Enkoder obrotowy DIY: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Przepraszam za brak zdjęć, nie zdecydowałem się na samouczek na ten temat, dopóki prawie go nie skończyłem.

Przegląd:

Enkodery obrotowe wykorzystują co najmniej dwa czujniki do wykrywania pozycji, kierunku obrotu, prędkości i liczby obrotów, które wykonało urządzenie. Ten konkretny wykorzystuje czujniki Halla i magnesy. Ten konkretny typ może być łatwo impregnowany poprzez obudowanie czujników lub impregnację w inny sposób. Enkodery obrotowe z efektem Halla o pewnym smaku są używane w niektórych pojazdach zarówno dla czujnika prędkości koła, jak i czujnika położenia wału korbowego silnika, a także są stosowane w niektórych anemometrach. Istnieją trzy główne typy enkoderów obrotowych:

1. Elektryczne, wykorzystujące ścieżki przewodzące i szczotki

2. Optyczny, wykorzystujący światło i czujnik

3. Magnetyczny, wykorzystujący pewnego rodzaju czujnik magnetyczny i materiał magnetyczny, taki jak czujniki Halla i magnesy. Rzeczywista obracająca się część może być również namagnesowana.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Enkoder liniowy może być wykonany w podobny sposób jak enkoder obrotowy.

Przetestowałem koder, który wykonałem do ~1500 RPM z kodem Pythona na raspberry pi. Link do kodu i schematu będzie na końcu. Specyfikacja producenta wiertła, którego użyłem do testowania, mówiła, że maksymalna prędkość wynosi 1500 obr./min, a prędkość, którą uzyskałem, wynosiła ~1487 obr./min z enkodera zarówno do przodu, jak i ~1485 do tyłu. Może to być spowodowane niepełnym naładowaniem akumulatora lub złym czasem właściwym dla Raspberry Pi. Arduino byłoby lepsze w użyciu, ale ten, który miałem, nie podobał mi się 12v na pin analogowy haha ups.

Materiały/narzędzia:

1. Obrotowa rzecz (użyłem uchwytu z wiertarki elektrycznej)

2. Co najmniej dwa czujniki z efektem Halla (w zależności od rozdzielczości, do której dążysz)

3. Cztery magnesy (w zależności od rozdzielczości, do której dążysz)

4. Klej

5. Drut (użyłem kilku złączy z kilku zepsutych serw, które miałem)

6. Lutowane

7. Lutownica

8. Rurki termokurczliwe, taśma elektryczna lub inne materiały izolacyjne do przewodów o Twoim smaku

9. Urządzenie znakujące, takie jak marker lub rysik

Krok 1: Przyklej magnesy

Krok 1: Zaznacz równe punkty na zewnątrz obracającej się części i przyklej magnesy we właściwej orientacji do tych punktów. Pomaga oznaczyć biegunowość magnesów. W moim przypadku było to co 90 stopni (0, 90, 180 i 270 stopni) dla rozdzielczości 4/obrót, co było więcej niż wystarczające dla mojego zastosowania, ale dla Ciebie może być inaczej w zależności od rozdzielczości, którą kręcisz dla. Dobrym sposobem na obliczenie rozstawu jest: (360 stopni/liczba magnesów), jeśli jedziesz według stopni, lub (obwód/liczba magnesów), jeśli mierzysz. W moim przypadku zapadki uchwytu ręcznego były już dość dobrze rozstawione dla mojego zastosowania, więc nie musiałem niczego mierzyć.

Krok 2: Podłącz czujniki

Przylutuj przewody do czujników, izoluj i obkurczaj termicznie. Uważaj, aby czujnik nie przegrzał się i sprawdź, czy po zakończeniu pracy nadal działa. Testowanie jest łatwe, wystarczy podłączyć zasilanie i podłączyć diodę LED do przewodu sygnałowego. Jeśli dioda LED włącza się po zbliżeniu magnesu w odpowiedniej orientacji i wyłącza się po jego odciągnięciu (typ bez zatrzasku) lub przyłożony jest przeciwny biegun magnesu (typ zatrzasku), to dobrze jest wybrać się. Konkretny czujnik, którego użyłem, nie zatrzaskuje się i łączy się z masą (-) po aktywacji.

Krok 3: Zaznacz dla czujników

Zrób znaki, gdzie powinny iść czujniki. W przypadku tego konkretnego układu było to 1/16 działki obwodu (0, 1/16). Powodem tego jest to, że jeden czujnik musi zadziałać przed drugim, ale w sposób umożliwiający kontrolerowi rozróżnienie różnic czasowych między ruchem do przodu i do tyłu. Początkowo próbowałem go przy znaku 1/8, ale nie mogłem powiedzieć, w którym kierunku szedł, ponieważ różnice w czasie były takie same. Pomaga tymczasowo przykleić czujniki taśmą, aż uzyskasz prawidłowe pozycjonowanie, a następnie dokonaj oznaczeń. Możesz wykonać podział 1/8, nie będziesz mieć wykrywania kierunku, ale będziesz mieć podwójną rozdzielczość. Jedyne, co można zrobić, to użyć drugiego zestawu dwóch czujników przesuniętych z odstępem podziałki 1/8 po drugiej stronie przy podziałce 5/16 i 7/16 od pozostałych czujników, aby uzyskać rozdzielczość 16 impulsów/obrót, ale Nie potrzebowałem tak dobrego rozwiązania. W filmie pokazana jest prezentacja czasu.

Krok 4: Przyklej czujniki

Przyklej czujniki do oznaczeń i przyklej je do czasu utwardzenia kleju. Upewnij się, że między magnesami a czujnikami jest odstęp, aby nie uderzały, a także upewnij się, że czujniki są wyrównane z magnesami i we właściwej orientacji. Poczekaj, aż klej wyschnie i gotowe.

Aby uzyskać schemat i kod Pythona dla raspberry pi, aby zmierzyć prędkość obrotową w obrotach na minutę, kierunek obrotu i liczbę zwojów, przejdź tutaj, a aby pobrać plik PDF, przejdź tutaj lub tutaj.

Powodem, dla którego pobieram opłatę za kod, jest to, że zajęło około 4 dni, aby wszystko działało poprawnie, podczas gdy reszta projektu, w tym cała dokumentacja, zajęła tylko około 7 godzin (z czego 5 była dokumentacją), poza tym 1 USD to niewiele i pomaga we wspieraniu większych i bardziej złożonych projektów, w rzeczywistości jest to jedyny projekt, za który nie mam jeszcze żadnych opłat, w czasie, gdy to było publikowane, oczywiście.