Поворотный энкодер своими руками: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Извините за нехватку изображений, но я решил сделать учебник по этому вопросу только после того, как почти закончил с ним.

Обзор:

В поворотных энкодерах используются два или более датчика для определения положения, направления вращения, скорости и количества оборотов, которые устройство повернуло. В данном конкретном случае используются датчики на эффекте Холла и магниты. Этот конкретный тип может быть легко гидроизолирован путем герметизации датчиков или другого способа гидроизоляции. В некоторых автомобилях поворотные энкодеры на эффекте Холла используются как для датчика скорости вращения колеса, так и для датчика положения коленчатого вала двигателя, а также используются в некоторых анемометрах. Есть три основных типа поворотных энкодеров:

1. Электрооборудование с использованием токопроводящих дорожек и щеток.

2. Оптический, с использованием света и датчика

3. Магнитный, с использованием какого-либо магнитного датчика и магнитного материала, такого как датчики на эффекте Холла и магниты. Фактически вращающаяся часть также может быть намагничена.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Линейный энкодер может быть выполнен почти так же, как угловой энкодер.

Я протестировал кодировщик, который я сделал до ~ 1500 об / мин с кодом Python на Raspberry Pi. Ссылка на код и схему будет в конце. В спецификациях производителя сверла, которое я использовал для тестирования, была указана максимальная скорость 1500 об / мин, а скорость, которую я получил, была ~ 1487 об / мин от энкодера как вперед, так и ~ 1485 назад. Это может быть либо из-за неполной зарядки аккумулятора, либо из-за плохого тайминга, присущего Raspberry Pi. Лучше было бы использовать Arduino, но тот, который у меня был, не любил 12 В на аналоговом выводе, ха-ха, ой.

Материалы / Инструменты:

1. Вращающаяся штука (я использовал патрон от электродрели)

2. Два или более датчика Холла (в зависимости от разрешения, к которому вы стремитесь).

3. Четыре магнита (зависит от разрешения, к которому вы стремитесь).

4. Клей

5. Провод (я использовал пару разъемов от некоторых сломанных сервоприводов, которые у меня были)

6. Припой

7. Паяльник

8. Термоусадочные трубки, изолента или другие изоляционные материалы для проводов вашего вкуса.

9. Маркировочное устройство, такое как маркер или черчитель.

Шаг 1: приклейте магниты

Шаг 1: Отметьте одинаковые точки вокруг внешней стороны вращающейся части и приклейте магниты в правильной ориентации к этим точкам. Это помогает отметить полярность магнитов. В моем случае это было каждые 90 градусов (0, 90, 180 и 270 градусов) для разрешения 4 / вращение, что было более чем достаточно для моего приложения, но оно может отличаться для вас в зависимости от разрешения, которое вы снимаете. для. Хороший способ вычислить расстояние: (360 градусов / количество магнитов), если вы едете по градусам, или (окружность / количество магнитов), если вы собираетесь измерять. В моем случае фиксаторы для рукоятки уже были достаточно хорошо разнесены для моего приложения, поэтому мне не пришлось ничего измерять.

Шаг 2: Подключите датчики

Припаяйте провода к датчикам, изолируйте и усадите их. Следите за тем, чтобы датчик не был слишком горячим, и обязательно проверьте его, чтобы убедиться, что он по-прежнему работает после того, как закончите. Проверить это легко, просто подключите питание и подключите светодиод к сигнальному проводу. Если светодиод загорается, когда к нему поднесен магнит правильной ориентации, и выключается, когда он оттягивается (тип без фиксации), или применяется противоположный полюс магнита (тип с фиксацией), тогда вам хорошо идти. Конкретный датчик, который я использовал, не фиксируется и подключается к земле (-) при активации.

Шаг 3: Отметьте датчики

Отметьте места, где должны находиться датчики. Для этой конкретной компоновки это было на 1/16 деления окружности (0, 1/16). Причина этого в том, что один датчик должен срабатывать раньше другого, но таким образом, чтобы контроллер мог различать временные различия между прямым и обратным ходом. Первоначально я пробовал его на отметке 1/8, но я не мог сказать, в каком направлении он движется, потому что разница во времени была одинаковой. Это помогает временно закрепить датчики лентой, пока вы не установите правильное положение, а затем сделайте отметки. Вы можете сделать 1/8 деления, у вас не будет определения направления, но у вас будет удвоенное разрешение. Одна вещь, которую можно было бы сделать, - это использовать второй набор из двух датчиков, смещенных с шагом 1/8 деления на другой стороне с 5/16 и 7/16 делениями от других датчиков, чтобы получить разрешение 16 импульсов / оборот, но Мне не было нужды в разрешении. Демонстрация времени на видео.

Шаг 4: приклейте датчики

Приклейте датчики к отметкам и приклейте их на место, пока клей не затвердеет. Убедитесь, что между магнитами и датчиками есть зазор, чтобы они не соприкасались, а также убедитесь, что датчики выровнены с магнитами и в правильной ориентации. Подождите, пока клей высохнет, и все готово.

Чтобы получить схему и код Python для raspberry pi для измерения скорости вращения в об / мин, направления вращения и количества оборотов, перейдите сюда, а чтобы получить PDF-файл для этого, перейдите сюда или сюда.

Причина, по которой я беру плату за код, заключается в том, что потребовалось ~ 4 дня, чтобы все заработало должным образом, тогда как остальная часть проекта, включая всю документацию, заняла всего ~ 7 часов (5 из которых были документацией), кроме того, 1 доллар не так уж и много, и это помогает поддерживать более крупные и сложные проекты, на самом деле, это единственный проект, за который я еще не взимал плату, конечно, в то время, когда это было опубликовано.