regolatori di velocità per robot economici, parte 1: encoder ad albero

Potete dirmi perché sono entusiasta di questo progetto?
Sai quanto è bello?
\'No Jay,\' posso sentirti dire, sospiro quando ti rinforzi per un'altra spiegazione eccitata.
\'Perché non ce lo spieghi?
\'Bene, lasciami alzare e calmarmi.
Ho avuto l'idea di questo progetto per gran parte dell'anno, e ci sto lavorando attivamente, a partire da agosto.
Tutto ciò che ho pubblicato di recente, ruote metalliche, interruzioni esterne e i miei due tutorial di sfatamento sono tutte ricerche che ho preparato per questo progetto!
Inoltre, fortunatamente alcune partite sono aperte e sono perfette per questo progetto!
Quindi questo non è solo il risultato di qualche mese di lavoro, ma anche la prima volta che invio il gioco!
Quindi, se ti piace questo tutorial o se sei un fan della serie di robot economici, considera di votare per me!
Ovviamente è molto meno interessante del progetto stesso!
L'encoder e il controller di velocità sono cose complesse da costruire da zero (
per non parlare delle forniture artigianali)
Ma ti assicuro che possiamo rendere le cose semplici!
Iniziamo!
Per ulteriori istruzioni su come realizzare robot economici, dai un'occhiata alla gamma di robot economici!
Per altre cose che faccio, puoi controllare la pagina del mio profilo!
Per ulteriori informazioni su Digilent o Digilent Makerspace, consulta il blog di Digilent!
La risposta semplice è che si tratta di un sensore che puoi utilizzare per giudicare la velocità con cui gira la ruota del robot.
Quando il motore o la ruota gira, l'encoder invia impulsi di segnale alti e bassi al robot.
Questi impulsi diventeranno più veloci o più lenti a seconda della velocità di rotazione del motore.
Temporizzando l'impulso, il tuo robot sa quanto velocemente ruota il motore senza dover indovinare!
Questo è molto importante se vuoi eseguire azioni molto precise e viene utilizzato ovunque.
In effetti, la maggior parte dei motori della stampante domestica dispone di un codificatore ad albero.
Il problema è che non sono economici!
Per poter effettuare questa misurazione precisa, l'encoder deve solitamente essere prodotto in modo molto preciso.
Anche l'economico codificatore ad albero del kit robot spesso si affida a magneti specializzati e sensori ad effetto Hall.
Puoi costruire la tua casa a buon mercato con l'infrastruttura
a luci rosse, puoi riciclare il codificatore ottico dal vecchio hardware in un modo molto accurato, ma voglio che il mio codificatore sia più vicino di così. Sì!
Questo è ciò di cui hai bisogno!
Questi materiali sono i materiali per il tutorial sulla ruota in metallo utilizzato in questo tutorial.
È inoltre necessario quanto segue: questo è il caso dello stesso encoder!
Quando spiegherò come utilizzare effettivamente questa cosa, introdurrò il cablaggio nel prossimo tutorial.
Ti consigliamo di lucidare i cerchi prima di iniziare il tutorial sulle ruote di metallo.
Questo è in realtà un passo molto importante e ci vorrà del tempo per farlo bene.
Anche i cappucci come quello Snapple che sto utilizzando hanno un sottile strato di vernice trasparente per prevenire la ruggine.
Visualizza la seconda immagine in questo passaggio.
Riesci a vedere quanto è profonda l'area che lucido?
Non vuoi lucidare finché l'intero bordo non sarà lucidato bene in questo modo.
Suggerisco di caricare un video su YouTube e di prendersi del tempo per rifinirlo attentamente.
Dopodiché, usa le ruote di metallo del mio tutorial sui robot economici per realizzare le tue ruote!
In questo tutorial, non preoccuparti di attaccare le ruote completate all'albero motore, perché apporteremo ulteriori modifiche alle ruote prima di finire.
Esistono due modi per tagliare il nastro per questo passaggio.
Il mio metodo preferito è mettere un piccolo pezzo di nastro adesivo sul tagliere e utilizzare
i pezzi da taglio x-Acto.
Se non sei soddisfatto (
o i tuoi genitori non ti permettono di usare un coltello)
puoi tagliare i pezzi con le forbici.
La lunghezza di ciascun nastro dovrebbe essere solo circa 1/1/4 (
6 mm se si utilizza un sistema di unità più ragionevole).
Tagliane tre o quattro.
Ne preferisco quattro, ma è un po' difficile metterli tutti sulle ruote.
Per questo passaggio, la lunghezza di ciascun pezzo non è importante quanto la larghezza, che dovrebbe corrispondere alla larghezza del nastro che stai utilizzando.
Questo è positivo perché significa che la larghezza di ciascun nastro dovrebbe essere esattamente la stessa.
Una volta ottenuto il nastro, fai attenzione ad attaccarli al bordo della ruota.
Prova a posizionarli in modo uniforme, ma non importa, così puoi guardarlo direttamente.
È importante assicurarsi che tra ciascun nastro sia presente un grosso pezzo di metallo nudo.
Ciò garantirà il contatto del nostro sensore encoder con la ruota conduttiva tra il nastro.
È anche importante assicurarsi che il nastro sia abbastanza dritto.
Questo perché il nostro codificatore misura la larghezza di ciascuna barra. (
Ecco perché è importante che abbiano la stessa larghezza.)
Questo è probabilmente il passaggio più noioso dell'intero processo.
Se sei giovane, potresti chiedere a un adulto di farlo per te poiché richiede un'ottima destrezza manuale.
Se vuoi davvero farlo da solo, prenditi il ​​tempo per fare attenzione.
So che per poter compiere questo passo nel modo giusto, ho sperimentato io stesso alcune primavere.
Fai scorrere la ruota sul motore e usala per capire quanto deve essere alta la molla di contatto (
come nella prima immagine). (
Vorrei sottolineare che nella prima immagine di questo passaggio, in realtà non ho compresso la molla con il dito.
La sto solo tenendo in modo da poter vedere bene le molle che sono collegate alle ruote.)
Visualizza la seconda immagine in questo passaggio.
Vedi un leggero angolo acuto sulla mia molla?
Il mio obiettivo è assicurarmi che la molla sia leggermente piegata verso il basso per raggiungere il bordo della ruota.
Inoltre, mi assicuro che la molla sia leggermente piegata troppo in modo che la punta venga premuta delicatamente sul bordo della ruota.
Ciò significa che la molla sarà sempre in contatto con la ruota (
anche se il foro che ho colpito è caduto un po' prima del centro).
Una volta che sai dove piegare la molla, piegala lì con una pinza.
Potresti voler ottenere la piegatura esatta di questa parte con due pinze.
Far scorrere un'estremità di un filo nella parte inferiore della molla di contatto.
Per fare ciò, fai scorrere il filo tra le due spire della molla e ruotalo finché non viene inserito tra le spire piatte all'estremità della molla.
Se lo fai bene, la molla stessa trattiene il filo quando lo saldi.
Ho trovato la saldatura qui molto calda.
Se li hai, puoi usarlo anche per saldare i perni della testa all'altra estremità del filo.
Devo farlo perché ho usato fili intrecciati troppo spessi per adattarsi perfettamente alla mia breadboard.
Infine ho incollato l'altro dei due fili direttamente sulla carcassa metallica del motore.
Questo è importante perché l'alloggiamento del motore è collegato elettricamente all'albero in metallo e anche l'albero in metallo sarà collegato alla nostra ruota in metallo!
Allo stesso tempo, la ruota, l'albero e l'alloggiamento sono isolati dall'interno dei meccanismi del motore.
Ciò significa che il nostro alloggiamento del motore ci fornisce un collegamento fisso e costante alla ruota metallica!
Innanzitutto, metti un nastro isolante sull'alloggiamento del motore.
Abbiamo semplicemente collegato un filo direttamente all'alloggiamento, quindi volevamo isolare la molla di contatto dal circuito.
In questo modo il collegamento sarà completato solo se la molla tocca una parte metallica nuda della ruota.
Vedi come funziona il nostro programmatore adesso?
Prima di incollare qualsiasi cosa, vogliamo sapere dove sta andando la nostra primavera.
Fai scorrere la ruota sul nostro motore e mantieni la molla di contatto in posizione.
Nota che nella seconda immagine, come entra in contatto la punta della molla con la ruota al centro del nastro?
Ricorda dove andrà la parte inferiore della molla di contatto perché poi vorrai rimetterla lì.
Rimuovi la ruota perché il prossimo passo avverrà presto e non vogliamo che ci sia d'intralcio.
Applicare molta colla sull'alloggiamento del motore (sopra la sezione nastrata).
Quindi, utilizzare un paio di pinze per bloccare il filo collegato alla base della molla di contatto (come mostrato nella Figura 3).
Posizionare saldamente la molla di contatto nel punto di colla.
Rimani stabile quando si raffredda.
Dopo che la colla si è raffreddata, far scorrere indietro la ruota e controllare nuovamente il punto di contatto della molla.
Come puoi vedere nella Figura 4, per mia comodità, il mio è un po' troppo vicino al bordo del nastro, quindi ho apportato una piccola regolazione alla molla allungandola. (
Se la molla non mantiene il contatto con il bordo della ruota, puoi anche piegarla leggermente con una pinza.)
Fai molta attenzione se lo fai perché non vuoi rovinare la molla e dover ricominciare da capo!
Una volta che sei soddisfatto del modo in cui la molla tocca la ruota, prova a collegare il motore alla batteria.
In questo modo puoi vedere la ruota che gira sotto la molla.
Tieni d'occhio la punta della molla e assicurati che tocchi sempre il nastro durante il passaggio.
Questo è l'encoder che abbiamo finito!
Come avrai intuito, è fondamentalmente come un interruttore.
Quando la ruota gira, il nastro interrompe la connessione tra i nostri due fili, ed è quello che sentiremo.
Poiché sappiamo che la lunghezza di ciascun nastro è esattamente la stessa, possiamo misurare il tempo di rottura di ciascun nastro, che ci dice la velocità del nostro motore! Pulito vero?
Ma non abbiamo ancora finito.
Successivamente, presenterò come controllare la velocità del motore utilizzando un semplice PID.
Dal momento che questo viene fatto con qualcosa che puoi trovare in giro per casa, non possiamo semplicemente usarlo e aspettarci che funzioni perfettamente subito.
Dobbiamo applicare un po' di elaborazione del segnale, simile a quello che ho introdotto nel tutorial debinginterrupt.
Questa è la mia prima volta in gara quindi spero che prenderete in considerazione di votare per me!
Questa è anche la prima parte di un paio di documenti per completare questo progetto, quindi leggi il mio tutorial PID quando esce!
Grazie mille, spero che ti sia piaciuto!