Самодельный енкодер для серво-привода
Итак, решил-таки попробовать сделать самостоятельно. Точность необходима высокая, поэтому не уверен, что получится, но попытка - не пытка. 😃
Нарисовал в Кореле и распечатал на струйнике несколько пленок. Разрешение самое высокое, только черный картридж. 3 варианта:
- диаметр 100мм, ширина линии 0.5мм, шаг 0.9 = 360 линий на оборот
- диаметр 100мм, ширина линии 0.25мм, шаг 0.45 = 720 линий на оборот
- диаметр 45мм, ширина линии 0.1мм, шаг 0.4 = 360 линий на оборот
Пленку наклею на 2мм диск из оргстекла, который в свою очередь через обжимную муфточку посажу на ось двигателя.
Датчик для начала попробую от мышки. Есть большое подозрение, что должно получиться.
Вот фотки пленок. Фотик хоть и приличный - но и ему такая макро-съемка тяжело дается 😃.
Комментарий от неспециалиста: если уж браться, то не жмись - 100р. за фотовывод в любой типографии. 3600dpi и пленка путевая.
Комментарий от неспециалиста: если уж браться, то не жмись - 100р. за фотовывод в любой типографии. 3600dpi и пленка путевая.
Ёлы-палы, да кто жмется то? Качество вроде даже наблюдается, штрихи ровненькие, блестящие. И пленка тоже путевая, я с ней и фоторезистом платы с дорожками 0.2мм делаю. 😃
Меня другое интересует - успеет ли фототранзистор от мыши за такими оборотами (3000об/мин=50об/сек)*360штрихов=18кГц… Частота небольшая. А LM393 успеет? И какие будут фронты…? Хотя подумал - поставлю TL082 - полоса 5мГц, фронты красивые - они у меня в приводе ток контролируют, да и стоят по 8 рублёв 😃.
Вот для такого моторчика делаю. Есть промышленные енкодеры от BEI - но я сдуру при покупке гнался за тысячами импульсов на оборот, а мой привод такого при больших оборотах понимать не хочет - не успевает…
-----------------------------------------------------------------------------
Итак первый блин как всегда комом 😃. Воточил муфточку, по ходу решил сделать её цельной - сразу наклеил кусок акрила, обточил, отполировал. Получилась красивая деталька, просто промышленного производства 😃.
Дома напечатал пленки - одну самоклейку, одну обычную. Для начала наклеил самоклейку. Фотку повешу вечером - убегаю на работу.
На маленькой макетке сделал простенькую платку - на ней микруха компараторов, 7 резисторов и опто-пара из мыши. Запитал, вводим в оптический канал отвертку - работает.
Но - при попытке работы с пленочным диском в упор не видит штрихи. Такое впечатление, что луч от светодиода рассеивается. Повышение тока (яркости) светодиода помогает пробить диск - но теперь ситуация обратная, диск видит, но импульсов все равно нет.
Выводы.
Похоже, оптопара из мыши очень малочуствительная и работает исключительно с открытым каналом - через прорези. Также скорее всего принтерная пленка обладает большим коэффициентом рассеяния.
Кстати, разбирал фирменный енкодер. Он сделан на основе стеклянного оптического диска, штрихи (их было 1500) крайне тонкие и малозаметные. А вот подсветка - лампочкой (!!!), а фотоприемник представляет из себя прямо на плате нанесенные полоски фоторезиста.
Но разборка кстати не прошла даром - обнаружил, что любимые мной енкодеры от BEI (я их покупал и буду покупать на EBAY), имеющие питание 10, 15 и 30В, элементарно конвертируются на 5В путем перепайки одного проводка - вся схема питается от 5В, лампочка подсветки тоже от 5В, но в случае более высокого напряжения заводится через резистор.
В общем придумал следующее:
- первый вариант - напечатаю на толстой 0.5мм абсолютно прозрачной пленке. Её не потребуется клеить. Единственный минус - очень нестойка, печать легко стирается пальцем - но кто ж ее будет трогать 😃
- второй вариант - прямой канал, то есть делаем тонкий непрозрачный пластиковый диск и круговой фрезой прорезаем щели. Минус - самая тонкая из имеющихся у меня фрез - 0.5мм, а ведь хочется диск поменьше - 40-50мм, а импульсов побольше - 500 на оборот.
- третий вариант - тампопечать. Но не знаю, какое у нее разрешение.
В любом случае енкодер будет сделан, поскольку драйвер DC мотора уже вовсю работает, а зависеть от редко появляющихся на EBAY енкодеров не хочется. 😃
Вот глянь тут, начиная с моего поста и посты Петра. Он пользовался тем же принципом для измерения оборотов и все работало.
Я думаю, что
а. черниловые штрихи слишком прозрачны, для примененного светодиода. Тонер лазерника все-таки лучше, хотя тоже не идеально ложится.
б. диаметр чувствительности фотоприемника больше ширины двух шртихов, т.е. получается, что один хрен фотоприемник засвечивается. Нужно: 1) заклеить фотоприемник чем-то гарантированно непрозрачным с проколотой дыркой диаметром не более штриха 2) диск с рисками должен находится как можно ближе к фотоприемнику, желательно также не дальше ширины штриха.
Совсем забыл, что еще направление вращения нужно определять и в мышиной оптопаре два фотоприемника для этого. И сделаны они на таком расстоянии друг от друга, чтобы работать с расстояниями между прозрачно/непрозрачно, которые на диске в мыши имеются. И с другими расстояниями эта пара ваще работать не станет.
А если взять готовый диск и датчик скажем из струйного принтера? Насколько я помню в принтерах НР на валу который протягивает бумагу с левой стороны стоит какраз такой диск (диаметром около 50мм) и датчик для этого диска.А второй датчик расположен на каретке картриджа, и вдоль вала полоска со штрихами натянута!!! Я думаю в любой мастерской занимающейся ремонтом принтеров это есть.
Вот глянь тут, начиная с моего поста и посты Петра. Он пользовался тем же принципом для измерения оборотов и все работало.
Я думаю, что
а. черниловые штрихи слишком прозрачны, для примененного светодиода. Тонер лазерника все-таки лучше, хотя тоже не идеально ложится.
б. диаметр чувствительности фотоприемника больше ширины двух шртихов, т.е. получается, что один хрен фотоприемник засвечивается. Нужно: 1) заклеить фотоприемник чем-то гарантированно непрозрачным с проколотой дыркой диаметром не более штриха 2) диск с рисками должен находится как можно ближе к фотоприемнику, желательно также не дальше ширины штриха.Совсем забыл, что еще направление вращения нужно определять и в мышиной оптопаре два фотоприемника для этого. И сделаны они на таком расстоянии друг от друга, чтобы работать с расстояниями между прозрачно/непрозрачно, которые на диске в мыши имеются. И с другими расстояниями эта пара ваще работать не станет.
Все дело в том, что… работает пленка, напечатанная на струйнике - но с более широкими рисками. То есть ширина пучка света и/или датчика фототранзистора больше, чем мне нужно. Напечатал на абсолютно прозрачной пленке, с 120 рисок на оборот все ОК - а мне нужно то 500 как минимум…
Придумал новую (для меня) технологию. Открытый канал, медный диск, травленый методом лазеро-утюга. Возьму фольгу 0.25 , должно получиться очень качественно.
И между светодиодом и диском можно сделать щелевой канал.
В любом случае в итоге получится, уверен 😃.
Посмотрите что появилось на www.imafania.boom.ru/contr3.htm
Посмотрите что появилось на www.imafania.boom.ru/contr3.htm
Угу. Я также знаю, какой джиттер у этого “контроллера” 😃.
Но это к теме не относится, это в “двигатели”.
В оптический путь между источником света и фотоприемником кроме диска с штрихами нужно ввести еще неподвижную пластину с штрихами. Размер этой пластины должен быть больше диаметра пучка света, а шаг и направление штрихов должны совпадать с диском. Тогда световой пучок будет перекрываться целиком, т.е. одновременно будет работать много штрихов, а не один. Это выгодно по энергетике и интегрирует индивидуальные погрешности штрихов.
Для определения направления вращения придется поставить две оптопары и две такие пластины, причем они должны быть съюстированы таким образом: при максимальном перекрытии света на одной оптопаре на другой перекрытие должно быть наполовину.
В оптический путь между источником света и фотоприемником кроме диска с штрихами нужно ввести еще неподвижную пластину с штрихами. Размер этой пластины должен быть больше диаметра пучка света, а шаг и направление штрихов должны совпадать с диском. Тогда световой пучок будет перекрываться целиком, т.е. одновременно будет работать много штрихов, а не один. Это выгодно по энергетике и интегрирует индивидуальные погрешности штрихов.
Для определения направления вращения придется поставить две оптопары и две такие пластины, причем они должны быть съюстированы таким образом: при максимальном перекрытии света на одной оптопаре на другой перекрытие должно быть наполовину.
Именно так уже сделал 😃.
Если быстродействие мышиного нутра позволяет, может проще мышиный диск крутить через редуктор? 😊
Передаточное число редуктора подобрать под необхочимое количество импульсов на оборот вала двигателя. 😊
Если быстродействие мышиного нутра позволяет, может проще мышиный диск крутить через редуктор? 😊
Передаточное число редуктора подобрать под необхочимое количество импульсов на оборот вала двигателя. 😊
Редуктор? Да вы что… У меня моторчик крутится до 3.000 об/м, у самой продвинутой мыши 50-щелевой диск, и мне предлагается его крутить с 30.000 оборотов? 😃.
Мне в пятницу вырежут лазером диски диаметром 45мм с 500 щелями, буду играться. Большой диаметром 95мм с 360 щелями работает, уже стоит в моторчике. Но хочу сделать аналог классического профессионального енкодера, в своем корпусе.
Редуктор? Да вы что… У меня моторчик крутится до 3.000 об/м, у самой продвинутой мыши 50-щелевой диск, и мне предлагается его крутить с 30.000 оборотов? 😃.
Согласен, насчет оборотов не подумал, а в принципе на низкооборотных вещах, аля поворотный стол ли или еще какая хрень где не нужны большие обороты а нужны точные углы, такой вариант прокатит или нет???
Если да то как грызуна заточить под энкодер( в смысле электрически) ???
Согласен, насчет оборотов не подумал, а в принципе на низкооборотных вещах, аля поворотный стол ли или еще какая хрень где не нужны большие обороты а нужны точные углы, такой вариант прокатит или нет???
Если да то как грызуна заточить под энкодер( в смысле электрически) ???
Надо поставить две оптопары и один сдвоенный компаратор.
Можно улчшить разрешение, если поставить линзу (от дохлого CDROMa)
Фокусировка на ИК не должна оличаться от видимого,
а что мешает енкодер выполнить на видимом излучении?
Если взять диод поярче, можно и увеличение сделать побольше.
Линзу попробовал. Разводит и фокусирует лучи прилично. Но как добиться фокусировки? Если на обычном светодиоде я все вижу - то на ИК уже ничего…
Видеоглазок, видеокамера, видят ИК лучи.
Видеоглазок, видеокамера, видят ИК лучи.
Да, и вебкамеры тоже.
Наверно и через экран цифрового фотоаппарата, можно попробовать посмотреть.
Т.е. с помощью ПЗС матрицы.
Да, и вебкамеры тоже.
Наверно и через экран цифрового фотоаппарата, можно попробовать посмотреть.
Т.е. с помощью ПЗС матрицы.
Сегодня попытался на поворотном столе дисковой фрезой порезать риски на диске от 3" винчестера. У меня их много, они бывают разных толщин - от 0.5 до 1.5мм.
Резал дисковой фрезой диаметром 40 и толщиной 0.25мм.
На тонком диске почти идеально получаются 360 рисок. Никак не мог справиться с совсем незначительным биением фрезы, поборю - получится 540 - шаг через 40 угловых минут. Толстый диск хуже - облой на выходе фрезы. При повышении оборотов (фреза стоит на фрезере, до 30.000об) зубец отгибается (потоком воздуха, нагревом?).
Диск испытан с оптопарой от мыши, все работает. Как вспомню взять цифровик на работу - все зафоткаю.
Конечно, енкодер с диском 95мм немаленький (но тонкий - 15мм), но он входит в мои моторы.
Над енкодером 45мм продолжу эксперименты. Следующий шаг - травление.