マウスのホイール部チャタリング対策
非常に使用感が気に入っていた「ELECOM光学式マウス」でしたが、ホイールのロータリーエンコーダのチャタリングがひどくなりました。

製品は改造により動作しなくなったり、メーカー修理が受けられなくなることが考えられます。その場合、当方はいかなる責任も負いません。改造はご自分の責任で行って下さい。

    外観
    光学式マウス

    問題の接点式ロータリーエンコーダ(右側の緑色の部品)
    エンコーダ

    改造前のエンコーダ・インターフェース回路
    インターフェース回路

    改造前のCPU入力波形(ホイールを素早く回した時)
    エンコーダ出力波形
    激しいチャタリングが発生しています



チャタリング対策1
    エンコーダとCPU間にCRによるLPFを入れました。
    接点式スイッチのセルフクリーニング効果のために、スイッチ部のCR定数が大変重要で、本来はスイッチの資料を参考に検討すべきです。今回はCR定数をチャタリング波形とパルス周波数より決定しておりますので、長期的な使用に耐えるかどうかは未知数です。

    インターフェース回路

    当該部拡大
    インターフェース回路

    改造後のエンコーダ・インターフェース回路
    インターフェース回路

    改造後のCPU入力波形(ホイールを素早く回した時)
    エンコーダ出力波形
    LPFが効いて、チャタリングが減少しました。


チャタリング対策2
    「チャタリング対策1」から約7カ月間経ち、またホイールの調子が悪くなりました。

    エンコーダ出力波形(ホイールを素早く回した時)
    エンコーダ出力波形
    図中の緑線はIC(74HC14)のスレッショルドレベル


    「チャタリング対策1」の改造直後に比べるとチャタリングが激しくなっています。
    LPF部のCR定数が適切ではなかったのかも知れません。

    ロータリーエンコーダに最適なCR定数を模索する必要性も感じますが、何と言っても現用マウスですので即効性のある方法、シュミットトリガICによる波形整形を試してみました。

    エンコーダ・インターフェース回路
    インターフェース回路

    基板上に貼りつけた「74HC14」
    インターフェース回路

    基板裏面
    インターフェース回路

    基板表面(74HC14部分拡大)
    インターフェース回路

    改造後のCPU入力波形(ホイールを素早く回した時)
    エンコーダ出力波形
    シュミットトリガ用IC「74HC14」により整形されています。

追実験
    エンコーダ出力波形
    このロータリーエンコーダの出力波形をみていると、チャタリング部分がIC(74HC14)のスレショルドレベルを越えそうな(実際に越えている)のが気になりました。そこでプルアップ抵抗(10kΩ)を47kΩにしてシュミレートしてみました。

    シュミレート用回路図
    シュミレート用回路図

    シュミレート用回路出力波形(エンコーダ出力波形に相当)
    プルアップ抵抗の値、左:10kΩ  右:47kΩ エンコーダ出力波形
    図中の波線はIC(74HC14)のスレッショルドレベル

    シュミレートの結果、プルアップ抵抗を47kΩにすると、Lo→Hi時に2m秒以内のチャタリングではシュミットトリガのスレショルドレベルを越えることは無さそうです。
    実際にプルアップ抵抗を47kΩに変更したところ、非常に良好に動作しています。


戻る