ตัวควบคุมความเร็วสำหรับหุ่นยนต์ราคาถูก ตอนที่ 1: ตัวเข้ารหัสเพลา

คุณบอกฉันได้ไหมว่าทำไมฉันถึงตื่นเต้นกับโครงการนี้
คุณรู้ไหมว่ามันเจ๋งแค่ไหน?
\'ไม่ เจย์\' ฉันได้ยินคุณพูด ฉันถอนหายใจเมื่อคุณเสริมกำลังตัวเองเพื่อฟังคำอธิบายที่น่าตื่นเต้นอีกครั้ง
\'ทำไมไม่อธิบายให้เราฟังล่ะ
\'เอาล่ะ ให้ฉันยืนขึ้นและใจเย็นก่อน
ฉันมีแนวคิดเกี่ยวกับโครงการนี้มาเกือบทั้งปี และฉันก็ทำงานอย่างแข็งขันโดยเริ่มตั้งแต่เดือนสิงหาคม
ทุกสิ่งที่ฉันโพสต์เมื่อเร็ว ๆ นี้ ล้อโลหะ การขัดจังหวะจากภายนอก และบทช่วยสอนการลบล้างสองบทของฉันล้วนเป็นงานวิจัยที่ฉันเตรียมไว้สำหรับโปรเจ็กต์นี้!
ยิ่งไปกว่านั้น โชคดีที่บางแมตช์เปิดอยู่และเหมาะสำหรับโปรเจ็กต์นี้!
ดังนั้นนี่ไม่ใช่แค่ผลงานไม่กี่เดือนเท่านั้น แต่ยังเป็นครั้งแรกที่ฉันส่งเกมด้วย!
ดังนั้น หากคุณชอบบทช่วยสอนนี้ หรือหากคุณเป็นแฟนของซีรีส์โรบ็อตราคาถูก ลองโหวตให้ฉันสิ!
แน่นอนว่ามันเจ๋งน้อยกว่าตัวโครงการมาก!
ตัวเข้ารหัสเพลาและตัวควบคุมความเร็วเป็นสิ่งที่ซับซ้อนในการสร้างตั้งแต่เริ่มต้น (
ไม่ต้องพูดถึงอุปกรณ์งานฝีมือ)
แต่ฉันขอรับรองกับคุณว่าเราสามารถทำให้สิ่งที่เรียบง่ายได้!
เริ่มกันเลย!
หากต้องการคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสร้างหุ่นยนต์ราคาถูก โปรดดูกลุ่มผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์ราคาถูก!
สำหรับสิ่งที่ฉันทำเพิ่มเติม คุณสามารถตรวจสอบหน้าโปรไฟล์ของฉันได้!
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Digilent หรือ Digilent Makerspace โปรดดูบล็อก Digilent!
คำตอบง่ายๆ ก็คือ พวกมันเป็นเซ็นเซอร์ที่คุณสามารถใช้เพื่อตัดสินความเร็วที่ล้อของหุ่นยนต์หมุน
เมื่อมอเตอร์หรือล้อของคุณหมุน ตัวเข้ารหัสจะส่งสัญญาณพัลส์สูงและต่ำไปยังหุ่นยนต์ของคุณ
พัลส์เหล่านี้จะเร็วขึ้นหรือช้าลงขึ้นอยู่กับความเร็วที่มอเตอร์หมุน
ด้วยการจับเวลาชีพจร หุ่นยนต์ของคุณจะรู้ว่ามอเตอร์หมุนเร็วแค่ไหนโดยไม่ต้องเดา!
สิ่งนี้สำคัญมากหากคุณต้องการดำเนินการที่แม่นยำและมีการใช้ทุกที่
ในความเป็นจริง มอเตอร์ส่วนใหญ่ในเครื่องพิมพ์ที่บ้านของคุณมีตัวเข้ารหัสแบบเพลา
ปัญหาคือมันไม่ถูก!
เพื่อที่จะดำเนินการวัดที่แม่นยำนี้ โดยปกติแล้วตัวเข้ารหัสเพลาจะต้องได้รับการผลิตอย่างแม่นยำมาก
แม้แต่ตัวเข้ารหัสเพลาราคาถูกของชุดหุ่นยนต์ก็ยังต้องใช้แม่เหล็กพิเศษและเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์
คุณสามารถสร้างบ้านของคุณเองได้ในราคาถูกด้วยโครงสร้างพื้นฐาน
แสงสีแดง คุณสามารถรีไซเคิลตัวเข้ารหัสแสงจากฮาร์ดแวร์เก่าด้วยวิธีที่เรียบร้อยมาก แต่ฉันต้องการให้ตัวเข้ารหัสของฉันอยู่ใกล้กว่านั้น ใช่!
นี่คือสิ่งที่คุณต้องการ!
อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์สำหรับบทช่วยสอนเกี่ยวกับล้อโลหะที่ใช้ในบทช่วยสอนนี้
คุณต้องมีสิ่งต่อไปนี้ด้วย: นี่เป็นกรณีของตัวเข้ารหัสเพลาเอง!
เมื่อฉันอธิบายวิธีใช้งานสิ่งนี้จริง ฉันจะแนะนำการเดินสายไฟในบทช่วยสอนถัดไป
คุณจะต้องขัดขอบล้อก่อนที่จะเริ่มสอนการใช้ล้อโลหะ
นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากและต้องใช้เวลาสักพักจึงจะทำได้ดี
แม้แต่ฝาปิดอย่าง Snapple cap ที่ฉันใช้ก็มีสีใสบางๆ เพื่อป้องกันสนิม
ดูภาพที่สองในขั้นตอนนี้
คุณเห็นไหมว่าพื้นที่ที่ฉันขัดมันลึกแค่ไหน?
คุณคงไม่อยากขัดจนกว่าขอบทั้งหมดจะขัดอย่างดีแบบนี้
ฉันขอแนะนำให้ดึงวิดีโอบน YouTube และใช้เวลาขัดเกลามันอย่างระมัดระวัง
หลังจากนั้น ใช้ล้อโลหะของบทช่วยสอนหุ่นยนต์ราคาถูกของฉันเพื่อทำให้ล้อของคุณเสร็จเรียบร้อย!
ในบทช่วยสอนนี้ ไม่ต้องกังวลกับการติดล้อที่เสร็จแล้วเข้ากับเพลามอเตอร์ เนื่องจากเราจะทำการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมกับล้อก่อนที่จะเสร็จสิ้น
มีสองวิธีในการตัดเทปสำหรับขั้นตอนนี้
วิธีที่ฉันชอบคือติดเทปชิ้นเล็กๆ บนเขียงแล้วใช้
ชิ้นตัด x- Acto
หากคุณไม่พอใจสิ่งนี้ (
หรือพ่อแม่ของคุณไม่ยอมให้คุณใช้มีด)
คุณสามารถตัดชิ้นส่วนด้วยกรรไกร
ความยาวของแต่ละเทปควรอยู่ที่ประมาณ 1/1/4 เท่านั้น (
6 มม. หากคุณใช้ระบบยูนิตที่เหมาะสมกว่า)
ตัดสามหรือสี่
ฉันชอบสี่คัน แต่มันยากนิดหน่อยที่จะเอาทั้งหมดมาไว้บนล้อของฉัน
สำหรับขั้นตอนนี้ ความยาวของแต่ละชิ้นไม่สำคัญเท่ากับความกว้าง และความกว้างควรเท่ากับความกว้างของเทปที่คุณใช้
ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีเพราะหมายความว่าความกว้างของแต่ละเทปควรจะเท่ากันทุกประการ
เมื่อคุณได้เทปแล้ว ให้ระวังในการติดเทปไว้ที่ขอบล้อ
พยายามวางให้เท่าๆ กัน แต่ก็ไม่สำคัญ ดังนั้นคุณจึงสามารถดูได้โดยตรง
สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่ามีโลหะเปลือยชิ้นใหญ่อยู่ระหว่างแต่ละเทป
เพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์เข้ารหัสของเราสัมผัสกับวงล้อนำไฟฟ้าระหว่างเทป
สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าเทปของคุณค่อนข้างตรง
เนื่องจากตัวเข้ารหัสของเราวัดความกว้างของแต่ละแท่ง (
นั่นคือเหตุผลว่าทำไมการมีความกว้างเท่ากันจึงเป็นสิ่งสำคัญ )
นี่อาจเป็นขั้นตอนที่น่าเบื่อที่สุดในกระบวนการทั้งหมด
หากคุณยังเด็ก คุณอาจต้องการให้ผู้ใหญ่ทำเพื่อคุณ เนื่องจากต้องใช้ความชำนาญในการใช้มือเป็นอย่างดี
ถ้าอยากทำเองจริงๆก็ต้องใช้เวลาระมัดระวัง
ฉันรู้ว่าเพื่อที่จะทำขั้นตอนนี้ให้ถูกต้อง ฉันเองก็เคยประสบกับน้ำพุมาบ้างแล้ว
เลื่อนล้อของคุณไปที่มอเตอร์แล้วใช้เพื่อทำความเข้าใจว่าสปริงหน้าสัมผัสของคุณจะต้องสูงแค่ไหน (
เหมือนภาพแรก) (
ขอแจ้งให้ทราบว่าในภาพแรกของขั้นตอนนี้ จริงๆ แล้วผมไม่ได้บีบสปริงด้วยนิ้วนะครับ
ผมแค่จับไว้เพื่อให้คุณเห็นสปริงที่เกี่ยวข้องกับล้อได้ดี )
ดูภาพที่สองในขั้นตอนนี้
คุณเห็นมุมที่แหลมคมเล็กน้อยบนสปริงของฉันหรือไม่?
เป้าหมายของฉันคือต้องแน่ใจว่าสปริงงอเล็กน้อยเพื่อไปถึงขอบล้อ
นอกจากนี้ ฉันตรวจสอบให้แน่ใจว่าสปริงของฉันงอเล็กน้อยเกินไปจนปลายถูกกดเบา ๆ ที่ขอบล้อ
ซึ่งหมายความว่าสปริงจะสัมผัสกับล้อเสมอ (
แม้ว่ารูที่ฉันตีจะหลุดออกไปก่อนตรงกลางเล็กน้อยก็ตาม)
เมื่อคุณรู้ว่าต้องงอสปริงตรงไหนแล้ว ให้ใช้คีมงอตรงนั้น
คุณอาจต้องการให้ส่วนนี้โค้งงออย่างแม่นยำด้วยคีมสองตัว
เลื่อนปลายด้านหนึ่งของสายไฟไปที่ด้านล่างของสปริงหน้าสัมผัส
ในการดำเนินการนี้ ให้เลื่อนลวดเข้าไประหว่างขดสปริงทั้งสองขดแล้วหมุนจนประกบอยู่ระหว่างขดแบนที่ปลายสปริง
หากคุณทำถูกต้อง สปริงจะยึดลวดไว้เมื่อคุณเชื่อม
ฉันพบว่าบัดกรีที่นี่ร้อนมาก
หากคุณมีคุณสามารถใช้มันเพื่อเชื่อมหมุดหัวที่ปลายอีกด้านของเส้นลวดได้
ฉันต้องทำสิ่งนี้เพราะฉันใช้สายบิดหนาเกินไปเพื่อให้พอดีกับเขียงหั่นขนมของฉัน
สุดท้าย ฉันติดกาวอีกเส้นหนึ่งของสายไฟทั้งสองเส้นเข้ากับโครงโลหะของมอเตอร์โดยตรง
นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากตัวเรือนมอเตอร์เชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับเพลาโลหะ และเพลาโลหะก็จะเชื่อมต่อกับล้อโลหะของเราด้วย!
ในเวลาเดียวกัน ล้อ เพลา และตัวเรือนจะถูกหุ้มฉนวนจากด้านในของมอเตอร์
ซึ่งหมายความว่าโครงมอเตอร์ของเราเชื่อมต่อกับล้อโลหะได้คงที่และสม่ำเสมอ!
ขั้นแรก ให้ติดเทปฉนวนไว้บนโครงมอเตอร์ของคุณ
เราเพิ่งต่อสายไฟเข้ากับตัวเครื่องโดยตรง ดังนั้นเราจึงต้องการแยกสปริงหน้าสัมผัสของเราออกจากวงจร
ด้วยวิธีนี้ การเชื่อมต่อจะเสร็จสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อสปริงสัมผัสกับส่วนโลหะเปลือยของล้อเท่านั้น
ดูว่าผู้เขียนโค้ดของเราทำงานอย่างไรตอนนี้?
ก่อนที่เราจะติดกาวอะไร เราต้องการทราบว่าสปริงของเราจะไปถึงไหนแล้ว
เลื่อนล้อกลับไปที่มอเตอร์ของเรา และเพียงให้สปริงหน้าสัมผัสอยู่กับที่
โปรดทราบว่าในภาพที่สอง ปลายสปริงไปสัมผัสกับล้อที่อยู่ตรงกลางเทปได้อย่างไร
จำไว้ว่าด้านล่างของสปริงหน้าสัมผัสจะไปอยู่ที่ไหน เพราะต่อไปคุณจะต้องใส่กลับเข้าไปตรงนั้น
ถอดวงล้อออกเพราะขั้นตอนต่อไปจะเกิดขึ้นเร็วๆ นี้ และเราไม่อยากให้มันมาขวางทางเรา
ทากาวจำนวนมากบนตัวเครื่องมอเตอร์ (เหนือส่วนที่ติดเทปไว้)
จากนั้นใช้คีมหนีบสายไฟที่เชื่อมต่อกับฐานสปริงหน้าสัมผัส (ดังแสดงในรูปที่ 3)
วางสปริงหน้าสัมผัสให้แน่นในจุดกาว
รักษาเสถียรภาพเมื่อเย็นลง
หลังจากที่กาวเย็นตัวลง ให้เลื่อนล้อกลับไปและตรวจสอบจุดสัมผัสสปริงอีกครั้ง
ดังที่คุณเห็นในรูปที่ 4 เพื่อความสะดวกของฉัน ของฉันอยู่ใกล้กับขอบเทปมากเกินไปเล็กน้อย ดังนั้นฉันจึงปรับสปริงเล็กน้อยโดยการยืดสปริง (
หากสปริงไม่สัมผัสกับขอบล้อ คุณสามารถใช้คีมงอสปริงเล็กน้อยได้ )
โปรดใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งหากคุณทำเช่นนี้ เพราะคุณไม่ต้องการทำให้สปริงเสียและต้องเริ่มต้นใหม่!
เมื่อคุณพอใจกับวิธีที่สปริงสัมผัสกับล้อแล้ว ให้ลองเชื่อมต่อมอเตอร์เข้ากับแบตเตอรี่
ด้วยวิธีนี้คุณจะเห็นล้อหมุนอยู่ใต้สปริง
จับตาดูปลายสปริงและตรวจสอบให้แน่ใจว่าปลายสปริงสัมผัสกับเทปเสมอเมื่อเดินผ่าน
นี่คือตัวเข้ารหัสเพลาที่เราทำเสร็จแล้ว!
อย่างที่คุณอาจเดาได้ โดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกับสวิตช์
เมื่อล้อหมุน เทปจะตัดการเชื่อมต่อระหว่างสายไฟทั้งสองของเรา และนั่นคือสิ่งที่เราจะรู้สึก
เนื่องจากเรารู้ว่าความยาวของเทปแต่ละเส้นเท่ากันทุกประการ เราจึงสามารถวัดเวลาการแตกหักของแต่ละเทปได้ ซึ่งบอกความเร็วของมอเตอร์ให้เราทราบ! เรียบร้อยใช่ไหม?
แต่เรายังไม่เสร็จ
ต่อไป ผมจะแนะนำวิธีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์โดยใช้ PID อย่างง่าย
เนื่องจากวิธีนี้ต้องอาศัยชิ้นส่วนเล็กๆ น้อยๆ ที่คุณสามารถหาได้รอบๆ บ้าน เราจึงไม่สามารถใช้มันและคาดหวังว่ามันจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบในทันที
เราจำเป็นต้องใช้การประมวลผลสัญญาณบางอย่าง คล้ายกับที่ผมแนะนำในบทช่วยสอน debinginterrupt
นี่เป็นครั้งแรกของฉันในการแข่งขัน ดังนั้นฉันหวังว่าคุณจะพิจารณาลงคะแนนให้ฉัน!
นี่เป็นส่วนแรกของคู่ของฉันที่จะทำให้โปรเจ็กต์นี้เสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นโปรดอ่านบทช่วยสอน PID ของฉันเมื่อมันออกมา!
ขอบคุณมาก ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับสิ่งนี้!