Controladores de velocidad para robots baratos, parte 1: codificadores de eje.

¿Puedes decirme por qué estoy entusiasmado con este proyecto?
¿Sabes lo genial que es esto?
\'No Jay\' Puedo oírte decir, suspiro cuando te fortaleces para otra explicación emocionada.
\'¿Por qué no nos lo explicas?
\'Bueno, déjame levantarme y calmarme.
Tengo la idea de este proyecto desde hace casi todo el año, y he estado trabajando activamente, desde agosto.
¡Todo lo que he publicado recientemente, ruedas de metal, interrupciones externas y mis dos tutoriales desacreditadores son investigaciones que he preparado para este proyecto!
Además, ¡afortunadamente algunos de los partidos están abiertos y son perfectos para este proyecto!
¡Así que este no es sólo el resultado de unos meses de trabajo, sino también la primera vez que envío el juego!
Entonces, si te gusta este tutorial o si eres fanático de la serie de robots baratos, ¡considera votar por mí!
¡Por supuesto, es mucho menos interesante que el proyecto en sí!
El codificador de eje y el controlador de velocidad son cosas complejas para construir uno desde cero (
sin mencionar los materiales para manualidades).
¡Pero les aseguro que podemos simplificar las cosas!
¡Empecemos!
Para obtener más instrucciones sobre cómo fabricar robots baratos, consulte la gama de robots baratos.
¡Para más cosas que hago, puedes consultar mi página de perfil!
Para obtener más información sobre Digilent o Digilent Makerspace, consulte el blog de Digilent.
La respuesta simple es que son un sensor que puedes usar para juzgar la velocidad a la que gira la rueda del robot.
Cuando su motor o rueda gira, el codificador envía pulsos de señal alta y baja a su robot.
Estos pulsos se volverán más rápidos o más lentos dependiendo de la velocidad a la que gira el motor.
Al cronometrar el pulso, su robot sabe qué tan rápido gira el motor sin tener que adivinar.
Esto es muy importante si quieres realizar acciones muy precisas y se utiliza en todas partes.
De hecho, la mayoría de motores de tu impresora doméstica cuentan con un codificador de eje.
¡El problema es que no son baratos!
Para poder realizar esta medición precisa, el codificador de eje generalmente debe fabricarse con mucha precisión.
Incluso el codificador de eje económico del kit de robot a menudo depende de imanes especializados y sensores de efecto Hall.
Puedes construir tu propia casa a bajo costo con infraestructura
de luz roja, puedes reciclar el codificador óptico del hardware antiguo de una manera muy ordenada, pero quiero que mi codificador esté más cerca que eso. ¡Sí!
¡Esto es lo que necesitas!
Estos suministros son los suministros para el tutorial de la rueda de metal utilizado en este tutorial.
También necesitará lo siguiente: ¡este es el caso del codificador de eje!
Cuando explique cómo usar esto realmente, presentaré el cableado en el próximo tutorial.
Querrás pulir sus llantas antes de comenzar el tutorial de ruedas de metal.
En realidad, este es un paso muy importante y llevará algún tiempo hacerlo bien.
Incluso las tapas como la tapa Snapple que estoy usando tienen una fina capa de pintura transparente para evitar la oxidación.
Vea la segunda imagen en este paso.
¿Puedes ver qué tan profunda es la zona que pulo?
No querrás pulir hasta que todo el borde esté bien pulido de esta manera.
Sugiero subir un vídeo a YouTube y tomarse un tiempo para pulirlo con cuidado.
¡Después de eso, usa las ruedas de metal de mi tutorial de robot barato para terminar tus ruedas!
En este tutorial, no se preocupe por pegar las ruedas completas al eje del motor, porque haremos más cambios en las ruedas antes de terminar.
Hay dos formas de cortar la cinta para este paso.
Mi método preferido es poner un pequeño trozo de cinta adhesiva en mi tabla de cortar y usar
piezas de corte x-Acto.
Si no estás satisfecho con esto (
o tus padres no te permiten usar un cuchillo),
puedes cortar las piezas con unas tijeras.
La longitud de cada cinta debe ser sólo de aproximadamente 1/1/4 (
6 mm si utiliza un sistema de unidades más razonable).
Corta tres o cuatro.
Prefiero cuatro, pero es un poco difícil ponerlos todos sobre mis ruedas.
Para este paso, el largo de cada pieza no es tan importante como el ancho, y el ancho debe ser el ancho de cualquier cinta que estés usando.
Esto es bueno porque significa que el ancho de cada cinta debe ser exactamente el mismo.
Una vez que tengas las cintas, ten cuidado de pegarlas al borde de la rueda.
Intenta colocarlos de manera uniforme, pero no importa, así podrás mirarlo directamente.
Es importante asegurarse de que haya una pieza grande de metal desnudo entre cada cinta.
Esto asegurará el contacto de nuestro sensor codificador con la rueda conductora entre la cinta.
También es importante asegurarse de que la cinta esté bastante recta.
Esto se debe a que nuestro codificador mide el ancho de cada barra. (
Por eso es importante que tengan el mismo ancho).
Este es probablemente el paso más tedioso de todo el proceso.
Si eres joven, quizás quieras que un adulto lo haga por ti, ya que requiere muy buena destreza manual.
Si realmente quieres hacerlo tú mismo, tómate el tiempo para tener cuidado.
Sé que para dar este paso correctamente, yo mismo he experimentado algunos resortes.
Deslice su rueda sobre su motor y úsela para comprender qué tan alto debe ser su resorte de contacto (
como en la primera imagen). (
Me gustaría señalar que en la primera imagen de este paso, en realidad no comprimí el resorte con el dedo.
Solo lo estoy sosteniendo para que puedas ver bien los resortes que están relacionados con las ruedas).
Mira la segunda imagen de este paso.
¿Ves un ángulo ligeramente agudo en mi resorte?
Mi objetivo es asegurarme de que el resorte esté ligeramente doblado para llegar al borde de la rueda.
Además, me aseguro de que mi resorte esté ligeramente doblado demasiado para que la punta presione suavemente el borde de la rueda.
Esto significa que el resorte siempre estará en contacto con la rueda (
incluso si el agujero que golpeé se cayó un poco antes del centro).
Una vez que sepa dónde doblar el resorte, dóblelo allí con unos alicates.
Es posible que desees doblar exactamente esta pieza con dos alicates.
Deslice un extremo de un cable en la parte inferior del resorte de contacto.
Para hacer esto, deslice el cable entre las dos espiras del resorte y gírelo hasta que quede intercalado entre las espiras planas al final del resorte.
Si lo haces bien, el propio resorte sujeta el cable cuando lo sueldas.
Encontré la soldadura aquí muy caliente.
Si los tienes, también puedes usarlos para soldar los pasadores de la cabeza en el otro extremo del alambre.
Necesito hacer esto porque utilicé cables retorcidos demasiado gruesos para encajar perfectamente en mi placa de pruebas.
Finalmente, pegué el otro de los dos cables directamente a la carcasa metálica del motor.
¡Esto es importante porque la carcasa del motor está conectada eléctricamente al eje de metal y el eje de metal también estará conectado a nuestra rueda de metal!
Al mismo tiempo, la rueda, el eje y la carcasa están aislados del interior del motor.
¡Esto significa que nuestra carcasa de motor nos proporciona una conexión fija y constante a la rueda de metal!
Primero, coloque una cinta aislante en la carcasa del motor.
Simplemente conectamos un cable directamente a la carcasa, por lo que queríamos aislar nuestro resorte de contacto del circuito.
De esta forma, la conexión sólo se completará si el resorte toca una parte metálica desnuda de la rueda.
¿Ves cómo funciona nuestro codificador ahora?
Antes de pegar algo, queremos saber hacia dónde va nuestro resorte.
Deslice la rueda hacia nuestro motor y simplemente mantenga el resorte de contacto en su lugar.
Tenga en cuenta que en la segunda imagen, ¿cómo entra en contacto la punta del resorte con la rueda en el medio de la cinta?
Recuerde dónde irá la parte inferior del resorte de contacto porque a continuación querrá volver a colocarlo allí.
Retire la rueda porque el siguiente paso sucederá pronto y no queremos que se interponga en nuestro camino.
Aplique mucho pegamento a la carcasa del motor (sobre la sección sellada).
Luego, use un par de alicates para sujetar el cable conectado a la base del resorte de contacto (como se muestra en la Figura 3).
Coloque el resorte de contacto firmemente en el punto de pegamento.
Manténgase estable cuando se enfríe.
Después de que el pegamento se enfríe, deslice la rueda hacia atrás y verifique nuevamente el punto de contacto del resorte.
Como puedes ver en la Figura 4, para mi comodidad, la mía está demasiado cerca de un borde de la cinta, así que hice un pequeño ajuste al resorte estirándolo. (
Si el resorte no mantiene contacto con el borde de la rueda, también puedes doblarlo ligeramente con unos alicates). ¡
Ten mucho cuidado si haces esto porque no querrás estropear el resorte y tendrás que empezar desde cero!
Una vez que esté satisfecho con la forma en que el resorte toca la rueda, intente conectar el motor a la batería.
De esta manera puedes ver la rueda girando debajo del resorte.
Vigila la punta del resorte y asegúrate de que siempre toque la cinta al pasar.
¡Este es el codificador de eje que terminamos!
Como habrás adivinado, es básicamente como un interruptor.
Cuando la rueda gira, la cinta desconecta la conexión entre nuestros dos cables, y eso es lo que vamos a sentir.
Como sabemos que la longitud de cada cinta es exactamente la misma, podemos medir el tiempo de descanso de cada cinta, ¡lo que nos indica la velocidad de nuestro motor! Genial, ¿verdad?
Pero aún no hemos terminado.
A continuación, presentaré cómo controlar la velocidad del motor usando PID simple.
Dado que esto se hace con algo poco a poco que se puede encontrar en la casa, no podemos simplemente usarlo y esperar que funcione perfectamente de inmediato.
Necesitamos aplicar algo de procesamiento de señales, similar a lo que presenté en el tutorial de debinginterrupt.
¡Esta es mi primera vez en la carrera, así que espero que consideren votar por mí!
Esta es también la primera parte de un par de bendiciones para completar este proyecto, así que lea mi tutorial de PID cuando se publique.
¡Muchas gracias, espero que hayas disfrutado esto!