DIY Drehgeber - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Entschuldigung für den Mangel an Bildern, ich habe mich erst entschieden, ein Tutorial dazu zu machen, bis ich fast fertig war.

Überblick:

Drehgeber verwenden zwei oder mehr Sensoren, um Position, Drehrichtung, Geschwindigkeit und Anzahl der Umdrehungen des Geräts zu erkennen. Dieser spezielle verwendet Hall-Effekt-Sensoren und Magnete. Dieser spezielle Typ kann leicht wasserdicht gemacht werden, indem die Sensoren entweder eingekapselt oder auf andere Weise wasserdicht gemacht werden. Hall-Effekt-Rotationsencoder einiger Art werden in einigen Fahrzeugen sowohl für den Raddrehzahlsensor als auch den Kurbelwellenpositionssensor für den Motor verwendet und werden auch in einigen Anemometern verwendet. Es gibt drei Haupttypen von Drehgebern:

1. Elektrisch, mit Leiterbahnen und Bürsten

2. Optisch, mit Licht und Sensor

3. Magnetisch, unter Verwendung eines Magnetsensors irgendeiner Art und eines magnetischen Materials, wie Hall-Effekt-Sensoren und Magneten. Der eigentliche rotierende Teil könnte auch magnetisiert werden.

en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder

Ein Linear-Encoder könnte ähnlich wie ein Dreh-Encoder hergestellt werden.

Ich habe den Encoder, den ich mit dem Python-Code auf einem Himbeer-Pi bis zu ~ 1500 U / min erstellt habe, getestet. Ein Link für den Code und den Schaltplan befindet sich am Ende. Die Herstellerangaben des Bohrers, den ich zum Testen verwendet habe, sagten eine maximale Geschwindigkeit von 1500 U / min und die Geschwindigkeit, die ich erhielt, betrug ~ 1487 U / min vom Encoder sowohl vorwärts als auch ~ 1485 rückwärts. Dies kann entweder daran liegen, dass der Akku nicht vollständig geladen ist, oder am schlechten Timing von Himbeer-Pis. Ein Arduino wäre besser zu verwenden, aber das, das ich hatte, mochte 12 V auf dem analogen Pin nicht, haha oops.

Materialien/Werkzeuge:

1. Ein rotierendes Ding (ich habe ein Bohrfutter von einer elektrischen Bohrmaschine verwendet)

2. Zwei oder mehr Hall-Effekt-Sensoren (abhängig von der angestrebten Auflösung)

3. Vier Magnete (abhängig von der angestrebten Auflösung)

4. Kleber

5. Draht (ich habe ein paar Anschlüsse von einigen defekten Servos verwendet, die ich hatte)

6. Löten

7. Lötkolben

8. Schrumpfschlauch, Isolierband oder anderes Isoliermaterial für Drähte nach Ihrem Geschmack

9. Markierungsgerät wie Marker oder Anreißer

Schritt 1: Kleben Sie die Magnete auf

Schritt 1: Markieren Sie gleiche Punkte um die Außenseite des rotierenden Teils und kleben Sie die Magnete in der richtigen Ausrichtung an diesen Punkten. Es hilft, die Polarität der Magnete zu markieren. In meinem Fall waren es alle 90 Grad (0, 90, 180 und 270 Grad) für eine Auflösung von 4/Umdrehung, was für meine Anwendung mehr als ausreichend war, aber es kann für Sie je nach Auflösung unterschiedlich sein, die Sie aufnehmen zum. Eine gute Möglichkeit, den Abstand herauszufinden, ist: (360 Grad/Anzahl der Magnete), wenn Sie nach Grad gehen, oder (Umfang/Anzahl der Magnete), wenn Sie nach einer Messung gehen. In meinem Fall waren die Rasten für den Handgriff für meine Anwendung schon recht gut beabstandet, sodass ich nichts messen musste.

Schritt 2: Verdrahten Sie die Sensoren

Lötdrähte auf die Sensoren löten, isolieren und wärmeschrumpfen. Achten Sie darauf, dass der Sensor nicht zu heiß wird, und testen Sie ihn, um zu sehen, ob er nach Abschluss des Vorgangs noch funktioniert. Das Testen ist einfach, schließen Sie einfach die Stromversorgung an und schließen Sie eine LED an das Signalkabel an. Wenn die LED aufleuchtet, wenn ein Magnet mit der richtigen Ausrichtung daneben gebracht wird, und erlischt, wenn sie weggezogen wird (nicht rastender Typ) oder der entgegengesetzte Pol des Magneten angelegt wird (rastender Typ), dann sind Sie gut gehen. Der von mir verwendete Sensor ist nicht selbsthaltend und wird bei Aktivierung mit Masse (-) verbunden.

Schritt 3: Markierung für die Sensoren

Machen Sie Markierungen, wo die Sensoren hingehen sollen. Für diese spezielle Anordnung war dies bei 1/16 Teilung des Umfangs (0, 1/16). Der Grund dafür ist, dass ein Sensor vor dem anderen zünden muss, aber so, dass der Controller die zeitlichen Unterschiede zwischen vorwärts und rückwärts unterscheiden kann. Ich habe es ursprünglich bei der 1/8-Marke versucht, konnte aber nicht sagen, in welche Richtung es ging, da die Timing-Unterschiede gleich waren. Es hilft, die Sensoren vorübergehend abzukleben, bis Sie die richtige Positionierung erreicht haben, und dann die Markierungen zu machen. Sie könnten die 1/8-Teilung machen, Sie haben keine Richtungserkennung, aber Sie haben die doppelte Auflösung. Eine Möglichkeit besteht darin, einen zweiten Satz von zwei Sensoren zu verwenden, die mit einem Abstand von 1/8 auf der anderen Seite bei der 5/16- und 7/16-Teilung von den anderen Sensoren versetzt sind, um eine Auflösung von 16 Impulsen/Umdrehung zu erhalten, aber So eine gute Auflösung brauchte ich nicht. Eine Timing-Demonstration befindet sich im Video.

Schritt 4: Kleben Sie die Sensoren an

Kleben Sie die Sensoren an die Markierungen und kleben Sie sie fest, bis der Kleber aushärtet. Achten Sie darauf, dass zwischen den Magneten und den Sensoren ein Freiraum bleibt, damit sie nicht anstoßen, und stellen Sie außerdem sicher, dass die Sensoren mit den Magneten und in der richtigen Ausrichtung ausgerichtet sind. Warten Sie, bis der Kleber getrocknet ist und Sie sind fertig.

Um den Schaltplan und den Python-Code für einen Himbeer-Pi zu erhalten, um die Drehzahl in RPM, Drehrichtung und Anzahl der Umdrehungen zu messen, gehen Sie hier, und um das PDF dafür zu erhalten, gehen Sie hier oder hier.

Der Grund, warum ich den Code berechne, ist, dass es ~4 Tage gedauert hat, bis alles richtig funktioniert, während der Rest des Projekts, einschließlich der gesamten Dokumentation, nur ~7 Stunden gedauert hat (5 davon war die Dokumentation), außerdem 1 $ ist nicht viel und es hilft, größere und komplexere Projekte zu unterstützen. Tatsächlich ist dies das einzige Projekt, für das ich noch etwas berechnen musste, als dies natürlich veröffentlicht wurde.