bộ điều khiển tốc độ cho robot giá rẻ, phần 1: bộ mã hóa trục

Bạn có thể cho tôi biết lý do tại sao tôi lại hào hứng với dự án này không?
Bạn có biết điều này tuyệt vời thế nào không?
\'Không Jay,\' Tôi có thể nghe thấy bạn nói, tôi thở dài khi bạn tiếp thêm sức mạnh cho một lời giải thích thú vị khác.
\'Sao bạn không giải thích cho chúng tôi hiểu?
\'Thôi, để tôi đứng dậy và bình tĩnh lại.
Tôi đã có ý tưởng về dự án này gần như cả năm và tôi đã làm việc tích cực, bắt đầu từ tháng 8.
Mọi thứ tôi đã đăng gần đây, bánh xe kim loại, các gián đoạn bên ngoài và hai hướng dẫn gỡ lỗi của tôi đều là nghiên cứu mà tôi đã chuẩn bị cho dự án này!
Trên hết, may mắn thay một số trận đấu đã được mở và hoàn hảo cho dự án này!
Vì vậy, đây không chỉ là kết quả của vài tháng làm việc mà còn là lần đầu tiên tôi gửi game!
Vì vậy, nếu bạn thích hướng dẫn này hoặc nếu bạn là fan của dòng robot giá rẻ, hãy cân nhắc bỏ phiếu cho tôi!
Tất nhiên, nó kém thú vị hơn nhiều so với bản thân dự án!
Bộ mã hóa trục và bộ điều khiển tốc độ là những thứ phức tạp để xây dựng từ đầu (
Chưa kể đến vật tư thủ công)
Nhưng tôi đảm bảo với bạn rằng chúng tôi có thể làm mọi thứ trở nên đơn giản!
Hãy bắt đầu!
Để biết thêm hướng dẫn về cách chế tạo rô-bốt giá rẻ, hãy xem dòng sản phẩm rô-bốt giá rẻ!
Để biết thêm những việc tôi làm, bạn có thể kiểm tra trang hồ sơ của tôi!
Để biết thêm thông tin về Digilent hoặc Digilent Makerspace, hãy xem blog Digilent!
Câu trả lời đơn giản là chúng là một cảm biến mà bạn có thể sử dụng để đánh giá tốc độ quay của bánh xe robot.
Khi động cơ hoặc bánh xe của bạn quay, bộ mã hóa sẽ gửi các xung tín hiệu cao và thấp đến robot của bạn.
Các xung này sẽ nhanh hơn hoặc chậm hơn tùy thuộc vào tốc độ quay của động cơ.
Bằng cách định giờ xung, rô-bốt của bạn biết động cơ quay nhanh như thế nào mà không cần phải đoán!
Điều này rất quan trọng nếu bạn muốn thực hiện những hành động rất chính xác và nó được sử dụng ở mọi nơi.
Trên thực tế, hầu hết các động cơ trong máy in ở nhà đều có bộ mã hóa trục.
Vấn đề là chúng không hề rẻ!
Để thực hiện phép đo chính xác này, bộ mã hóa trục thường phải được sản xuất rất chính xác.
Ngay cả bộ mã hóa trục giá rẻ của bộ robot cũng thường dựa vào nam châm chuyên dụng và cảm biến hiệu ứng Hall.
Bạn có thể xây dựng ngôi nhà của riêng mình với cơ sở hạ tầng
Đèn đỏ, bạn có thể tái chế bộ mã hóa quang học từ phần cứng cũ theo một cách rất gọn gàng, nhưng tôi muốn bộ mã hóa của mình ở gần hơn thế. Chuẩn rồi!
Đây là những gì bạn cần!
Những vật tư này là vật tư cho hướng dẫn về bánh xe kim loại được sử dụng trong hướng dẫn này.
Bạn cũng cần những thứ sau: đây là trường hợp của chính bộ mã hóa trục!
Khi tôi giải thích cách thực sự sử dụng thứ này, tôi sẽ giới thiệu cách nối dây trong phần hướng dẫn tiếp theo.
Bạn sẽ muốn đánh bóng vành của chúng trước khi bắt đầu hướng dẫn về bánh xe kim loại.
Đây thực sự là một bước rất quan trọng và sẽ mất một thời gian để thực hiện tốt.
Ngay cả những chiếc mũ như nắp Snapple mà tôi đang sử dụng cũng được phủ một lớp sơn mỏng trong suốt để chống rỉ sét.
Xem hình ảnh thứ hai trong bước này.
Bạn có thể thấy khu vực tôi đánh bóng sâu đến mức nào không?
Bạn không muốn đánh bóng cho đến khi toàn bộ cạnh được đánh bóng tốt như thế này.
Tôi khuyên bạn nên tải một video lên YouTube và dành chút thời gian để trau chuốt nó một cách cẩn thận.
Sau đó, hãy sử dụng bánh xe kim loại trong hướng dẫn robot giá rẻ của tôi để hoàn thành bánh xe của bạn!
Trong hướng dẫn này, đừng lo lắng về việc dán các bánh xe đã hoàn thiện vào trục động cơ, vì chúng tôi sẽ thực hiện nhiều thay đổi hơn đối với các bánh xe trước khi hoàn thành.
Có hai cách để cắt băng cho bước này.
Phương pháp ưa thích của tôi là dán một miếng băng dính nhỏ lên thớt và sử dụng
miếng cắt x-Acto.
Nếu bạn không hài lòng với điều này (
Hoặc bố mẹ bạn không cho bạn dùng dao)
Bạn có thể cắt các miếng bằng kéo.
Độ dài của mỗi băng chỉ nên vào khoảng 1/1/4 (
6 mm nếu bạn đang sử dụng hệ thống đơn vị hợp lý hơn).
Cắt ba hoặc bốn.
Tôi thích bốn chiếc hơn, nhưng hơi khó để đặt tất cả chúng lên bánh xe của tôi.
Đối với bước này, chiều dài của mỗi miếng không quan trọng bằng chiều rộng và chiều rộng phải là chiều rộng của bất kỳ loại băng nào bạn đang sử dụng.
Điều này tốt vì nó có nghĩa là chiều rộng của mỗi băng phải giống hệt nhau.
Khi bạn đã có băng dính, hãy cẩn thận dán chúng vào mép bánh xe.
Cố gắng đặt chúng đều nhau nhưng không sao cả, bạn có thể nhìn thẳng vào.
Điều quan trọng là phải đảm bảo có một miếng kim loại trần lớn giữa mỗi băng.
Điều này sẽ đảm bảo sự tiếp xúc của cảm biến mã hóa của chúng tôi với bánh xe dẫn điện giữa băng.
Điều quan trọng nữa là đảm bảo băng của bạn khá thẳng.
Điều này là do bộ mã hóa của chúng tôi đo chiều rộng của mỗi thanh. (
Đó là lý do tại sao điều quan trọng là chúng có cùng chiều rộng.)
Đây có lẽ là bước tẻ nhạt nhất trong toàn bộ quá trình.
Nếu bạn còn trẻ, bạn có thể muốn người lớn làm việc đó cho bạn vì nó đòi hỏi sự khéo léo của đôi tay rất tốt.
Nếu bạn thực sự muốn tự mình làm điều đó, hãy dành thời gian cẩn thận.
Tôi biết rằng để thực hiện được bước đi này đúng đắn, bản thân tôi đã trải qua một vài lò xo.
Trượt bánh xe của bạn lên động cơ và sử dụng nó để hiểu lò xo tiếp xúc của bạn phải cao bao nhiêu (
Giống như hình ảnh đầu tiên). (
Tôi muốn chỉ ra rằng trong hình ảnh đầu tiên của bước này, tôi thực sự không nén lò xo bằng ngón tay.
Tôi chỉ cầm nó để bạn có thể nhìn rõ các lò xo có liên quan đến bánh xe.)
Xem hình ảnh thứ hai trong bước này.
Bạn có thấy một góc nhọn trên lò xo của tôi không?
Mục tiêu của tôi là đảm bảo lò xo hơi cong xuống để chạm tới mép bánh xe.
Ngoài ra, tôi đảm bảo lò xo của tôi hơi cong quá xa để đầu lò xo được ấn nhẹ vào mép bánh xe.
Điều này có nghĩa là lò xo sẽ ​​luôn tiếp xúc với bánh xe (
Ngay cả khi lỗ tôi va vào rơi ra trước tâm một chút).
Một khi bạn biết nơi để uốn lò xo, hãy uốn cong ở đó bằng kìm.
Bạn có thể muốn uốn chính xác phần này bằng hai chiếc kìm.
Trượt một đầu dây vào đáy lò xo tiếp xúc.
Để làm điều này, trượt dây vào giữa hai cuộn dây của lò xo và xoay cho đến khi nó được kẹp giữa các cuộn dây phẳng ở cuối lò xo.
Nếu bạn làm đúng, lò xo sẽ ​​giữ dây của bạn khi bạn hàn nó.
Tôi thấy mối hàn ở đây rất nóng.
Nếu có, bạn cũng có thể dùng nó để hàn các chốt đầu ở đầu dây bên kia.
Tôi cần phải làm điều này vì tôi đã sử dụng những sợi dây xoắn quá dày để có thể nhét gọn vào bảng mạch của mình.
Cuối cùng, tôi dán trực tiếp sợi dây còn lại vào vỏ kim loại của động cơ.
Điều này rất quan trọng vì vỏ động cơ được kết nối điện với trục kim loại và trục kim loại cũng sẽ được kết nối với bánh xe kim loại của chúng ta!
Đồng thời, bánh xe, trục và vỏ được cách nhiệt từ bên trong động cơ.
Điều này có nghĩa là vỏ động cơ của chúng tôi cung cấp cho chúng tôi một kết nối cố định và liên tục với bánh xe kim loại!
Đầu tiên, hãy dán băng cách điện lên vỏ động cơ của bạn.
Chúng tôi chỉ kết nối một dây trực tiếp với vỏ, vì vậy chúng tôi muốn cách ly lò xo tiếp điểm khỏi mạch điện.
Bằng cách này, việc kết nối sẽ chỉ được hoàn thành nếu lò xo chạm vào phần kim loại trần của bánh xe.
Xem cách lập trình viên của chúng tôi hoạt động bây giờ?
Trước khi dán bất cứ thứ gì, chúng tôi muốn biết mùa xuân của chúng tôi sẽ đi về đâu.
Trượt bánh xe trở lại động cơ của chúng ta và chỉ cần giữ lò xo tiếp xúc tại chỗ.
Lưu ý rằng trong hình thứ hai, đầu lò xo tiếp xúc với bánh xe ở giữa băng như thế nào?
Hãy nhớ phần dưới cùng của lò xo tiếp xúc sẽ đi đến đâu vì tiếp theo bạn sẽ muốn đặt nó trở lại đó.
Hãy tháo bánh xe ra vì bước tiếp theo sẽ sớm diễn ra và chúng ta không muốn nó cản đường mình.
Bôi nhiều keo vào vỏ động cơ (trên phần được dán băng dính).
Sau đó, dùng kìm kẹp chặt dây nối với đế lò xo tiếp điểm (Như hình 3)
Đặt chắc chắn lò xo tiếp xúc vào chỗ dán keo.
Giữ ổn định khi nó nguội đi.
Sau khi keo nguội, trượt bánh xe về phía sau và kiểm tra lại điểm tiếp xúc của lò xo.
Như bạn có thể thấy trong Hình 4, để tôi thoải mái, phần của tôi hơi gần với mép của băng, vì vậy tôi đã thực hiện một điều chỉnh nhỏ đối với lò xo bằng cách kéo căng lò xo. (
Nếu lò xo không tiếp xúc với mép bánh xe, bạn cũng có thể dùng kìm uốn nhẹ lò xo.)
Hãy hết sức cẩn thận nếu làm điều này vì bạn không muốn làm hỏng lò xo và phải bắt đầu lại từ đầu!
Khi bạn đã hài lòng với cách lò xo chạm vào bánh xe, hãy thử kết nối động cơ với pin.
Bằng cách này bạn có thể nhìn thấy bánh xe quay dưới lò xo.
Để ý đến đầu lò xo và đảm bảo nó luôn chạm vào băng khi đi qua.
Đây là bộ mã hóa trục chúng tôi đã hoàn thành!
Như bạn có thể đoán, về cơ bản nó giống như một công tắc.
Khi bánh xe quay, sợi dây sẽ ngắt kết nối giữa hai sợi dây của chúng ta và đó là điều chúng ta sẽ cảm nhận được.
Bởi vì chúng ta biết rằng chiều dài của mỗi cuộn băng là hoàn toàn giống nhau nên chúng ta có thể đo thời gian đứt của mỗi cuộn băng, điều này cho chúng ta biết tốc độ của động cơ! Gọn gàng phải không?
Nhưng chúng ta vẫn chưa xong đâu.
Tiếp theo tôi sẽ giới thiệu cách điều khiển tốc độ động cơ bằng bộ PID đơn giản.
Vì việc này được thực hiện bằng những thứ từng phần mà bạn có thể tìm thấy xung quanh nhà nên chúng ta không thể chỉ sử dụng nó và mong đợi nó hoạt động hoàn hảo ngay lập tức.
Chúng ta cần áp dụng một số xử lý tín hiệu, tương tự như những gì tôi đã giới thiệu trong hướng dẫn gỡ lỗi ngắt.
Đây là lần đầu tiên tôi tham gia cuộc đua nên mong các bạn cân nhắc bỏ phiếu cho tôi nhé!
Đây cũng là phần đầu tiên tôi mong muốn hoàn thành dự án này, vì vậy vui lòng đọc hướng dẫn PID của tôi khi nó ra mắt!
Cảm ơn bạn rất nhiều, tôi hy vọng bạn thích điều này!