مستشعر تأثير القاعة
يمكن لأجهزة استشعار تأثير القاعة اكتشاف وجود المجال المغناطيسي وإنتاج جهد إخراج عند اكتشاف واحد. أجهزة استشعار تأثير القاعة ، عند استخدامها معالمحركات الخطية، عادة ما يتم وضعها داخل علبة التروس للمشغل مع قرص مغناطيسي. عندما يمتد المشغل الخطي أو يتراجع ، يدور هذا القرص يمرر مستشعر تأثير القاعة الذي يتسبب في إنتاج المستشعر لإنتاج رقمي في شكل نبض من الجهد. يمكن حساب هذه النبضات واستخدامها لتحديد المدى الذي تحركه المشغل.
ردود الفعل الموضعية من مستشعر تأثير القاعة
الجانب السلبي لاستخدام مستشعر تأثير القاعة للتغذية المرتدة الموضعية هو أنها لا تقيس موقفًا مطلقًا. بدلاً من ذلك ، ينتجون نبضات يمكن حسابها لتحديد المدى الذي تحركه المشغل. لاستخدام هذه البقول للحصول على ردود الفعل الموضعية ، ستحتاج إلى استخدام ملف السيطرة الصغيرة لحساب النبضات المنتجة. للقيام بذلك ، ستحتاج إلى الاستفادة من دبابيس المقاطعة الخارجية للسيطرة الدقيقة الخاصة بك لحساب هذه النبضات عند حدوثها. المقاطعات الخارجية هي دبابيس تكتشف تغيير الجهد وفي حالتنا يمكن استخدامها للكشف عن نبض الجهد من مستشعر تأثير القاعة. ستحتاج إلى استشارة ورقة بيانات السيطرة الصغيرة الخاصة بك لضمان دبابيس السيطرة الصغيرة الخاصة بك يمكن استخدامها كدبابيس المقاطعة. باستخدام Arduino Uno على سبيل المثال ، يمكن استخدام المسامير 2 و 3 للمقاطعات الخارجية. بمجرد تحديد دبوس المقاطعة المناسب ، يمكنك توصيل سلك مخرجات مستشعر تأثير القاعة بهذا الدبوس وكذلك توصيل جهد الإدخال بـ 5 فولت والأرض إلى دبوس أرضي.
يوضح مثال الكود أدناه كيفية إعداد مقاطعة في Arduino IDE حيث سيتم تشغيل المقاطعة على الحافة الصاعدة لنبض الجهد. يمكنك إعداد المقاطعة ليتم تشغيلها في نقاط مختلفة في تغيير الجهد ويجب أن تستشير ورقة بيانات التحكم الدقيقة لتحديد الخيارات المتاحة. الجانب الأخير الذي تحتاج إلى القيام به لإعداد المقاطعة الخاص بك هو كتابة روتين خدمة المقاطعة الخاص بك ، وهي الوظيفة التي سيتم تشغيل الكود في كل مرة يتم فيها تشغيل المقاطعة. يجب أن تكون هذه الوظيفة قصيرة وأن تؤدي مهام بسيطة مثل حساب عدد النبضات من مستشعر تأثير القاعة الخاص بنا. يتم استخدام countsteps الوظائف () في مثال الكود أدناه لحساب عدد النبضات من مستشعر تأثير القاعة.
لاستخدام هذه النبضات لتحديد قيمة موضعية ، ستحتاج إلى معرفة الموضع السابق للمشغل الخطي والاتجاه الذي يسافر فيه المشغل الخطي. سيعرف السيطرة الصغيرة الخاصة بك بالفعل الطريقة التي تقود بها مشغلك الخطي ، لذلك يمكنك ببساطة إعداد متغير لتتبع اتجاه المشغل في الكود الخاص بك والذي سيتم استخدامه لتحديد ما إذا كنت تضيف أو طرح النبضات من موضعك السابق. بمجرد تحديث موقعك ، ستحتاج إلى إعادة تعيين النبضات المحسوبة إلى الصفر. يوضح لك مثال الرمز أدناه وظيفة تقوم بتحديث الموضع بناءً على عدد النبضات المحسوبة. بمجرد أن يكون لديك موضع من حيث النبضات ، يمكنك تحويلها إلى بوصة باستخدام مواصفات النبض لكل بوصة للمشغل الخطي الخاص بك. في عينة الكود أدناه ، يكون النبض لكل بوصة 3500.
توزير المحرك الخطي الخاص بك
للاستفادة بدقة من ردود الفعل الموضعية من مستشعر تأثير القاعة ، تحتاج إلى معرفة موضع بداية المشغل الخطي دائمًا. على الرغم من أنك عند تشغيل نظامك لأول مرة ، فإن السيطرة الصغيرة الخاصة بك لن تتمكن من معرفة ما إذا كان المحرك قد تم تمديده أم لا. سيتطلب منك ذلك أن تصل إلى المنزل المشغل الخطي إلى موقف معروف. لإيقاف تشغيل المشغل الخطي الخاص بك ، ستحتاج إلى دفعه إلى موضع معروف ، مثل التراجع بالكامل. يمكنك أيضا الاستفادة من مفاتيح الحد الخارجي لتعيين موضعك المعروف في مكان آخر غير ممتد بالكامل أو تراجع. باستخدام رمز Arduino أدناه كمثال ، سنرغب في إعداد حلقة من الوقت الذي سيؤدي إلى قيادة مشغلنا الخطي نحو وضعك المعروف ، في هذه الحالة تراجعت بالكامل. نحن نعلم أنك في وضعنا المعروف لأن مستشعر تأثير القاعة لن يؤدي إلى تشغيل. في هذه الحالة ، نتحقق مما إذا كان المتغير خطوات قد تغير لتحديد ما إذا كانت المقاطعة قد تم تشغيلها أم لا. نحتاج أيضًا إلى التأكد من أن الوقت قد مرت لتوقع أن يتم تشغيل المقاطعة ، لذلك ، نستخدم وظيفة millis () التي تخرج الوقت بالمللي ثانية منذ أن بدأت الرمز ونقارن ذلك بالطوابع الزمنية السابقة . بمجرد أن نقرر أن المشغل الخطي في وضعنا المنزلي ، فإننا نتوقف عن قيادة المشغل ، وإعادة ضبط متغير الخطوات ، والخروج من الحلقة.
التعامل مع المشغلات الخاطئة
في حين أن أجهزة استشعار تأثير القاعة ليست حساسة للضوضاء الكهربائية مثل مقياس الجهد ، إلا أن الضوضاء الكهربائية يمكن أن تؤثر على إشارة الخرج. يمكن أن يكون كذاب التبديل أيضًا مشكلة في أجهزة استشعار تأثير القاعة التي قد تؤدي إلى حساب نبضات كاذبة ، مما قد يؤثر على مدى تحكم السيطرة الصغيرة الخاصة بك. لن تؤثر بعض النبضات الإضافية على تحديد المواقع بشكل كبير حيث يوجد 1000 من النبضات في البوصة ، ولكن مع مرور الوقت قد تكون مشكلة أكبر. يمكنك مكافحة هذه المشكلات من خلال الاستفادة من مؤقت داخلي لتصفية المشغلات الخاطئة. كما يمكنك تحديد مدى تكرارك المتوقع لاكتشاف نبضات جديدة ، يمكنك التصفية عندما تم تشغيل المقاطعة بالضوضاء. في عينة الكود أدناه ، فإن Trig-Delay هو التأخير الزمني بين كل نبضة. إذا تم تشغيل المقاطعة قبل هذا التأخير ، فلن يتم حساب النبض.
سيختلف مدة مدة هذا التأخير بناءً على تطبيقك ، ولكن إذا كان قصيرًا جدًا ، فلن يقوم بتصفية الضوضاء بشكل صحيح ، وإذا كان طويل جدًا ، فستفتقد النبضات الفعلية من المشغل الخطي. ستؤثر سرعة المشغل الخطي أيضًا على هذا التأخير ، وإذا كنت ترغب في ضبط السرعة ، فقد يحتاج هذا المتغير إلى التغيير للتكيف مع التردد الجديد للنبضات المتوقعة. لتحديد تأخير دقيق بين كل نبضة ، يمكنك استخدام محلل منطقي لعرض الإشارة الفعلية من مستشعر تأثير القاعة. على الرغم من أن هذا غير مطلوب في معظم التطبيقات ، إذا كنت بحاجة إلى تحديد موقع دقيق للغاية ، فقد ترغب في تحديد تأخير دقيق.
هناك طريقة أخرى لمكافحة المشغلات الخاطئة وهي تصحيح القيمة الموضعية في كل مرة يصل فيها المشغل إلى موقف معروف. مثل توهي المشغل الخطي ، إذا كنت قد دفعت المشغل الخطي إلى موضع تراجع أو تمتد بالكامل أو إذا استفادت من مفاتيح الحد الخارجي، ستعرف إلى أي مدى تحرك المشغل. كما تعلم عدد الخطوات التي يجب إرسالها مستشعر تأثير القاعة للوصول إلى موضعك المعروف ، يمكنك ببساطة تصحيح القيمة عند الوصول إليها. في عينة الكود أدناه ، يتم ذلك للمواقف الممتدة بالكامل والمتراجع بالكامل. نظرًا لأن المشغل لن يتحرك بمجرد وصوله إلى أحد هذه المواقف ، إذا حاولنا قيادة المشغل ولم تتغير قيمة الموضع ، فنحن نعلم أننا في الحد الأقصى. توفر هذه الطريقة حلاً عمليًا لضمان بقاء القيمة الموضعية الخاصة بك دقيقة ، خاصة إذا كنت تراجع بالكامل أو تمتد بالكامل للمشغل الخاص بك في مرحلة ما أثناء التشغيل. يمكنك استخدام هذه الطريقة بالتزامن مع الطريقة الموضحة أعلاه والتي يجب أن تساعد في الحفاظ على دقة القيمة الموضعية الخاصة بك.
ملخص
يوفر استخدام مستشعر تأثير القاعة للتغذية المرتدة الموضعية دقة أكبر بكثير مقارنة بالتعليقات من مقياس الجهد. نظرًا لأنه يمكن أن يكون هناك 1000s من البقول لكل بوصة من الحركة ، فإن أجهزة استشعار تأثير القاعة توفر الدقة والموثوقية في وضع 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 وحدة تحكم المشغل ، يمكنك حتى التأكد من تحرك المحركات في انسجام بغض النظر عن الحمل. بالنسبة لـ Diyers ، يمكنك التحقق هنا.
فيما يلي رمز العينة الكامل المستخدم في هذه المدونة وتم تصميمه للتحكم في طول السكتة الدماغية مقاس 14 بوصة سلسلة رصاصة 36 كال. المحرك الخطي. المحرك الخطي مدفوع باستخدام أ سائق دراجه ناريه، والتي يمكنك تعلم كيفية الإعداد هنا.
[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
