KY-040 - Drehschalter (Rotary Encoder)

Auf den ersten Blick sieht ein Rotary Encoder, Drehwinkelgeber oder auch Drehgeber aus wie ein normales Potentiometer. Aber nein, genau genommen ist er ein kodierter Drehschalter bzw. ein rotierendes Eingabemodul.

In der funktionalen Bedienung gibt es zum Potentiometer zwei wesentliche Unterschiede. Bei einem Potentiometer ist irgendwann der Endpunkt in beide Richtungen erreicht. Ein Encoder kann endlos in beide Richtung gedreht werden. Wenn es einen Endpunkt geben soll, dann muss das per Software festgelegt werden. Den Encoder kann man aber trotzdem über den Endpunkt hinaus weiterdrehen. Beim Drehen kann der Bediener jeden Drehschritt erfühlen. Der Drehschalter rastet bei jedem Drehschritt in eine Schaltposition.
Der zweite Unterschied ist, dass der Drehschalter gleichzeitig auch noch ein Taster ist. Er kann also nicht nur gedreht, sondern auch noch gedrückt werden.

Typischerweise eignet sich ein Rotary Encoder bzw. Drehschalter für die Navigation in Menüs, zum Einstellen von Lautstärke oder Geschwindigkeit.

Von der Ansteuerung her ist ein Drehgeber kein einfaches Bauteil. Wenn der Drehschalter bewegt wird, werden zwei Kontakte nacheinander geschlossen. Deren Reihenfolge lässt Rückschlüsse auf die Bewegungsrichtung zu. Hierfür werden die Begriffe „im Uhrzeigersinn“ und „gegen den Urzeigersinn“ verwendet. Im Englischen respektive „clockwise“ (CW) und „counter clockwise“ (CCW). Ob links oder rechts herumgedreht wird, muss man mit Hilfe einer Software auswerten. Es ist also zwangsläufig ein Mikrocontroller zur Auswertung notwendig.

Der Rotary Encoder vom Typ KY-040 verfügt über fünf Pins. CLK und DT sind Signalausgänge, mit denen die Drehrichtung signalisiert wird. Man kann diese beiden Ausgänge vertauschen. Allerdings wird dann auch die Drehrichtung vertauscht signalisiert.

• CLK: Signalausgang A
• DT: Signalausgang B
• SW: Taster, wird beim Betätigen auf GND gezogen
• +: VCC
• GND: Masse / Ground / 0 Volt

In den Datenblättern und verschiedenen Anleitungen wird für VCC eine Spannung von 5 Volt angegeben. Es funktioniert aber auch mit 3,3 Volt.

Je nach Quelle sind im Handel unterschiedliche Drehschalter vom Typ KY-040 erhältlich. Manche haben ein Gewinde am Drehschalter, das zur Befestigung dient. Andere haben das Gewinde nicht. Selbst wenn man nach Produktfoto kauft, bekommt man vielleicht den anderen Typ. Aber das ist eigentlich nur ein Schönheitsfehler.

Der eigentliche Unterschied liegt auf der Unterseite der Platine. Hier kann man drei Widerstände finden, oder auch nur zwei. Es gibt KY-040-Typen bei denen einer fehlt. Der Widerstand ist ein Pullup-Widerstand für die Druck-Taster-Funktion des Drehschalters. Man könnte jetzt im Fehlen des Widerstands einen Mangel sehen. In der Praxis ist das aber nicht dramatisch.
Fehlt der Widerstand, dann kann man den „Nachrüsten“. Dazu reicht es aus, den Widerstand (Pullup) bei der Initialisierung des verbundenen GPIO-Eingangs einzustellen.