يعد استخدام التعليقات لضمان حركات دقيقة مفتاحًا في أي مشروع أتمتة من المصاعد الروبوتية إلى المصاعد التلفزيونية. يسمح التنفيذ السليم للتعليقات بالتحكم الدقيق في الحلقة المغلقة الخاصة بك المحرك الخطي؛ لم تعد بحاجة إلى التحقق يدويًا من أن المشغل الخطي يذهب إلى الوضع الصحيح. نظرًا لأن المشغلات الخطية تستخدم عادةً لنقل كائن من موقع إلى آخر ، فإن أهم ردود الفعل لتلقيها من المشغل الخاص بك هي موقعه. المشغلات الخطية التي لديها ملاحظات موضعية عادة ما تقيس الموضع باستخدام أحد المستشعرات الثلاثة المختلفة ؛ أجهزة قياس الجهد ، وأجهزة استشعار تأثير القاعة ، وأجهزة الاستشعار البصرية.
مقاييس الجهد
مقاييس الجهد هي مقاومات متغيرة عند استخدامها في المحركات الخطية ، تتغير مقاومتها بناءً على موضع المشغل. ستتألف مقاييس الجهد من 3 دبابيس كما هو موضح أدناه ، الدبوس 1 هو جهد الإدخال ، دبوس 3 هو الأرض ، والدبوس 2 هو المقاوم القابل للتعديل. يمكنك قراءة ناتج مقاييس الجهد عن طريق قياس الجهد بين الدبوس 2 والأرض ، والذي سيتغير مع تحرك المشغل. لفعالية تنفيذ هذه الملاحظات، ستحتاج إلى الاستفادة من نوع من وحدة التحكم ، مثل أردوينو، لقراءة هذه القيمة الموضعية مع تحرك المشغل.
واحدة من أكبر نقاط القوة في مقياس الجهد هي أنها توفر مؤشرا على الموضع المطلق للمشغل الخطي. ولهذا السبب ، يمكن أن يكون من السهل التعامل مع هذه التعليقات في برنامج وحدة التحكم حيث يمكنك ببساطة مقارنة قراءة الإخراج الحالية بقراءة الإخراج لموضعك المطلوب. لن تضطر أبدًا للقلق بشأن فقدان موضع مشغلك إذا قمت بإيقاف تشغيل نظامك لأن مقاومة مقياس الجهد ستكون هي نفسها بغض النظر عن الطاقة أو لا.
هناك القليل من عيوب استخدام مقاييس الجهد للتعليقات الموضعية. أحد العيوب هو أن ردود الفعل من مقياس الجهد يمكن أن تتأثر بالضوضاء الكهربائية وقد تتطلب منك تصفية الإشارة لتحقيق نتائج مستقرة. يعتمد إخراج مقياس الجهد أيضًا على جهد الإدخال إلى مقياس الجهد ، مما قد يجعل من الصعب ضمان أن يتحرك المشغلات الخطية المتعددة في وقت واحد حيث قد تختلف إشارة الخرج قليلاً بسبب تغييرات طفيفة في جهد الإدخال. أيضًا ، لن تكون مقاييس الجهد عمومًا حساسة للحركات الأصغر للمشغل الخطي ، مقارنة بخيارات التغذية المرتدة الأخرى ، مما يجعل النتائج القابلة للتكرار أكثر صعوبة.
مستشعر تأثير القاعة
أجهزة استشعار تأثير القاعة العمل بناءً على تأثير القاعة وهو تأثير مجال مغناطيسي لإنتاج جهد. يمكن لأجهزة استشعار تأثير القاعة إما توفير مخرجات رقمية أو خطي ، ولكن بالنسبة للمشغلات الخطية ، فإنها تستخدم عادة أجهزة استشعار تأثير قاعة الإخراج الرقمية. عندما تكتشف هذه المستشعرات مجالًا مغناطيسيًا ، فإنها ستنتج جهدًا يمكن قراءته بواسطة وحدة تحكم [1]. مع المحركات الخطية ، يتم وضع هذه المستشعرات داخل علبة التروس للمشغل مع قرص مغناطيسي. عندما يتحرك المشغل الخطي ، يمرر هذا القرص المغناطيسي مستشعر تأثير القاعة الذي ينتج نبضًا من الجهد. يمكن استخدام هذه النبضات لتحديد إلى أي مدى انتقل المحرك. بشكل عام ، فإن المحركات الخطية التي تستخدم أجهزة استشعار تأثير القاعة لتوفير ردود الفعل الموضعية ستحدد النبض لكل بوصة ممسكًا يمكنك استخدامه لتحديد مدى تحرك المشغل. على سبيل المثال ، إذا اكتشفت 6000 نبضات وكان للمشغل الخاص بك نبضًا لكل بوصة ، فهذا يعني أن المحرك الخاص بك قد تحرك 0.5 بوصة.
الجانب السلبي الرئيسي لاستخدام مستشعر تأثير القاعة للتغذية المرتدة الموضعية مقارنةً بمقياس الجهد هو أن أجهزة استشعار تأثير القاعة لا تقيس موضعًا مطلقًا. بدلاً من ذلك ، ينتجون نبضات يمكن حسابها لتحديد المدى الذي تحركه المشغل ، مما يتطلب منك معرفة أين يبدأ المشغل في تحديد الموقف المطلق. يمكن التغلب على ذلك في برنامج وحدة التحكم الخاصة بك ، كما هو الحال في Arduino ، من خلال تخزين الموضع الحالي للمشغل ودائمًا بدء تشغيل المشغل من موقع معروف ، مثل التراجع بالكامل. قد يتطلب منك ذلك إلى المنزل من المشغل لهذا الموقف المعروف في كل مرة تقوم فيها بتشغيل نظامك.
تتمثل قوة استخدام مستشعر تأثير القاعة للتغذية المرتدة الموضعية في أنه يوفر دقة أكبر بكثير مقارنةً بالتعليقات من مقياس الجهد. نظرًا لأنه يمكن أن يكون هناك 1000s من البقول لكل بوصة من الحركة ، توفر أجهزة استشعار تأثير القاعة دقة وموثوقية في وضع المشغل الخطي الخاص بك. ستختلف النبضات أيضًا في التردد بناءً على سرعة المشغل الخطي الخاص بك مما يعني أنه يمكنك استخدامها لقياس سرعة المشغل الخطي الخاص بك. توفر أجهزة استشعار تأثير القاعة أيضًا قدرة أكبر على ضمان انتقال المشغلات الخطية المتعددة معًا في وقت واحد لأن تعداد النبض أكثر دقة من الجهد المتغير في مقياس الجهد. استخدامنا FA-Sync-X Controller، يمكنك حتى التأكد من تحرك المحركات في انسجام بغض النظر عن الحمل.
أجهزة الاستشعار البصرية
أجهزة الاستشعار البصرية يتم استخدامها في المشغلات الخطية (هناك نوع آخر من المستشعرات البصرية) تشبه إلى حد كبير مستشعرات تأثير القاعة باستثناء أنها تكتشف الضوء باستخدام كاشف ضوئي [2]. تعمل المستشعرات البصرية من خلال الحصول على الضوء من LED أو بعض مصدر الضوء الآخر من خلال قرص تشفير. يتم احتواء قرص التشفير هذا للسماح للضوء بالمرور بشكل دوري. على الجانب الآخر من القرص هو الكاشف الضوئي ، الذي يكتشف الضوء عندما يمر عبر الفتحات في القرص وإنشاء إشارة الخرج [3]. مع تحرك المشغل ، يتم تدوير قرص التشفير ويتم الكشف عن الضوء بواسطة الكاشف الضوئي الذي ينتج نبضًا من الجهد. يمكن استخدام هذه النبضات بشكل مشابه لنبضات مستشعر تأثير القاعة لتحديد إلى أي مدى انتقل المحرك. المحركات الخطية التي تستخدم المستشعرات البصرية للتغذية المرتدة الموضعية ستحدد أيضًا النبض في البوصة التي يمكنك استخدامها لتحديد مدى تحرك المشغل.
أجهزة الاستشعار البصرية ، مرة أخرى ، لها نقاط قوة وعيوب مماثلة لأجهزة استشعار تأثير القاعة عند مقارنتها بمقاييس الجهد. لديهم دقة وحل أكبر ، حتى أكبر من مستشعرات تأثير القاعة ، ويمكن استخدامها لقياس سرعة المشغل الخطي. كما أنها أفضل في ضمان تحرك المحركات الخطية المتعددة في وقت واحد ويمكنهم الاستفادة من FA-Sync-X Controller. كما أنها لا تقيس الموقف المطلق وبدلاً من ذلك يطلب منك حساب النبض لتحديد المدى الذي تحركه مشغلك. ستحتاج أيضًا إلى البدء في وضع معروف حيث ستحتاج إلى حفظ الموضع الحالي في البرنامج لتتبع الموضع المطلق.
ملخص
اختيارك لنوع التعليقات التي تريدها من المحرك الخطي سوف تعتمد على ما تشعر به هو أكثر أهمية لتطبيقك. هل تحتاج إلى مستوى عال من الدقة؟ اختر مشغلًا خطيًا مع مستشعر التأثير البصري أو القاعة. هل لا تريد أن تضطر إلى تعيين مشغلك على موقع منزلي في كل مرة تقوم فيها بتشغيله؟ ثم اذهب مع مشغل خطي مع مقياس الجهد. هل تريد التحكم في العديد من المشغلات الخطية في وقت واحد؟ اختر مشغلًا خطيًا مع مستشعر التأثير البصري أو القاعة. هل تريد أن توفر ملاحظاتك موقفًا مطلقًا؟ اذهب مع مشغل خطي مع مقياس الجهد.
[1] موناري ، ج. (يونيو ، 2013) فهم الدقة في الترميزات البصرية والمغناطيسية. استردادها من: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders
[2] باشوتا ، ر. مقالة عن أجهزة الاستشعار البصرية. استردادها من:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html
