Tamiya 72004 Sensore di velocità del cambio a vite senza fine: 5 passaggi (con immagini)

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

Volevo controllare con precisione la velocità del motore in un riduttore a vite senza fine Tamiya 72004 per un robot che sto costruendo. Per fare questo devi avere un modo per misurare la velocità attuale. Questo progetto mostra l'evoluzione del sensore di velocità. Come puoi vedere nell'immagine, il motore aziona un ingranaggio a vite senza fine direttamente collegato al suo albero di uscita, quindi una serie di tre ingranaggi per ridurre la velocità dell'albero di uscita finale.

Passaggio 1: ricerca le tue opzioni

In genere, per misurare la velocità di un motore è necessario un qualche tipo di sensore. Ci sono alcune opzioni, ma probabilmente la più comune è un sensore ottico, e queste possono essere implementate in due modi: riflettente o trasmissivo.

Per un sensore riflettente, un disco con segmenti bianchi e neri alternati è attaccato al motore o da qualche parte lungo la trasmissione. Un LED (rosso o infrarosso) emette una luce sul disco e un fotodiodo o fototransistor rileva la differenza tra i segmenti chiaro e scuro in base alla quantità di luce LED riflessa durante la rotazione del motore. Per un sensore trasmissivo viene utilizzata una disposizione simile, ma il LED si illumina direttamente sul fotosensore. Un'aletta opaca attaccata al motore o al treno di ingranaggi (o un foro praticato in uno degli ingranaggi) interrompe il raggio, consentendo al sensore di rilevare un giro. Aggiungerò collegamenti ad alcuni esempi di questi in seguito. Questo progetto ha utilizzato il design del sensore trasmissivo, ma ho provato diverse varianti, come vedrai.

Passaggio 2: fotointerruttore MK I

Il primo metodo che ho provato ha utilizzato un LED rosso ad alta intensità e un fototransistor. Ho praticato due fori nella penultima marcia nel treno di ingranaggi e due fori nella scatola del cambio. Questo mi ha dato circa 5 impulsi per giro dell'albero di uscita. Sono stato contento che ha funzionato.

Passaggio 3: fotointerruttore MK II

Non ero soddisfatto del numero di impulsi che ho ottenuto dal primo progetto. Ho pensato che sarebbe stato difficile aggiungere un sensore al motore stesso, quindi ho praticato un foro nella prima marcia azionata dalla vite senza fine e ho spostato il LED e il fototransistor. Questa volta il sensore genererebbe circa 8 impulsi per giro dell'albero di uscita.

Passaggio 4: fotointerruttore MK III

Ho deciso che dovevo mettere il sensore sul motore stesso, prima di qualsiasi riduttore, in modo da poter catturare molti impulsi per giro dell'uscita, e si è rivelato non così difficile come pensavo. Il progetto finale utilizza una paletta montata direttamente sull'albero di uscita del motore. Ho trovato un minuscolo interruttore ottico scanalato all'interno di un vecchio floppy drive da 3,5 e l'ho montato sopra l'albero del motore. Ho incollato un dado M2.5 all'ingranaggio a vite senza fine nello spazio tra l'ingranaggio e la faccia del motore, quindi ho incollato un pezzo di plastica nera di circa 4 mm x 5 mm su una delle parti piatte del dado Mentre il motore gira una serie di impulsi vengono generati dal sensore.

Passaggio 5: conclusione

Non è necessario acquistare un interruttore ottico a fessura già pronto: un LED e un fototransistor montati in linea l'uno con l'altro sono abbastanza buoni. A seconda dell'applicazione, potresti volere più o meno impulsi per giro di uscita, il che influenzerà la posizione del sensore. Per questo progetto mi sono reso conto che avevo bisogno di più impulsi possibili, ma sarebbe stato difficile installare un LED e un fototransistor vicino all'albero del motore, quindi sono stato fortunato ad aver scoperto il minuscolo interruttore ottico a fessura in un'unità floppy.

L'ultimo passaggio consiste nel collegare il LED e il fototransistor al microcontrollore o ad altri circuiti. Ho usato un resistore da 150R per limitare la corrente nel LED e un resistore pullup da 10K sul collettore del fototransistor. La foto sotto mostra il motore azionato con una singola batteria AA e la sua velocità misurata su un tachimetro che ho costruito. 6142rpm è la velocità che mi aspetterei, date le specifiche tipiche di Tamiya. Ogni motore sarà diverso, ma, misurando la velocità attuale e variando la tensione di alimentazione, la velocità del motore può essere controllata con precisione.