Controladores de velocidade para robôs baratos, parte 1: codificadores de eixo

Você pode me dizer por que estou empolgado com este projeto?
Você sabe como isso é legal?
\ 'Não Jay, \' Eu posso ouvir você dizer, eu suspiro quando você se fortalece por outra explicação animada.
'Por que você não se explica para nós?
\' Bem, deixe -me se levantar e me acalmar.
Eu tive a idéia deste projeto durante a maior parte do ano e tenho trabalhado ativamente, a partir de agosto.
Tudo o que publiquei recentemente, rodas de metal, interrupções externas e meus dois tutoriais de desmembramento são todos pesquisas que eu preparei para este projeto!
Além disso, felizmente, algumas das partidas estão abertas e são perfeitas para este projeto!
Portanto, este não é apenas o resultado de alguns meses de trabalho, mas também a primeira vez que envio o jogo!
Então, se você gosta deste tutorial, ou se é fã da série Robot Cheap, considere votar para mim!
Claro, é muito menos legal do que o próprio projeto!
O codificador do eixo e o controlador de velocidade são coisas complexas para construir uma do zero (
para não mencionar suprimentos artesanais),
mas garanto que podemos simplificar as coisas!
Vamos começar!
Para obter mais instruções sobre como fazer robôs baratos, consulte a linha de robôs baratos!
Para mais coisas que faço, você pode verificar minha página de perfil!
Para obter mais informações sobre o Digilent ou Digilent Makerspace, consulte o blog Digilent!
A resposta simples é que eles são um sensor que você pode usar para julgar a velocidade na qual a roda do robô gira.
Quando o motor ou a roda gira, o codificador envia pulsos de sinal alto e baixo para o seu robô.
Esses pulsos se tornarão mais rápidos ou mais lentos, dependendo da velocidade com que o motor gira.
Ao cronometrar o pulso, seu robô sabe o quão rápido o motor gira sem ter que adivinhar!
Isso é muito importante se você deseja executar ações muito precisas e é usado em todos os lugares.
De fato, a maioria dos motores da sua impressora em casa possui um codificador do eixo.
O problema é que eles não são baratos!
Para realizar essa medição precisa, o codificador do eixo geralmente deve ser fabricado com muita precisão.
Até o codificador de eixo barato do kit de robô geralmente depende de ímãs especializados e sensores de efeito de salão.
Você pode construir sua própria casa barata com
a luz vermelha da infraestrutura, você pode reciclar o codificador óptico do hardware antigo de uma maneira muito interessante, mas quero que meu codificador esteja mais próximo do que isso. Sim!
Isso é o que você precisa!
Esses suprimentos são os suprimentos para o tutorial de roda de metal usada neste tutorial.
Você também precisa do seguinte: Este é o caso do próprio codificador do eixo!
Quando explico como realmente usar essa coisa, apresentarei a fiação no próximo tutorial.
Você vai querer polir suas jantes antes de iniciar o tutorial de roda de metal.
Este é realmente um passo muito importante e levará um tempo para fazê -lo bem.
Mesmo as tampas como a tampa do Snapple, eu estou usando uma fina camada de tinta clara para evitar a ferrugem.
Veja a segunda foto nesta etapa.
Você pode ver a profundidade da área que eu polir?
Você não quer polir até que toda a borda seja bem polida assim.
Eu sugiro fazer um vídeo no YouTube e levar algum tempo para poli -lo com cuidado.
Depois disso, use as rodas de metal do meu tutorial de robô barato para fazer suas rodas!
Neste tutorial, não se preocupe em enfiar as rodas concluídas no eixo do motor, porque faremos mais alterações nas rodas antes de terminarmos.
Existem duas maneiras de cortar a fita para esta etapa.
Meu método preferido é colocar um pequeno pedaço de fita na minha tábua e usar
peças de corte x-Acto.
Se você não estiver satisfeito com isso (
ou seus pais não deixarão você usar uma faca),
você pode cortar as peças com tesoura.
O comprimento de cada fita deve ser de apenas 1/1/4 (
6mm se você estiver usando um sistema unitário mais razoável).
Corte três ou quatro.
Eu prefiro quatro, mas é um pouco difícil colocá -los todos nas minhas rodas.
Para esta etapa, o comprimento de cada peça não é tão importante quanto a largura, e a largura deve ser a largura de qualquer fita que você esteja usando.
Isso é bom porque significa que a largura de cada fita deve ser exatamente a mesma.
Depois de ter a fita, tenha cuidado para enfiá -las na borda da roda.
Tente colocá -los uniformemente, mas isso não importa, para que você possa olhar diretamente.
É importante garantir que haja um grande pedaço de metal nu entre cada fita.
Isso garantirá o contato do nosso sensor do codificador com a roda condutora entre a fita.
Também é importante garantir que sua fita seja bastante reta.
Isso ocorre porque nosso codificador mede a largura de cada barra. (
É por isso que é importante que eles tenham a mesma largura.)
Este é provavelmente o passo mais tedioso em todo o processo.
Se você é jovem, pode querer que um adulto faça isso por você, pois requer uma destreza manual muito boa.
Se você realmente quer fazer isso sozinho, reserve um tempo para ter cuidado.
Sei que, para fazer essa etapa certa, experimentei algumas fontes.
Deslize a roda no motor e use -o para entender o quão alto a mola de contato deve ser (
como a primeira foto). (
Gostaria de ressaltar que, na primeira foto desta etapa, na verdade não comprava a mola com o dedo.
Estou apenas segurando -a para que você possa ver as molas relacionadas às rodas bem.)
Veja a segunda foto nesta etapa.
Você vê um leve ângulo afiado na minha primavera?
Meu objetivo é garantir que a mola esteja ligeiramente dobrada para chegar à borda da roda.
Além disso, certifico -me de que minha mola esteja ligeiramente dobrada demais para que a ponta seja pressionada suavemente na borda da roda.
Isso significa que a primavera sempre estará em contato com a roda (
mesmo que o buraco que eu bata caiu um pouco de beforeCenter).
Depois de saber onde dobrar a primavera, incline -se lá com um alicate.
Você pode querer obter a flexão exata desta parte com dois alicates.
Deslize uma extremidade de um fio na parte inferior da mola de contato.
Para fazer isso, deslize o fio entre as duas bobinas da mola e gire até que ele esteja imprensado entre as bobinas planas no final da mola.
Se você fizer certo, a mola segura seu fio quando você o solda.
Eu achei a solda aqui muito quente.
Se você os tiver, também pode usá -lo para soldar os pinos da cabeça na outra extremidade do fio.
Preciso fazer isso porque usei fios torcidos muito grossos para encaixar perfeitamente na minha placa de ensaio.
Finalmente, colei o outro dos dois fios diretamente no alojamento de metal do motor.
Isso é importante porque o alojamento do motor está eletricamente conectado ao eixo de metal e o eixo de metal também será conectado à nossa roda de metal!
Ao mesmo tempo, a roda, o eixo e o alojamento são isolados do interior dos trabalhos de motor.
Isso significa que nossa carcaça ao motor nos fornece uma conexão fixa e constante com a roda de metal!
Primeiro, coloque uma fita isolante na carcaça do motor.
Acabamos de conectar um fio diretamente ao alojamento, por isso queríamos isolar nossa mola de contato do circuito.
Dessa forma, a conexão só será concluída se a mola tocar uma parte nua da roda.
Veja como o nosso codificador funciona agora?
Antes de colar qualquer coisa, queremos saber para onde está indo nossa primavera.
Deslize a roda de volta para o nosso motor e mantenha a mola de contato no lugar.
Observe que, na segunda foto, como a ponta da mola entra em contato com a roda no meio da fita?
Lembre -se de onde irá a parte inferior da mola de contato porque, em seguida, você vai querer colocá -lo de volta lá.
Remova a roda porque a próxima etapa acontecerá em breve e não queremos que ela atrapalhe.
Aplique muita cola no alojamento do motor (sobre a seção gravada).
Em seguida, use um alicate para prender o fio conectado à base da mola de contato (como mostrado na Figura 3),
coloque a mola de contato firmemente no ponto de cola.
Fique estável quando esfriar.
Depois que a cola esfria, deslize a roda para trás e verifique o ponto de contato da mola novamente.
Como você pode ver na Figura 4, para o meu conforto, o meu está um pouco perto de uma borda da fita, então fiz um pequeno ajuste na mola esticando a mola. (
Se a mola não mantiver contato com a borda da roda, você também poderá dobrar a mola um pouco com alicate.)
Tenha muito cuidado se fizer isso porque não deseja estragar a mola e ter que começar do zero!
Depois de ficar satisfeito com a maneira como a mola tocar a roda, tente conectar o motor à bateria.
Dessa forma, você pode ver a roda girando sob a primavera.
Fique de olho na ponta da mola e verifique se ela sempre toca a fita ao passar.
Este é o codificador do eixo que terminamos!
Como você deve ter adivinhado, é basicamente um interruptor.
Quando a roda gira, a fita desconecta a conexão entre nossos dois fios, e é isso que vamos sentir.
Como sabemos que o comprimento de cada fita é exatamente o mesmo, podemos medir o tempo de interrupção de cada fita, o que nos diz a velocidade do nosso motor! Legal, certo?
Mas ainda não terminamos.
Em seguida, apresentarei como controlar a velocidade do motor usando PID simples.
Como isso é feito com algo fragmentado que você pode encontrar em casa, não podemos usá -lo e esperar que funcione perfeitamente imediatamente.
Precisamos aplicar algum processamento de sinal, semelhante ao que eu introduzi no tutorial de DebingInterrupt.
Esta é a minha primeira vez na corrida, então espero que você considere votar para mim!
Esta também é a primeira parte de um par de I Bles para concluir este projeto, então leia meu tutorial de PID quando for lançado!
Muito obrigado, espero que tenha gostado disso!