Tamiya 72004 matovaihteiston nopeusanturi: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Halusin hallita tarkasti moottorin nopeutta rakentamani robotin Tamiya 72004 -kierukkavaihteistossa. Tätä varten sinulla on oltava jokin tapa mitata nykyinen nopeus. Tämä projekti näyttää nopeusanturin kehityksen. Kuten kuvassa näkyy, moottori ajaa suoraan ulosottoakseliin kiinnitettyä kierukkavaihdetta ja sitten kolmen vaihteen sarjaa pienentääkseen lopullisen akselin nopeutta.

Vaihe 1: Tutki vaihtoehtoja

Yleensä moottorin nopeuden mittaamiseen tarvitaan jonkinlainen anturi. Vaihtoehtoja on muutamia, mutta luultavasti yleisin on optinen anturi, ja ne voidaan toteuttaa kahdella tavalla: heijastava tai läpäisevä.

Heijastavaan anturiin levy, jossa on vuorotellen mustavalkoisia segmenttejä, on kiinnitetty moottoriin tai jonnekin voimansiirtoa pitkin. LED (punainen tai infrapuna) loistaa valoa levylle ja fotodiodi tai valotransistori tunnistaa valon ja pimeän segmentin välisen eron moottorin pyöriessä heijastuneen LED-valon määrän perusteella. Läpäisevässä anturissa käytetään vastaavaa järjestelyä, mutta LED -valo palaa suoraan valoanturiin. Läpinäkymätön siipi, joka on kiinnitetty moottoriin tai vaihteistoon (tai johonkin hammaspyörään porattu reikä) rikkoo palkin, jolloin anturi voi havaita yhden kierroksen. Lisään linkkejä muutamaan esimerkkiin näistä myöhemmin. Tässä projektissa käytettiin läpäisevää anturia, mutta kokeilin useita muunnelmia, kuten näet.

Vaihe 2: Valokeskeytin MK I

Ensimmäinen menetelmä, jota kokeilin, käytti voimakasta punaista LEDiä ja valotransistoria. Porasin kaksi reikää vaihteiston toiseksi viimeiseen vaihteeseen ja kaksi reikää vaihteiston koteloon. Tämä antoi minulle noin 5 pulssia lähtöakselin kierrosta kohti. Olin tyytyväinen, että se toimi.

Vaihe 3: Valokeskeytin MK II

En ollut tyytyväinen ensimmäisestä suunnittelusta saatujen pulssien määrään. Luulin, että anturin lisääminen itse moottoriin olisi vaikeaa, joten porasin reiän maton käyttämään ensimmäiseen vaihteeseen ja muutin LEDiä ja valotransistoria. Tällä kertaa anturi tuottaa noin 8 pulssia lähtöakselin kierrosta kohti.

Vaihe 4: Valokeskeytin MK III

Päätin, että minun oli asetettava anturi itse moottoriin ennen alennusvaihdetta, jotta voisin kaapata monia pulsseja lähdön kierrosta kohden, eikä se osoittautunut niin vaikeaksi kuin luulin. Lopullinen malli käyttää siipiä, joka on asennettu suoraan moottorin lähtöakselille. Löysin pienen uritetun optokytkimen vanhan 3,5 tuuman levykeaseman sisältä ja asensin sen moottorin akselin yläpuolelle. Liimasin M2.5 -mutterin kierukkavaihteeseen hammaspyörän ja moottorin pinnan välisestä raosta ja liimasin sitten kappaletta mustaa muovia noin 4 mm x 5 mm yhteen mutterin litteään kohtaan. Kun moottori pyörii, anturi tuottaa sarjan pulsseja.

Vaihe 5: Johtopäätös

Ei ole välttämätöntä ostaa valmiita ura-optokytkimiä-LED ja valotransistori, jotka on asennettu linjaan toistensa kanssa, ovat riittävän hyviä. Sovelluksestasi riippuen saatat haluta enemmän tai vähemmän pulsseja lähdön kierrosta kohden, mikä vaikuttaa anturin sijaintiin. Tätä projektia varten tajusin, että tarvitsen mahdollisimman monta pulssia, mutta LEDin ja valotransistorin asentaminen moottorin akselin viereen olisi ollut vaikeaa, joten olin onnekas, kun löysin pienen ura-optokytkimen levykkeestä.

Viimeinen vaihe on liittää LED ja valotransistori mikrokontrolleriisi tai muuhun piiriin. Käytin 150R -vastusta rajoittaaksesi virran LEDiin ja 10K -pullup -vastusta valotransistorin keräilijään. Alla olevassa kuvassa näkyy moottori, jota käytetään yhdellä AA -paristolla ja sen nopeus mitattuna tekemälläni kierroslukumittarilla. 6142 rpm on nopeus, jota odotin, kun otetaan huomioon Tamiyan tyypilliset tiedot. Jokainen moottori on erilainen, mutta mittaamalla nykyinen nopeus ja vaihtamalla syöttöjännitettä moottorin nopeutta voidaan hallita tarkasti.