Codificador rotatorio de bricolaje: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Perdón por la falta de imágenes, no decidí hacer un tutorial sobre esto hasta que casi terminé con él.

Visión general:

Los codificadores rotativos utilizan dos o más sensores para detectar la posición, la dirección de rotación, la velocidad y el número de vueltas que ha girado el dispositivo. Este en particular utiliza imanes y sensores de efecto hall. Este tipo en particular se puede impermeabilizar fácilmente encapsulando los sensores o impermeabilizándolos de otra manera. En algunos vehículos se utilizan codificadores rotativos de efecto Hall de cierto sabor tanto para el sensor de velocidad de la rueda como para el sensor de posición del cigüeñal para el motor, y también se utilizan en algunos anemómetros. Hay tres tipos principales de codificadores rotativos:

1. Eléctrico, usando pistas conductoras y cepillos.

2. Óptica, con luz y sensor.

3. Magnético, usando un sensor magnético de algún tipo y un material magnético, como sensores de efecto hall e imanes. La parte giratoria real también podría magnetizarse.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Un codificador lineal podría fabricarse de la misma manera que un codificador rotatorio.

Probé el codificador que hice hasta ~ 1500 RPM con el código Python en una Raspberry Pi. Un enlace para el código y el esquema estará al final. Las especificaciones del fabricante del taladro que utilicé para probarlo decían una velocidad máxima de 1500 RPM y la velocidad que obtuve fue de ~ 1487 RPM desde el codificador hacia adelante y ~ 1485 hacia atrás. Esto podría deberse a que la batería no está completamente cargada o al mal momento inherente a las Raspberry Pi. Sería mejor usar un arduino, pero el que tenía no me gustaba 12v en el pin analógico, jaja, vaya.

Materiales / Herramientas:

1. Una cosa giratoria (usé un portabrocas de un taladro eléctrico)

2. Dos o más sensores de efecto Hall (depende de la resolución a la que apuntes)

3. Cuatro imanes (depende de la resolución que esté buscando)

4. Pegamento

5. Cable (utilicé un par de conectores de algunos servos rotos que tenía)

6. Soldar

7. Soldador

8. Tubos termorretráctiles, cinta aislante u otro material aislante para cables, de su gusto

9. Dispositivo de marcado, como un marcador o un trazador

Paso 1: pegue los imanes

Paso 1: Marque puntos iguales alrededor del exterior de la parte giratoria y pegue los imanes, en la orientación adecuada, a estos puntos. Ayuda a marcar la polaridad de los imanes. En mi caso, fue cada 90 grados (0, 90, 180 y 270 grados) para una resolución de 4 / rotación, lo cual fue más que suficiente para mi aplicación, pero puede ser diferente para usted dependiendo de la resolución que esté tomando. por. Una buena forma de calcular el espaciado es: (360 grados / número de imanes) si va por grados, o (circunferencia / número de imanes) si va por una medida. En mi caso, los retenes de la empuñadura ya estaban bastante espaciados para mi aplicación, por lo que no tuve que medir nada.

Paso 2: cablee los sensores

Suelde los cables en los sensores, aíslelos y contraígalos térmicamente. Tenga cuidado de no calentar demasiado el sensor y asegúrese de probarlo para ver si aún funciona una vez que haya terminado. Probarlo es fácil, simplemente conecte la energía y conecte un LED al cable de señal. Si el LED se enciende cuando se acerca un imán con la orientación adecuada y se apaga cuando se retira (tipo sin enclavamiento), o se aplica el polo opuesto del imán (tipo enganche), entonces está bien para ir. El sensor particular que utilicé no se engancha y se conecta a tierra (-) cuando se activa.

Paso 3: Marque para los sensores

Haga marcas donde deben ir los sensores. Para esta disposición en particular, esto fue en 1/16 divisiones de la circunferencia (0, 1/16). La razón de esto es que un sensor tiene que disparar antes que el otro, pero de una manera que permita al controlador distinguir las diferencias de tiempo entre hacia adelante y hacia atrás. Lo probé originalmente en la marca de 1/8, pero no podía decir en qué dirección iba porque las diferencias de tiempo eran las mismas. Es útil pegar temporalmente los sensores con cinta adhesiva hasta que obtenga la posición correcta y luego haga las marcas. Podrías hacer la división 1/8, no tendrás detección de dirección pero tendrás el doble de resolución. Una cosa que se podría hacer es usar un segundo conjunto de dos sensores compensados con un espaciado de división de 1/8 en el otro lado en la división 5/16 y 7/16 de los otros sensores para obtener una resolución de 16 pulsos / vuelta, pero No necesitaba esa buena resolución. Una demostración de tiempo está en el video.

Paso 4: pegue los sensores

Pegue los sensores en las marcas y péguelos con cinta adhesiva hasta que el pegamento se seque. Asegúrese de dejar espacio entre los imanes y los sensores para que no golpeen y también asegúrese de que los sensores estén alineados con los imanes y en la orientación adecuada. Espere a que se seque el pegamento y listo.

Para obtener el esquema y el código de Python de una frambuesa pi para medir la velocidad de rotación en RPM, la dirección de rotación y el número de vueltas, vaya aquí, y para obtener el PDF para esto, vaya aquí o aquí.

La razón por la que cobro por el código es que tomó ~ 4 días para que todo funcionara correctamente, mientras que el resto del proyecto, incluida toda la documentación, solo tomó ~ 7 horas (5 de las cuales eran la documentación), además, $ 1 no es mucho y ayuda a respaldar proyectos más grandes y complejos, de hecho, este es el único proyecto por el que todavía tengo que cobrar, en el momento en que se publicó, por supuesto.