Encoder rotativo fai-da-te: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Scusate per la mancanza di immagini, non ho deciso di fare un tutorial su questo fino a quando non l'avevo quasi finito.

Panoramica:

Gli encoder rotativi utilizzano due o più sensori per rilevare la posizione, la direzione di rotazione, la velocità e il numero di giri che il dispositivo ha compiuto. Questo in particolare utilizza sensori ad effetto hall e magneti. Questo particolare tipo può essere facilmente impermeabilizzato incapsulando i sensori o impermeabilizzando in altro modo. Encoder rotativi ad effetto Hall di qualche tipo sono utilizzati in alcuni veicoli sia per il sensore di velocità della ruota, sia per il sensore di posizione dell'albero motore per il motore, ed è utilizzato anche in alcuni anemometri. Esistono tre tipi principali di encoder rotativi:

1. Elettrico, utilizzando piste conduttive e spazzole

2. Ottico, utilizzando una luce e un sensore

3. Magnetico, utilizzando un sensore magnetico di qualche tipo e un materiale magnetico, come sensori ad effetto hall e magneti. Anche la parte rotante effettiva potrebbe essere magnetizzata.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Un encoder lineare potrebbe essere realizzato più o meno allo stesso modo di un encoder rotativo.

Ho testato l'encoder che ho creato fino a ~ 1500 RPM con il codice Python su un Raspberry Pi. Alla fine ci sarà un link per il codice e lo schema. Le specifiche del produttore sul trapano che ho usato per testarlo dicevano una velocità massima di 1500 RPM e la velocità che ho ottenuto era ~ 1487 RPM dall'encoder sia in avanti che ~ 1485 indietro. Ciò potrebbe essere dovuto alla batteria non completamente carica o al cattivo tempismo inerente ai Raspberry Pi. Un arduino sarebbe meglio usare ma quello che avevo non mi piaceva 12v sul pin analogico ahah oops.

Materiali/Strumenti:

1. Una cosa rotante (ho usato un mandrino da un trapano elettrico)

2. Due o più sensori ad effetto hall (dipende dalla risoluzione a cui miri)

3. Quattro magneti (dipende dalla risoluzione a cui miri)

4. Colla

5. Cavo (ho usato un paio di connettori di alcuni servi rotti che avevo)

6. Saldare

7. Saldatore

8. Guaina termorestringente, nastro isolante o altro materiale isolante per fili, del tuo gusto

9. Dispositivo di marcatura come un pennarello o un incisore

Passaggio 1: incolla i magneti

Passaggio 1: segnare punti uguali intorno all'esterno della parte rotante e incollare i magneti, con l'orientamento corretto, a questi punti. Aiuta a segnare la polarità dei magneti. Nel mio caso era ogni 90 gradi (0, 90, 180 e 270 gradi) per una risoluzione di 4/rotazione che era più che sufficiente per la mia applicazione, ma potrebbe essere diverso per te a seconda della risoluzione che stai riprendendo per. Un buon modo per calcolare la spaziatura è: (360 gradi/numero di magneti) se stai procedendo per gradi, o (circonferenza/numero di magneti) se stai procedendo con una misurazione. Nel mio caso, i fermi per l'impugnatura erano già abbastanza distanziati per la mia applicazione, quindi non ho dovuto misurare nulla.

Passaggio 2: cablare i sensori

Saldare i fili sui sensori, isolarli e termoretrarli. Fare attenzione a non surriscaldare il sensore e assicurarsi di testarlo per vedere se funziona ancora dopo aver finito. Testarlo è facile, basta collegare l'alimentazione e collegare un LED al cavo di segnale. Se il LED si accende quando viene avvicinato un magnete di orientamento corretto e si spegne quando viene tirato via (tipo non a scatto) o viene applicato il polo opposto del magnete (tipo a scatto), allora sei a posto andare. Il particolare sensore che ho usato è senza blocco e si collega a terra (-) quando attivato.

Passaggio 3: segna per i sensori

Fai dei segni dove dovrebbero andare i sensori. Per questa particolare disposizione, questa era a divisioni 1/16 della circonferenza (0, 1/16). La ragione di ciò è che un sensore deve attivarsi prima dell'altro, ma in un modo che consente al controller di distinguere le differenze di temporizzazione tra avanti e indietro. L'ho provato originariamente a 1/8 di boa, ma non potevo dire in quale direzione stava andando perché le differenze di tempo erano le stesse. Aiuta a fissare temporaneamente i sensori finché non si ottiene il posizionamento corretto, quindi fare i segni. Potresti fare la divisione 1/8, non avrai il rilevamento della direzione ma avrai il doppio della risoluzione. Una cosa che si potrebbe fare è usare un secondo set di due sensori sfalsati con una distanza di 1/8 divisione sull'altro lato alla divisione 5/16 e 7/16 dagli altri sensori per ottenere una risoluzione di 16 impulsi/giro, ma Non avevo bisogno di quel bene di risoluzione. Una dimostrazione dei tempi è nel video.

Passaggio 4: incollare i sensori

Incolla i sensori sui segni e fissali con del nastro adesivo finché la colla non si asciuga. Assicurati di lasciare spazio tra i magneti e i sensori in modo che non colpiscano e assicurati anche che i sensori siano allineati con i magneti e con l'orientamento corretto. Aspetta che la colla si asciughi e il gioco è fatto.

Per ottenere lo schema e il codice Python per un Raspberry Pi per misurare la velocità di rotazione in RPM, direzione di rotazione e numero di giri vai qui, e per ottenere il PDF per questo vai qui o qui.

Il motivo per cui sto addebitando il codice è che ci sono voluti ~ 4 giorni per far funzionare tutto correttamente mentre il resto del progetto, inclusa tutta la documentazione, ha richiesto solo ~ 7 ore (5 delle quali era la documentazione), inoltre, $ 1 non è molto e aiuta a supportare progetti più grandi e complessi, infatti, questo è l'unico progetto per cui devo ancora addebitare nulla, al momento in cui è stato pubblicato ovviamente.