Sensor de velocidade da caixa de engrenagens sem-fim Tamiya 72004: 5 etapas (com fotos)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Eu queria controlar com precisão a velocidade do motor em uma caixa de engrenagens sem-fim Tamiya 72004 para um robô que estou construindo. Para fazer isso, você deve ter uma maneira de medir a velocidade atual. Este projeto mostra a evolução do sensor de velocidade. Como você pode ver na imagem, o motor aciona uma engrenagem helicoidal diretamente conectada ao seu eixo de saída e, em seguida, uma série de três engrenagens para reduzir a velocidade do eixo de saída final.

Etapa 1: pesquise suas opções

Geralmente, para medir a velocidade de um motor, você precisa de algum tipo de sensor. Existem algumas opções, mas provavelmente a mais comum é um sensor óptico, e eles podem ser implementados de uma das duas maneiras: reflexivo ou transmissivo.

Para um sensor reflexivo, um disco com segmentos alternados em preto e branco é conectado ao motor ou em algum lugar ao longo do trem de força. Um LED (vermelho ou infravermelho) ilumina o disco e um fotodiodo ou fototransistor detecta a diferença entre os segmentos claro e escuro pela quantidade de luz LED refletida conforme o motor gira. Para um sensor transmissivo, um arranjo semelhante é usado, mas o LED brilha diretamente no fotossensor. Uma palheta opaca presa ao motor ou trem de engrenagens (ou um orifício feito em uma das engrenagens) quebra o feixe, permitindo que o sensor detecte uma revolução. Adicionarei links para alguns exemplos disso mais tarde. Este projeto usou o design do sensor transmissivo, mas tentei várias variações, como você verá.

Etapa 2: Fotointerruptor MK I

O primeiro método que experimentei usava um LED vermelho de alta intensidade e um fototransistor. Eu fiz dois furos na penúltima marcha do trem de engrenagens e dois furos na caixa da caixa de câmbio. Isso me deu cerca de 5 pulsos por revolução do eixo de saída. Fiquei satisfeito por ter funcionado.

Etapa 3: Fotointerruptor MK II

Não fiquei satisfeito com o número de pulsos que recebi do primeiro projeto. Achei que seria difícil adicionar um sensor ao próprio motor, então fiz um orifício na primeira marcha acionada pelo sem-fim e movi o LED e o fototransistor. Desta vez, o sensor geraria cerca de 8 pulsos por revolução do eixo de saída.

Etapa 4: Fotointerruptor MK III

Decidi que deveria colocar o sensor no próprio motor, antes de qualquer engrenagem de redução, para que pudesse capturar muitos pulsos por rotação da saída, e acabou não sendo tão difícil quanto eu pensava. O projeto final usa uma palheta montada diretamente no eixo de saída do motor. Encontrei um minúsculo interruptor opto com fenda dentro de uma velha unidade de disquete de 3,5 e montei-o acima do eixo do motor. Colei uma porca M2.5 na engrenagem helicoidal na lacuna entre a engrenagem e a face do motor, depois colei um pedaço de plástico preto de cerca de 4 mm x 5 mm a uma das faces da porca. Conforme o motor gira, uma série de pulsos são gerados pelo sensor.

Etapa 5: Conclusão

Não é necessário comprar um interruptor óptico com fenda pronto para uso - um LED e um fototransistor montados em linha um com o outro é suficiente. Dependendo da sua aplicação, você pode desejar mais ou menos pulsos por revolução de saída, o que influenciará a localização do sensor. Para este projeto, percebi que precisava de tantos pulsos quanto possível, mas teria sido difícil instalar um LED e um fototransistor próximo ao eixo do motor, então tive a sorte de ter descoberto o minúsculo opto-switch com fenda em uma unidade de disquete.

A última etapa é conectar o LED e o fototransistor ao seu microcontrolador ou outro circuito. Usei um resistor 150R para limitar a corrente no LED e um resistor pullup de 10K no coletor do fototransistor. A foto abaixo mostra o motor sendo acionado com uma única bateria AA e sua velocidade medida em um tacômetro que eu construí. 6142 rpm é a velocidade que eu esperava, dadas as especificações típicas da Tamiya. Cada motor será diferente, mas, medindo a velocidade da corrente e variando a tensão de alimentação, a velocidade do motor pode ser controlada com precisão.