Codificador giratório faça você mesmo: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Desculpe pela falta de fotos, não decidi fazer um tutorial sobre isso até quase terminar.

Visão geral:

Codificadores rotativos usam dois ou mais sensores para detectar a posição, direção de rotação, velocidade e número de voltas que o dispositivo deu. Este em particular usa sensores de efeito Hall e ímãs. Este tipo particular pode ser facilmente impermeabilizado encapsulando os sensores ou impermeabilizando de outra maneira. Codificadores rotativos de efeito Hall de algum sabor são usados em alguns veículos para o sensor de velocidade da roda e o sensor de posição do virabrequim para o motor, e também são usados em alguns anemômetros. Existem três tipos principais de codificadores rotativos:

1. Elétrica, usando trilhas e escovas condutoras

2. Ótico, usando uma luz e sensor

3. Magnético, usando algum tipo de sensor magnético e um material magnético, como sensores de efeito Hall e ímãs. A parte rotativa real também pode ser magnetizada.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Um codificador linear pode ser feito da mesma maneira que um codificador rotativo.

Testei o codificador que criei até ~ 1500 RPM com o código python em um pi de framboesa. Um link para o código e o esquema estará no final. As especificações do fabricante da broca que usei para testá-la diziam uma velocidade máxima de 1500 RPM e a velocidade que obtive era de ~ 1487 RPM do codificador para a frente e ~ 1485 para trás. Isso pode ser devido à bateria não estar totalmente carregada ou ao mau momento inerente aos pi's de framboesa. Um arduino seria melhor de usar, mas o que eu tinha não gostava de 12v no pino analógico haha oops.

Materiais / Ferramentas:

1. Uma coisa giratória (usei um mandril de uma furadeira elétrica)

2. Dois ou mais sensores de efeito hall (depende da resolução que você deseja)

3. Quatro ímãs (depende da resolução que você deseja)

4. cola

5. Fio (usei alguns conectores de alguns servos quebrados que tinha)

6. Solda

7. Ferro de soldar

8. Tubulação termorretrátil, fita isolante ou outro material isolante para fios, de seu gosto

9. Dispositivo de marcação, como um marcador ou riscador

Etapa 1: cole os ímãs

Passo 1: Marque pontos iguais ao redor da parte externa da peça rotativa e cole os ímãs, na orientação adequada, nesses pontos. Ajuda a marcar a polaridade dos ímãs. No meu caso, era a cada 90 graus (0, 90, 180 e 270 graus) para uma resolução de 4 / rotação que era mais do que suficiente para a minha aplicação, mas pode ser diferente para você dependendo da resolução que você está fotografando para. Uma boa maneira de descobrir o espaçamento é: (360 graus / número de ímãs) se você estiver indo por graus, ou (circunferência / número de ímãs) se você estiver indo por uma medição. No meu caso, os batentes para a empunhadura já estavam bem espaçados para minha aplicação, então não tive que medir nada.

Etapa 2: conecte os sensores

Solde os fios nos sensores, isole-os e termine-os. Tome cuidado para não deixar o sensor muito quente e certifique-se de testá-lo para ver se ainda funciona depois de terminar. Testar é fácil, basta conectar a alimentação e conectar um LED ao fio de sinal. Se o LED acender quando um ímã de orientação adequada for colocado próximo a ele e desligado quando for puxado (tipo sem travamento), ou o pólo oposto do ímã for aplicado (tipo com travamento), então você está pronto para ir. O sensor específico que usei não trava e se conecta ao aterramento (-) quando ativado.

Etapa 3: marcar para os sensores

Faça marcas onde os sensores devem ir. Para este arranjo em particular, isso ocorria em 1/16 de divisão da circunferência (0, 1/16). A razão para isso é que um sensor deve disparar antes do outro, mas de uma forma que permita ao controlador distinguir as diferenças de tempo entre para frente e para trás. Eu tentei na marca de 1/8 originalmente, mas não consegui dizer em que direção estava indo porque as diferenças de tempo eram as mesmas. Isso ajuda a prender temporariamente os sensores com fita adesiva até obter o posicionamento correto e, em seguida, fazer as marcas. Você poderia fazer a divisão 1/8, você não terá sensor de direção, mas terá o dobro da resolução. Uma coisa que poderia ser feita é usar um segundo conjunto de dois sensores deslocados com espaçamento de 1/8 divisão no outro lado na divisão 5/16 e 7/16 dos outros sensores para obter uma resolução de 16 pulsos / volta, mas Eu não precisava daquela boa resolução. Uma demonstração de tempo está no vídeo.

Etapa 4: colar os sensores

Cole os sensores nas marcas e prenda-os no lugar até que a cola cure. Certifique-se de deixar uma folga entre os ímãs e os sensores para que eles não batam e também certifique-se de que os sensores estejam alinhados com os ímãs e na orientação adequada. Espere a cola secar e pronto.

Para obter o esquema e o código python de um raspberry pi para medir a velocidade de rotação em RPM, a direção de rotação e o número de voltas, clique aqui, e para obter o PDF disso, clique aqui ou aqui.

O motivo pelo qual estou cobrando pelo código é que levou cerca de 4 dias para que tudo funcionasse corretamente, enquanto o resto do projeto, incluindo toda a documentação, levou apenas cerca de 7 horas (5 das quais foi a documentação), além de $ 1 não é muito e ajuda a suportar projetos maiores e mais complexos, na verdade, esse é o único projeto pelo qual ainda não cobrei nada, na época em que isso foi postado, é claro.