DIY rotačný kodér: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Ospravedlňujeme sa za nedostatok obrázkov, rozhodol som sa urobiť o tom tutoriál až potom, čo som s ním takmer skončil.

Prehľad:

Rotačné snímače používajú dva alebo viac senzorov na zistenie polohy, smeru otáčania, rýchlosti a počtu otáčok, ktorými zariadenie otočilo. Tento konkrétny používa senzory a magnety s Hallovým efektom. Tento konkrétny typ môže byť ľahko vodotesný buď zapuzdrením senzorov, alebo hydroizoláciou iným spôsobom. Rotačné snímače s Hallovým efektom určitej chuti sa používajú v niektorých vozidlách ako pre snímač otáčok kolesa, tak pre snímač polohy kľukového hriadeľa pre motor a používajú sa aj v niektorých anemometroch. Existujú tri hlavné typy rotačných snímačov:

1. Elektrické, s použitím vodivých dráh a kefiek

2. Optické, pomocou svetla a senzora

3. Magnetické, pomocou nejakého magnetického senzora a magnetického materiálu, ako sú snímače s Hallovým efektom a magnety. Skutočná rotujúca časť môže byť tiež magnetizovaná.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Lineárny kodér by mohol byť vyrobený rovnakým spôsobom ako rotačný snímač.

Kodér, ktorý som vytvoril, až ~ 1 500 otáčok za minútu s pythonovým kódom som otestoval na malinovom pi. Na konci bude odkaz na kód a schému. Špecifikácie výrobcu na vŕtačke, ktorú som testoval, uvádzali maximálnu rýchlosť 1 500 otáčok za minútu a rýchlosť, ktorú som dosiahol, bola ~ 1487 otáčok za minútu od snímača dopredu aj ~ 1485 dozadu. Môže to byť buď tým, že batéria nie je úplne nabitá, alebo zlým načasovaním, ktoré je súčasťou malinových pi. Bolo by lepšie použiť arduino, ale to, čo som nemal, sa mi nepáčilo 12v na analógovom kolíku haha oops.

Materiály/Nástroje:

1. Rotujúca vec (použil som skľučovadlo z elektrickej vŕtačky)

2. Dva alebo viac senzorov sálového efektu (závisí od rozlíšenia, na ktoré smerujete)

3. Štyri magnety (závisí od rozlíšenia, na ktoré sa zameriavate)

4. Lepidlo

5. Vodič (použil som pár konektorov z niektorých zlomených serv, ktoré som mal)

6. Spájka

7. Spájkovačka

8. Teplom zmrštiteľné trubice, elektrická páska alebo iné izolačné materiály na drôty, podľa vášho vkusu

9. Označovacie zariadenie, ako je značkovač alebo popisovač

Krok 1: Prilepte magnety

Krok 1: Označte rovnaké body okolo vonkajšej strany rotujúcej časti a prilepte k nim body so správnou orientáciou. Pomáha vyznačiť polaritu magnetov. V mojom prípade to bolo každých 90 stupňov (0, 90, 180 a 270 stupňov) pri rozlíšení 4/otáčanie, čo bolo pre moju aplikáciu viac ako dosť, ale môže sa to pre vás líšiť v závislosti od rozlíšenia, ktoré snímate pre. Dobrým spôsobom, ako zistiť rozstup, je: (360 stupňov/počet magnetov), ak idete o stupne, alebo (obvod/počet magnetov), ak idete meraním. V mojom prípade boli zarážky pre držadlo pre moju aplikáciu už celkom dobre rozmiestnené, takže som nemusel nič merať.

Krok 2: Pripojte senzory

Pripájajte vodiče na senzory, izolujte ich a zmršťujte teplom. Dávajte pozor, aby nebol snímač príliš horúci, a potom ho vyskúšajte, aby ste zistili, či funguje aj po dokončení. Testovanie je jednoduché, stačí pripojiť napájanie a k signálnemu vodiču pripojiť LED diódu. Ak sa dióda LED rozsvieti, keď je k nej priložený magnet správnej orientácie, a zhasne, keď je vytiahnutá (typ bez západky) alebo je použitý opačný pól magnetu (typ so západkou), potom je dobré choď. Konkrétny senzor, ktorý som použil, nie je západkový a pri aktivácii sa pripája k zemi (-).

Krok 3: Značka pre senzory

Urobte značky, kam by mali senzory smerovať. Pre toto konkrétne usporiadanie to bolo v 1/16 dielikov obvodu (0, 1/16). Dôvodom je to, že jeden senzor sa musí odpáliť pred druhým, ale spôsobom, ktorý umožňuje regulátoru rozlíšiť časové rozdiely medzi smerom dopredu a dozadu. Pôvodne som to skúšal na 1/8 značke, ale nevedel som povedať, ktorým smerom to išlo, pretože časové rozdiely boli rovnaké. Pomáha dočasne prilepiť senzory nadol, kým nezískate správnu polohu, a potom urobiť značky. Môžete urobiť 1/8. Divíziu, nebudete mať snímanie smeru, ale budete mať dvojnásobné rozlíšenie. Jedna vec, ktorú je možné urobiť, je použiť druhú sadu dvoch offsetov senzorov s rozstupom 1/8 divízie na druhej strane pri delení 5/16 a 7/16 od ostatných senzorov na dosiahnutie rozlíšenia 16 impulzov/otáčku, ale O také dobré rozlíšenie som nemal núdzu. Ukážka načasovania je vo videu.

Krok 4: Prilepte senzory

Prilepte senzory k značkám a prilepte ich na miesto, kým lepidlo nevytvrdne. Medzi magnetmi a snímačmi ponechajte voľný priestor, aby nenarazili, a taktiež skontrolujte, či sú senzory zarovnané s magnetmi a v správnej orientácii. Počkajte, kým lepidlo zaschne a máte hotovo.

Ak chcete získať schematický a pythonový kód pre malinový pi na meranie rýchlosti otáčania v otáčkach za minútu, smer otáčania a počet závitov, prejdite sem a ak chcete získať PDF, prejdite sem alebo tu.

Dôvod, prečo účtujem kód, je ten, že trvalo ~ 4 dni, kým všetko správne fungovalo, zatiaľ čo zvyšok projektu vrátane všetkej dokumentácie trval iba ~ 7 hodín (z toho 5 bola dokumentácia), okrem toho 1 dolár nie je veľa a pomáha podporovať väčšie a komplexnejšie projekty, v skutočnosti je to jediný projekt, za ktorý zatiaľ musím niečo účtovať, v čase, keď to bolo samozrejme zverejnené.