Sensor óptico
Sensores ópticos, cuando se usan con actuadores lineales,función muy similar a Sensores de efectos de la salaexcepto que detectan la luz en lugar de los campos magnéticos [1]. Los sensores ópticos funcionan usando la luz desde un LED o alguna otra fuente de luz que se pasa a través de un disco de codificador. Este disco del codificador está ranurado para permitir que la luz pase periódicamente. En el otro lado del disco hay un fotodetector, que detecta la luz cuando pasa a través de las ranuras en el disco y crea una señal de salida [1]. A medida que el actuador se mueve, el disco del codificador gira y la luz es detectada por el fotodetector que produce una onda cuadrada de pulsos de voltaje. Estos pulsos se pueden usar de manera similar a los pulsos de un sensor de efecto de pasillo para determinar qué tan lejos se ha movido el actuador.
Comentarios posicionales de un sensor óptico
Como los sensores ópticos funcionan bastante similares a los sensores de efecto Hall en términos de su salida, esta publicación de blog cubrirá brevemente cómo leer su salida para recibir comentarios posicionales. Si está buscando más detalles, consulte nuestra publicación sobre cómo leer la retroalimentación posicional de un sensor de efecto Hall, ya que será similar.
Al igual que los sensores de efecto Hall, los sensores ópticos tendrán 3 alfileres para conectarse; Uno es el voltaje de entrada, otro es el suelo y, por último, uno es la señal de salida. Para utilizar los pulsos en la señal de salida para obtener retroalimentación posicional, deberá usar un microcontrolador Para contar los pulsos producidos. Querrá utilizar los pasadores de interrupción externos de su microcontrolador para contar con precisión estos pulsos. Como las interrupciones externas se activan por un cambio en el voltaje, se pueden usar para detectar cada pulso a medida que ocurren. Una vez que haya configurado su interrupción en el código de su microcontrolador, deberá configurar una rutina de servicio de interrupción que cuente los pulsos a medida que ocurren. La función CountSteps () en el ejemplo de código a continuación se usa para contar el número de pulsos desde el sensor óptico.
Para utilizar estos pulsos para determinar un valor posicional, necesitará saber la posición anterior del actuador lineal y la dirección en la que está viajando el actuador lineal. A medida que controla de qué manera se mueve su actuador lineal, simplemente puede configurar una variable Para rastrear la dirección del actuador en su código. Esta variable se puede usar para determinar si necesita sumar o restar los pulsos de su posición anterior. Una vez que haya actualizado su posición, deberá restablecer los pulsos contados a cero. El ejemplo de código a continuación le muestra una función que actualiza la posición en función del número de pulsos contados. Una vez que tenga una posición en términos de pulsos, puede convertir en pulgadas usando la especificación de pulso por pulgada de su actuador lineal.
Homing a su actuador lineal
Para utilizar con precisión la retroalimentación posicional de un sensor óptico, debe conocer siempre la posición inicial de su actuador lineal. Aunque cuando enciende por primera vez su sistema, su microcontrolador no podrá saber si el actuador está extendido o no. Esto requerirá que esté en el hogar de su actuador lineal a una posición conocida. Para a casa tu actuador lineal, deberá conducirlo a una posición conocida, como completamente retraído. Usando el código Arduino a continuación como ejemplo, hemos configurado un bucle de tiempo que conducirá a nuestro actuador lineal hacia nuestra posición conocida. En este ejemplo, sabremos que estamos en nuestra posición conocida al verificar si la interrupción se ha activado o no verificar si la variable de pasos ha cambiado. También debemos asegurarnos de que haya pasado suficiente tiempo para esperar que se active la interrupción, para esto utilizamos la función Millis () y lo comparamos con la marca de tiempo anterior. Una vez que hemos determinado que el actuador lineal está en nuestra posición de hogar, dejamos de conducir el actuador, restablecemos la variable de pasos y salimos del bucle While.
Lidiar con falsos desencadenantes
Si bien los sensores ópticos no son tan sensibles al ruido eléctrico como los potenciómetros, el ruido eléctrico y el rebote de interruptores aún pueden afectar la señal de salida y puede desencadenar pulsos falsos a contar. Algunos pulsos adicionales no afectarán mucho el posicionamiento, pero con el tiempo puede ser un problema mayor. Puede combatir estos problemas haciendo uso de un temporizador interno para filtrar desencadenantes falsos. Como puede determinar qué tan frecuente esperaría que se detecten nuevos pulsos, puede filtrar cuando la interrupción se activó por el ruido. En la muestra de código a continuación, TrigDelay es el retraso de tiempo entre cada pulso. Si la interrupción se activó antes de este retraso, entonces el pulso no se contará. El período de tiempo de este retraso variará según su aplicación, pero si es demasiado corto, no filtrará el ruido correctamente y si es demasiado largo, se perderá los pulsos reales del sensor óptico.
Otra forma de combatir los desencadenantes falsos es corregir el valor posicional cada vez que el actuador alcanza una posición conocida. Al igual que referir el actuador lineal, si ha llevado el actuador lineal a una posición completamente retraída o extendida o si utiliza interruptores de límite externos, sabrá cuántos pulsos se necesitan para alcanzar esa posición. Luego puede simplemente corregir el valor posicional usando ese valor cuando alcanza esa posición conocida. En la muestra de código a continuación, esto se realiza para las posiciones completamente extendidas y completamente retraídas. Este método proporciona una solución práctica para garantizar que su valor posicional sea preciso.
Resumen
Los sensores ópticos utilizados para la retroalimentación posicional proporcionan una mayor precisión y resolución en comparación con los sensores y potenciómetros de efecto de la sala, mientras que tienen fortalezas y inconvenientes similares para los sensores de efecto Hall. Aunque no miden la posición absoluta y requieren una posición inicial conocida para proporcionar un valor posicional, la gran cantidad de pulsos por pulgada permiten confiabilidad en el posicionamiento y la garantía de múltiples actuadores lineales se mueve simultáneamente. Utilizando nuestro FA-Sync-X controlador del actuador o a través de código adicional, incluso puede asegurarse de que los actuadores se muevan al unísono, independientemente de la carga.
Para obtener un ejemplo de código completo, consulte nuestro blog en Cómo leer la retroalimentación posicional de un sensor de efecto Hall tanto será similar. Los valores como el pulso por pulgada y los retrasos en el tiempo entre los pulsos son algunos de los cambios que deberá hacer para usar ese código para utilizar con precisión su sensor óptico.
[1] Paschotta, R. Artículo sobre sensores ópticos. Recuperado de:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html
