Стики на датчиках Холла в Devo 10

Аппаратура управления Devo 10, уже не первый год, служит мне для управления всеми моими моделями. Претензий к её работе у меня не было.

функционал передатчика меня вполне устраивал, а после установки в данную аппаратуру мульти-модуля, и вовсе перекрыл все мои потребности.

Я не буду долго рассказывать о плюсах и минусах данного передатчика, скажу лишь, что он вполне стоит своих денег, а его возможности достаточно обширны.

Но не что не может работать вечно.
Само слабое место большинства аппаратур управление - это стики. А точнее потенциометры в стиках, которые и передают изменения управляющего сигнала.
Потенциометры имеют свойство изнашиваться, так как являются “контактным” устройством.

Со временем, резистивный слой в них разрушается, и они уже не могут точно передавать сигналы управления. Из-за этого, в нулевых положениях стиках, появляется так называемый “дребезг”. Передаваемые значение постоянно меняются, в небольшом пределе. Все это пагубно влияет на управляемость модели.
За годы пользования потенциометры в моем передатчике также износились.
И я решил исправить это кардинальным способом, заменив потенциометры датчиками Холла.

Благодаря советам Александра Кузнецова, в блоге которого вы сможете найти много полезного mcheli.blogspot.ca, я купил датчики OH49E
ru.aliexpress.com/item/…/1903819684.html
Датчики довольно мелкие и стоят очень дешево.

Однако для работы датчика нужно магнитное поле, поэтому мне понадобились магниты.
Магниты нужны довольно нестандартные. Нестандартность заключается в виде намагниченности.
Для переделки необходимы кольцевые магниты с диаметральной намагниченностью.
Размеры кольца должны быть в пределах 8-10мм наружного диаметра, 3- 3.5мм внутреннего диаметра и по ширине порядка 3-4мм
На просторах алиэкспресса полно магнитов, размеры которых подходят под необходимые условия, однако все они аксиальной намагниченности,
а нам нужны диаметрально намагниченные магниты, найти их оказалось не просто. В китайских магазинах я их не нашел, однако нашел их по месту.
…org.ua/magnit_kolco_8_3x4_mm_dn-info.html

Ну а после того как у меня появились датчики и магниты нужно было придумать как красиво, аккуратно и главное обратимо, заменить потенциометры на датчики Холла и магниты.

Всю операцию замены можно разделить на 2 части.
Установка магнитов в стики, на место потенциометров, и установка датчиков Холла над магнитами.

Начнем с магнитов.

Магнитные кольца я решил установить в стик по такому же принципу, по которому стояли в нем потенциометры.
Вал потенциометра входил в стик на шлицевом соединении, и вращался вмести со стиком. Магниты я так же решил установить на вал со шлицами.
В роли вала отлично подошел нейлоновый болт с резьбой М3. Однако нужно было как-то закрепит магнит на валу. По мимо этого еще нужно было сделать утолщение на валу, такое же как было на выходе вала потенциометра. Я решил объединить утолщение на валу и фиксирующую гайку для магнитов в один элемент.
Утолщение на валу должно быть 5мм в диаметре, и тут идеально подошли алюминиевые стоки с резьбой М3.
Они имели нужный наружный диаметр и резьбу, с помощью которой можно зафиксировать магнит.
Из алюминиевой стойки я нарезал 4 кусочка, которые послужили фиксаторами магнитов и утолщением на валу.

Алюминиевую стойку я нарезал на кусочки нужной длинны в прямом смысли. Для этого использовал скальпель.
Разметив стойку на 4 части, я разрезал ее скальпелем.
Уже давно я режу скальпелем алюминиевые стойки, но только чуть меньшего диаметра, под резьбу М2, они очень легко режутся и это гораздо легче и быстрее чем распиливать их. Поэтому я решил и стойку под резьбу М3 также разрезать скальпелем. Тут дело оказалось не таким простым, пришлось задействовать маленький молоток, однако все получилось, при этом не один скальпель не пострадал.

Дальше я обработал торцы получившихся кусочков, доведя их размер до 4.7мм, а также снял фаску с одно стороны.

После, я одел на нейлоновые болты магниты, и закрепил их получившимися гайками из алюминиевой стойки.
Для плотной посадки магнитов, я одел на болты небольшие кусочки термоусадки, которая обеспечила плотность посадки и точность ориентации магнитов на валу.
На нейлоновых болтах я нарезал шлицы, для того чтобы установить их в стик, вместо валов потенциометров.
Я долго думал, как закрепить вал с магнитом внутри стика, и решил, что плотной посадки вала в стик будет достаточно. Поэтому шлицы на болтах я срезал с запасом, так чтобы они плотно входили в корпус стика.

После того как вопрос по установке магнитов был решен, я взялся за датчики Холла.
Тут все оказалось не так просто.
Датчики реагируют на изменения магнитного поля и в соответствии изменениям меняют свою проводимость. То есть датчики ведут себя подобно потенциометрам, только работают бесконтактно. Это обуславливает их надежность и гораздо больший срок службы, по сравнению с потенциометрами.

Самой большой сложностью оказалось определить расстояние, на котором датчики должны находиться от магнитов.
Если расположить датчик слишком близко к магниту, то на выходе из датчика, мы получим экспоненциально меняющийся сигнал. Но лишние экспоненты в работе стиков мне не нужны.
Слишком большое расстояние между магнитом и датчиком снижает уровень максимального и минимального отклонения сигнала, и соответственно снижает разрешающую способность датчика.
Опытным путем я выяснил, что в моем случае, расстояние между датчиком и магнитом в 2 мм будет оптимальным.
Дальше осталось придумать как закрепить сам датчик над магнитом.

Крепление я сделал из монтажного текстолита.
Вырезал пластины нужной формы и припаял к ним датчики. Для красоты окрасил текстолит черным маркером. Крепежные отверстия в пластинах сделал продолговатой формы, для того чтобы обеспечить возможность регулировки расстояния между магнитом и датчиком Холла.

Сами пластины крепятся к стику в местах где раньше крепились потенциометры. Осталось только припаять провода, выставит правильное положение магнита в стиках и нужный зазор между датчиками и магнитами.

С проводами не возникло никакой сложности, все получилось довольно красиво, с выставлением зазора также все оказалось просто, а вот с положениями магнитов пришлось немного повозится.

Расположение магнитов относительно датчика должно быть таким, чтобы ось намагничивания была строго перпендикулярно датчику.
Узнать где находится эта ось довольно просто. Нужно примагнитить одно магнитное кольцо к другому, торцами друг к другу. Они примагнитятся строго по полюсам. Кольца можно провернуть, и они примагнитятся другими полюсами. В местах соединения колец можно поставит метки, это будут полюса магнитов. А ось намагничивания будет проходить между двумя полюсами.
Соответственно, после определения положения оси намагничивания, мы фиксируем положение магнита на валу таким образом, чтобы эта ось была перпендикулярно датчику.
Найти правильное положение магнитов с первого раза не получится. Для определения точного положения необходимо подключить стики к пульту.
На датчики Холла будет подаваться напряжение. В случае с Devo 10 это напряжение составляет 3.26V. В центральном положении стиков, на выходе датчика должна быть половина от подаваемого на него напряжения. В моем случае эта величина должна быть 1.63V. Путем проб и ошибок, выставляем положения магнита на валу таким образом, чтобы величина напряжения на выходе из датчика, в нулевом положении стика, была близкой или равной половине входного напряжения.

Дальше осталось откалибровать стики и пульт управления готов.

После калибровки, стики на датчиках Холла заработали вполне привычно. Погода у нас не летная, поэтому пришлось полетать по дому на старом добром V911. Реакция модели на ход стиков не изменилась, однако теперь нет “дребезга” сигнала в нулевой зоне. Другие мои модели также отлично управляются новыми стиками, все работает стабильно, и что самое главное бесконтактно!)

Я полагаю, что подобным образом можно переделать стики в любой радиоаппаратуре управления и пользоваться ей, не думая о ресурсе потенциометров.

Фотографии в нормальном разрешении можно посмотреть тут.
www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=38953575&po…