Tamiya 72004 Worm Gearbox Speed Sensor: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Wantedθελα να ελέγξω με ακρίβεια την ταχύτητα του κινητήρα σε ένα κιβώτιο ταχυτήτων Tamiya 72004 για ένα ρομπότ που κατασκευάζω. Για να το κάνετε αυτό πρέπει να έχετε κάποιον τρόπο για να μετρήσετε την τρέχουσα ταχύτητα. Αυτό το έργο δείχνει την εξέλιξη του αισθητήρα ταχύτητας. Όπως μπορείτε να δείτε στην εικόνα, ο κινητήρας κινεί ένα γρανάζι σκουληκιού που συνδέεται απευθείας στον άξονα εξόδου του, και στη συνέχεια μια σειρά τριών σχέσεων για να μειώσει την ταχύτητα του τελικού άξονα εξόδου.

Βήμα 1: Εξετάστε τις επιλογές σας

Γενικά, για να μετρήσετε την ταχύτητα ενός κινητήρα χρειάζεστε κάποιο είδος αισθητήρα. Υπάρχουν μερικές επιλογές, αλλά πιθανότατα η πιο κοινή είναι ένας οπτικός αισθητήρας, και αυτές μπορούν να εφαρμοστούν με έναν από τους δύο τρόπους: ανακλαστικό ή μεταδοτικό.

Για έναν ανακλαστικό αισθητήρα, ένας δίσκος με εναλλασσόμενα ασπρόμαυρα τμήματα είναι προσαρτημένος στο μοτέρ ή κάπου κατά μήκος του συρμού. Μια λυχνία LED (κόκκινη ή υπέρυθρη) εκπέμπει φως στο δίσκο και μια φωτοδίοδος ή φωτοτρανζίστορ ανιχνεύει τη διαφορά μεταξύ του φωτεινού και του σκοτεινού τμήματος από την ποσότητα φωτός LED που αντανακλάται καθώς ο κινητήρας περιστρέφεται. Για έναν αισθητήρα μετάδοσης χρησιμοποιείται μια παρόμοια διάταξη, αλλά το LED λάμπει απευθείας στον φωτοαισθητήρα. Ένα αδιαφανές πτερύγιο προσαρτημένο στο μηχανοκίνητο ή το γρανάζι (ή μια τρύπα που ανοίγεται σε ένα γρανάζι) σπάει τη δέσμη, επιτρέποντας στον αισθητήρα να ανιχνεύσει μία περιστροφή. Θα προσθέσω συνδέσμους σε μερικά παραδείγματα αυτών αργότερα. Αυτό το έργο χρησιμοποίησε τον σχεδιασμό του αισθητήρα μετάδοσης, αλλά δοκίμασα αρκετές παραλλαγές, όπως θα δείτε.

Βήμα 2: Photointerrupter MK I

Η πρώτη μέθοδος που δοκίμασα χρησιμοποίησε ένα κόκκινο LED υψηλής έντασης και ένα φωτοτρανζίστορ. Άνοιξα δύο τρύπες στη δεύτερη τελευταία ταχύτητα στο κιβώτιο ταχυτήτων και δύο τρύπες στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων. Αυτό μου έδωσε περίπου 5 παλμούς ανά περιστροφή του άξονα εξόδου. Χάρηκα που λειτούργησε.

Βήμα 3: Φωτοδιακόπτης MK II

Δεν ήμουν ευχαριστημένος με τον αριθμό των παλμών που πήρα από το πρώτο σχέδιο. Νόμιζα ότι θα ήταν δύσκολο να προσθέσω έναν αισθητήρα στον ίδιο τον κινητήρα, οπότε άνοιξα μια τρύπα στην πρώτη ταχύτητα που οδηγούσε το σκουλήκι και μετακίνησα το LED και το φωτοτρανζίστορ. Αυτή τη φορά ο αισθητήρας θα παράγει περίπου 8 παλμούς ανά περιστροφή του άξονα εξόδου.

Βήμα 4: Φωτοδιακόπτης MK III

Αποφάσισα ότι έπρεπε να βάλω τον αισθητήρα στον ίδιο τον κινητήρα, πριν από κάθε μειωτήρα, έτσι ώστε να μπορώ να συλλάβω πολλούς παλμούς ανά περιστροφή της εξόδου, και αποδείχθηκε ότι δεν ήταν τόσο σκληρός όσο νόμιζα. Ο τελικός σχεδιασμός χρησιμοποιεί ένα πτερύγιο τοποθετημένο απευθείας στον άξονα εξόδου του κινητήρα. Βρήκα έναν μικροσκοπικό διακόπτη opto μέσα σε μια παλιά δισκέτα 3,5 ιντσών και το τοποθέτησα πάνω από τον άξονα του κινητήρα. Κόλλησα ένα παξιμάδι M2.5 στο γρανάζι σκουλήκι στο κενό μεταξύ του γραναζιού και του προσώπου του κινητήρα και έπειτα κόλλησα ένα κομμάτι μαύρου πλαστικού περίπου 4mm x 5mm σε ένα από τα επίπεδα του παξιμαδιού. Όταν ο κινητήρας γυρίζει μια σειρά παλμών δημιουργούνται από τον αισθητήρα.

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Δεν είναι απαραίτητο να αγοράσετε έναν έτοιμο διακόπτη opto με σχισμές-ένα LED και ένα φωτοτρανζίστορ τοποθετημένα σε ευθεία μεταξύ τους είναι αρκετά καλά. Ανάλογα με την εφαρμογή σας, μπορεί να θέλετε περισσότερους ή λιγότερους παλμούς ανά περιστροφή εξόδου, οι οποίοι θα επηρεάσουν τη θέση του αισθητήρα. Για αυτό το έργο συνειδητοποίησα ότι χρειαζόμουν όσο το δυνατόν περισσότερους παλμούς, αλλά θα ήταν δύσκολο να εγκαταστήσω ένα LED και φωτοτρανζίστορ δίπλα στον άξονα του κινητήρα, οπότε ήμουν τυχερός που ανακάλυψα τον μικροσκοπικό οπτικό διακόπτη με τρύπες σε μια δισκέτα.

Το τελευταίο βήμα είναι να συνδέσετε το LED και το φωτοτρανζίστορ στον μικροελεγκτή σας ή σε άλλα κυκλώματα. Χρησιμοποίησα μια αντίσταση 150R για να περιορίσω το ρεύμα στο LED και μια αντίσταση έλξης 10K στον συλλέκτη του φωτοτρανζίστορ. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τον κινητήρα να κινείται με μία μόνο μπαταρία ΑΑ και η ταχύτητά του να μετράται σε ένα στροφόμετρο που έφτιαξα. Οι 6142rpm είναι η ταχύτητα που θα περίμενα, με δεδομένες τις τυπικές προδιαγραφές της Tamiya. Κάθε κινητήρας θα είναι διαφορετικός, αλλά, μετρώντας την τρέχουσα ταχύτητα και μεταβάλλοντας την τάση τροφοδοσίας, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια.