンタCOIおよびC02
のアップダウン制御端子は前記DフリップフロップFF
畠の出力信号が入力され、この出力信号が高レベルのと
きにアップカウントおよび低レベルのと龜にダウンカウ
ントを行なう。これらのカウンタ001および002の
出力はI10ポートを介してコンピュータcpu6c4
人され目的に応じ走置に演算処理される。
Furthermore, an up/down counter COI that constitutes a counting circuit
and C02ti are connected in cascade, that is, the carry terminal CY of the counter Cot is connected to the counter 00.
It is connected to input terminal C of 2, and constitutes a 2-digit counter, but the number of these counters can be increased or decreased as desired depending on the purpose.
The up/down control terminal of the D flip-flop FF
The output signal of Hatake is input, and when this output signal is at a high level, up-counting is performed, and when the output signal is at a low level, down-counting is performed. The outputs of these counters 001 and 002 are connected to the computer cpu6c4 through the I10 port.
The position is calculated according to the person's purpose.

以上の回w1111成の作用を第4図に示すタイムチャ
ートを参照しなからWiL明する。先ず、第1−におい
てハンドルlのCWIg1転操作によりステップモータ
60の回転子が回転されると第4図41および12に示
したように回転量に伴つ走数のパルス信号がコイル端子
!lおよび!2に発生し、このパルス信号によ′#)4
!r々の7リツプフロツプFFIおよびFF2のセット
端子Sおよびリセット端子Rが作動され、亀4図!8お
よび14 (t・〜ts)に示すように前記フリップフ
ロップFFIおよびFF2は位相のズした信号を出力す
る。
The operation of the above-mentioned cycle W1111 will be explained with reference to the time chart shown in FIG. First, when the rotor of the step motor 60 is rotated by the CWIg 1 rotation operation of the handle l in the first step, a pulse signal representing the number of runs corresponding to the amount of rotation is transmitted to the coil terminal! l and! 2, and by this pulse signal '#)4
! The set terminal S and reset terminal R of the 7 lip-flops FFI and FF2 are activated, and the result is Figure 4! As shown at 8 and 14 (t·˜ts), the flip-flops FFI and FF2 output signals out of phase.

これらの信号は、Dフリップ70ツブFF8によりこの
FF8のクロック端子の信号が鳥レベルになる時にD端
子の信号が出力されることになるから、このハンドルの
CW回転操作時は常に高レベルを出力する。したがって
カウンタCOIおよびC02はアップカウント状態と々
シフリップ70ツブF F 2の出力すなわちステップ
モータ60の回転角に応じたパルス数を加算カウントす
ることになり、これらのカウンタCOIおよびCO2の
出力はハンドル1のCW回転量を示すことにな次にこの
ハンドルlを前記状態からCCW回転操作を行なうと、
第4図71および12に示したように回転量に伴った数
のパルス信号がコイル端子71および12に発生し、こ
のパルス信号により各々の7リツプフロツプFFIおよ
びF F 2のセット亀子Sおよびリセット端子Rは作
動され1、第4図18および14(t+以隆)に示すよ
うに前記フリップフロップFFIおよびFF2ri位相
のズレ九信号を出力する。ここでこの位相のズレは前記
したCW回転の場合と比べてさらに半周期ズしている。
These signals are output from the D terminal when the clock terminal signal of this FF8 reaches the bird level due to the D flip 70 knob FF8, so a high level is always output when the handle is rotated CW. do. Therefore, the counters COI and CO2 add and count the number of pulses corresponding to the output of the shift flip 70 knob FF 2, that is, the rotation angle of the step motor 60, in the up-counting state, and the outputs of these counters COI and CO2 are output from the handle 1. This shows the amount of CW rotation of .Next, when this handle l is rotated CCW from the above state,
As shown in FIG. 4, 71 and 12, a number of pulse signals corresponding to the amount of rotation are generated at the coil terminals 71 and 12, and these pulse signals cause the set key S and reset terminal of each of the 7 lip-flops FFI and FF2 to be activated. R is activated and outputs the phase shift signal of the flip-flops FFI and FF2ri as shown in FIGS. 18 and 14 (t+Yetaka). Here, this phase shift is further shifted by half a period compared to the case of CW rotation described above.

したがって、この場合にはDフリップフロップFF8の
クロック端子Cが高レベルになる時にはD端子は低レベ
ルであるため、CCW回転後7リツプフロツプFF2の
出力が初めて高レベルになった時に7リツプフロツプF
F8の出力は低レベルとなり、回転力向が変わらないか
き′)この状態を維持する。
Therefore, in this case, when the clock terminal C of the D flip-flop FF8 becomes a high level, the D terminal is at a low level, so when the output of the 7 lip-flop FF2 becomes a high level for the first time after CCW rotation, the
The output of F8 becomes a low level, and this state is maintained where the direction of rotational force remains unchanged.

そこでカウンタCOIおよびCO2はダウンカウント状
態となり、フリップフロップFF2の出力すなわちステ
ップモータ60の回転角に応じ九パルス数をIR算カウ
ントすることになる。
Therefore, the counters COI and CO2 enter a down-counting state and count nine pulses according to the output of the flip-flop FF2, that is, the rotation angle of the step motor 60 by IR calculation.

したがって、ハンドル1の中点位tUtカウンタCO1
およびCO2の出力をlθ過進法「60」と設定すれば
、ハンドルtocw回転の場合には回転角に応じて例え
ば61,62.68・・・70と加算され、ここでハン
ドルを逆にCCW−転させるとこの回転角に応じて70
.4!9.68・・・50と減算される。もちろん中点
を越えてハンドルlをCCW回転すればさらに50,4
9.48・・・と減算されることは舊うまでもない。
Therefore, the middle point of the handle 1 tUt counter CO1
And if the output of CO2 is set to lθ radical "60", when the steering wheel is rotated tocw, it will be added as 61, 62.68...70 according to the rotation angle, and then the steering wheel will be reversed to CCW. - When rotated, the angle of rotation changes to 70
.. 4!9.68...50 is subtracted. Of course, if you turn the handle CCW beyond the midpoint, it will be an additional 50.4
It goes without saying that 9.48... is subtracted.

これらの出力はI10ボートを介してコンピュータCP
Uにより演算処理され周 機器としてのブラウン管に表
示された自動車を制御する。
These outputs are connected to the computer CP via the I10 port.
The information is processed by U and displayed on a cathode ray tube as a peripheral device to control the car.

ここでコンピュータCPUの作用はハンドルlの回転量
とステップモータ60の回転量の比を適宜演算処理した
り、このハンドルlにより制御される自動車の一面上で
の位置の制御等を行なうものでディスクリートにより必
ずしも会費ないが、ゲーム機の互換性、全ディジタル制
御等に非常に有利となる。
Here, the action of the computer CPU is to appropriately calculate the ratio between the amount of rotation of the steering wheel l and the amount of rotation of the step motor 60, and to control the position on one side of the vehicle controlled by the steering wheel l. This does not necessarily mean a membership fee, but it is very advantageous in terms of compatibility of game machines, all digital control, etc.

なお、本発明は上述の実施例のようなゲーム機械の回転
操作童の検出のみならず、ディジタルボランショメータ
(回転変位計絢等)としても利用でき、例えば高精度の
マニュピユレータの位置制御回路の位置検出回路として
もオリ用できることは言うまでもない。
The present invention can be used not only for detecting a rotation operator of a game machine as in the above-mentioned embodiment, but also as a digital voltometer (rotational displacement meter, etc.), for example, for the position control circuit of a high-precision manipulator. Needless to say, it can also be used as a position detection circuit.

以上説明したように、本発明囲路はステップモータの起
電作用に基づくパルス信号の数および位相のズレに着目
して、これにより回転方向も含めた回転量の検出を簡単
な回路構成により可能にしたもので、組立、点検作業な
ども何ら煩雑な1lilIlを要しないと共に動作の安
定性も格段向上する。
As explained above, the enclosure of the present invention focuses on the number and phase shift of pulse signals based on the electromotive action of the step motor, and thereby makes it possible to detect the amount of rotation, including the direction of rotation, with a simple circuit configuration. This eliminates the need for complicated assembly and inspection work, and greatly improves operational stability.

しかも回路的に全てディジタル化されている丸め温度、
耐久性、コンパクト化に非常に有利であり、またステッ
プモータと組合わせて高精度な位置検出回路が構成され
、ディジタルボテフシ1′メータとしての応用に新らた
な方向を与えるものである。
Moreover, the rounding temperature is completely digitalized in terms of circuitry.
It is very advantageous in terms of durability and compactness, and in combination with a step motor, a highly accurate position detection circuit is constructed, giving a new direction to its application as a digital battery 1' meter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明回路に用いる機構部の一実施例を示す斜
視図であり、亀2園はステップモータのコイル端子に発
生するパルス信号のタイムチャートでおシ、第8図は本
発明回路の一実施例を示す回路結線図であり、第4図は
この回路における各端子信号のタイムチャートである。 1e・−操作ハンドル 60・1ステップモータ AI、 A2. A8. A4−・・アンプFFI、F
F2・・・hsフリップフロップFF8・・・Dフリッ
プフロップ COI、CO2・・・アップダウンカウンタ出願人 株
式会社ユニバーサル
Fig. 1 is a perspective view showing one embodiment of the mechanical part used in the circuit of the present invention, and Fig. 2 is a time chart of a pulse signal generated at the coil terminal of a step motor. FIG. 4 is a circuit connection diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a time chart of each terminal signal in this circuit. 1e・-operation handle 60・1 step motor AI, A2. A8. A4-...Amplifier FFI, F
F2...hs flip-flop FF8...D flip-flop COI, CO2...up-down counter Applicant Universal Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)  永久磁石が固定されたステップモータの回転
子を回転操作部に連動回転させ、この回転子の回転に伴
ないステップモータの固定子のコイル端子に発生するパ
ル、ス信号をディジタル計数して回転操作部の回転量を
検出する回転操作検出回路において、前記ステップモー
タの各コイル端子に発生するパルス信号の位相のズレを
検出する手段とこの手段よりの信号に応じて前記パルス
信号を加算減算する針数手段とを設け、この計数手段の
出力により回転操作量を検出するように構成したととを
特徴とする回転操作量検出回路。 (11)位相のズレを検出する手段として1−L−87
リツプフロツプンよびDアリツブフロップより構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の回転操作
量検出回路。 (3)計数手段をアップダウンカウンタとなしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の回転操作量検出
回路。
[Scope of Claims] (1) A rotor of a step motor to which a permanent magnet is fixed is rotated in conjunction with a rotary operation section, and pulses generated at a coil terminal of a stator of the step motor as the rotor rotates; In the rotary operation detection circuit that detects the amount of rotation of the rotary operation section by digitally counting pulse signals, the rotation operation detecting circuit includes means for detecting a phase shift of pulse signals generated at each coil terminal of the step motor; a rotational operation amount detection circuit, comprising: a stitch number means for adding and subtracting the pulse signal, and configured to detect the rotational operation amount based on the output of the counting means. (11) 1-L-87 as means for detecting phase shift
The rotational operation amount detection circuit according to claim 1, characterized in that it is constructed of a lip-flop and a D-arbit flop. (3) The rotational operation amount detection circuit according to claim 1, wherein the counting means is an up/down counter.
JP3242382A 1982-03-03 1982-03-03 Circuit for detecting amount of rotational operation Pending JPS58150818A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6115158U (en) * 1984-06-30 1986-01-29 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 Printing hammer bank position and movement direction detection device
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