Датчик скорости червячной коробки передач Tamiya 72004: 5 ступеней (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Я хотел точно контролировать скорость двигателя в червячной коробке передач Tamiya 72004 для робота, который я строю. Для этого у вас должен быть способ измерить текущую скорость. Этот проект показывает эволюцию датчика скорости. Как вы можете видеть на картинке, двигатель приводит в движение червячную передачу, непосредственно прикрепленную к его выходному валу, а затем серию из трех передач для уменьшения скорости конечного выходного вала.

Шаг 1. Изучите свои варианты

Как правило, для измерения скорости двигателя нужен какой-то датчик. Есть несколько вариантов, но, вероятно, наиболее распространенным является оптический датчик, и они могут быть реализованы одним из двух способов: отражающим или пропускающим.

Для отражающего датчика диск с чередующимися черными и белыми сегментами прикреплен к двигателю или где-то вдоль трансмиссии. Светодиод (красный или инфракрасный) направляет свет на диск, а фотодиод или фототранзистор определяет разницу между светлым и темным сегментами по количеству света светодиода, отражаемого при вращении двигателя. Для пропускающего датчика используется аналогичное устройство, но светодиод светит прямо на фотодатчик. Непрозрачная лопасть, прикрепленная к двигателю или зубчатой передаче (или просверленное отверстие в одной из шестерен), ломает балку, позволяя датчику обнаружить один оборот. Я добавлю ссылки на несколько примеров позже. В этом проекте использовалась конструкция пропускающего датчика, но я попробовал несколько вариантов, как вы увидите.

Шаг 2: Фотопрерыватель МК I

Первый метод, который я попробовал, использовал красный светодиод высокой интенсивности и фототранзистор. Я просверлил два отверстия во второй последней передаче в зубчатой передаче и два отверстия в кожухе коробки передач. Это дало мне около 5 импульсов на оборот выходного вала. Я был доволен, что это сработало.

Шаг 3: Фотопрерыватель MK II

Меня не устраивало количество импульсов, которое я получил от первого дизайна. Я подумал, что будет сложно добавить датчик к самому двигателю, поэтому просверлил отверстие в первой шестерне, приводимой в движение червяком, и переместил светодиод и фототранзистор. На этот раз датчик будет генерировать около 8 импульсов на оборот выходного вала.

Шаг 4: Фотопрерыватель MK III

Я решил, что мне нужно установить датчик на самом двигателе перед любой понижающей передачей, чтобы я мог улавливать много импульсов на оборот выходного сигнала, и это оказалось не так сложно, как я думал. В окончательной конструкции используется лопатка, установленная непосредственно на выходном валу двигателя. Я нашел крошечный щелевой оптопереключатель внутри старого 3,5-дюймового флоппи-дисковода и установил его над валом двигателя. Я приклеил гайку M2,5 к червячной передаче в зазоре между шестерней и лицевой стороной двигателя, затем приклеил кусок черного пластика размером примерно 4 мм x 5 мм до одной из плоскостей гайки При вращении двигателя датчик генерирует серию импульсов.

Шаг 5: Заключение

Нет необходимости покупать готовый щелевой оптопереключатель - достаточно установить светодиод и фототранзистор на одной линии. В зависимости от вашего приложения вам может потребоваться больше или меньше импульсов на оборот на выходе, что повлияет на расположение датчика. Для этого проекта я понял, что мне нужно как можно больше импульсов, но было бы сложно установить светодиод и фототранзистор рядом с валом двигателя, поэтому мне посчастливилось обнаружить крошечный щелевой оптопереключатель в дисководе для гибких дисков.

Последний шаг - подключить светодиод и фототранзистор к микроконтроллеру или другой схеме. Я использовал резистор 150R для ограничения тока светодиода и подтягивающий резистор 10K на коллекторе фототранзистора. На фото ниже показан двигатель, приводимый в движение одной батареей AA, и его скорость, измеренная с помощью построенного мною тахометра. 6142 об / мин - это скорость, которую я ожидал, учитывая типичные характеристики Tamiya. Каждый двигатель будет отличаться, но, измеряя текущую скорость и изменяя напряжение питания, скорость двигателя можно точно контролировать.