Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Projekt enkodera opartego na światłowodach

22 Paź 2013 19:25 4095 17
  • Poziom 6  
    Witam, mam na studia stworzyć projekt enkodera opartego na światłowodach. Pojawia się tu pytanie, jak wykonać taki enkoder. Mam pomysł, że tarcza będzie z punktami nieprzeźroczystymi i przeźroczystymi. Do tarczy będą dostarczane światłowody, 3 doprowadzające i 3 odbierające. Jak za to się w ogóle zabrać, bo jestem zielony w tym temacie? Mam taki pomysł, żeby światło jakoś ograniczyć, żeby było idealnie w kształcie tych 'kwadratowych' pól na tarczy, tylko nie wiem jak? Może macie jakieś lepsze pomysły. Z góry dzięki :)
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Hasła dla ciebie - transoptor szczelinowy, transoptor refleksyjny. Tarcze impulsowe. Zajrzyj sobie do myszki komputerowej i starych polskich magnetofonów, gdzie autostop był realizowany na impulsatorze optycznym. A to, jak daleko odsuniesz nadajnik i czujnik za pomocą światłowodu, to już twoja fantazja.
  • Poziom 13  
    Jaki enkoder? Inkrementalny? Absolutny?

    Arrakis
  • Poziom 16  
    Witam.

    Wykonuję razem z kolegą marcin0888, projekt tego enkodera. Już tłumaczę dokładnie o co chodzi :D

    No więc tak, musimy zaprojektować enkoder inkrementalny od strony mechanicznej (budowa) i elektronicznej (przetwarzanie sygnałów z enkodera). Elektronika ma nie znajdować się wewnątrz urządzenia lecz na zewnątrz w osobnej obudowie. Ma to wyglądać tak że z pudełka z elektroniką będą lecieć światłowody do obudowy enkodera. Wewnątrz będzie znajdować się tarcza przymocowana do wału. Tarcza będzie np. przeźroczysta, na jej powierzchni jak najbliżej krawędzi zewnętrznej, będą naniesione trzy pierścienie, tak jak niżej

    Projekt enkodera opartego na światłowodach

    dwa górne pierścienie do uzyskania dwóch sygnałów przesuniętych względem siebie o 90°. Trzeci, dolny do określenia punktu zerowego.

    Teraz, z racji tego, że światłowody będą doprowadzać światło do oświetlania tarczy oraz inne odprowadzały strumień światła pojawiający się z drugiej strony, powstaje pytanie czy trzeba stosować jakieś układy optyczne typu soczewki, kolimatory? I wydaje nam się że potrzebne będzie 6 światłowodów - trzy będą doprowadzać światło dla każdego poziomu i 3 zbierać światło.

    Jakie światłowody do tego się nadadzą? Prosimy o pomoc bo za bardzo nie wiemy czy to zadziała i co jest jeszcze potrzebne.

    A projekt ma być dokładny bo musimy też dobierać łożyska, uszczelnienia, materiały z których będzie wykonana obudowa, tarcza, obliczyć czy się ona nie rozpadnie przy założonych prędkościach, itp.
  • Poziom 36  
    Soczewki możecie dać ale moim zdaniem nie trzeba. Nie musicie chyba w tym konkretnym projekcie przejmować się sprawnością optyczną całego układu. Ja bym dał jeden światłowód oświetlający, który będzie na tyle oddalony od tarczy że oświetli wszystkie trzy paski kodowe. Z drugiej strony dałbym trzy oddzielne światłowody bardzo blisko tarczy - tak, żeby każdy "widział" tylko jeden pasek. Do oświetlenia możecie użyć wiązki światłowodowej. Coś takiego jak się używa w mikroskopii ale może nie taka gruba wiązka: http://www.edmundoptics.com/images/catalog/1848.jpg

    Nie napisałeś jaka ma być odległość pudełka z elektroniką od pudełka z tarczą. Zakładam, że w tym przypadku niewielka (stoją na jednym stole?).
  • Poziom 16  
    Naszym celem jest tylko zaprojektowanie takiego enkodera, bez fizycznego jego wykonania, co nie oznacza że musimy do niego podejść rzetelnie. Tak więc nie wiemy czy nie wykładowca nie każe nam liczyć tej sprawności ale może nie. Właśnie też był taki pomysł aby zastosować tylko jeden światłowód doprowadzający, ale wydawało nam się to trochę niepewne. Ale chyba na to przystaniemy :) Co do odległości elektroniki od tego "enkodera", to w zasadzie od nas zależy jaką sobie odległość przyjmiemy, może to być kilkadziesiąt cm lub 1,2m -nie mamy tego narzuconego przez wykładowce.

    No właśnie a ktoś mógłby podpowiedzieć jakie światłowody najlepiej do tego celu użyć? :)
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Kamil 1 napisał:
    wykładowca nie karze nam
    Jeszcze ma was dodatkowo karać?
    Akurat ilość światłowodów doprowadzających sygnał jest tutaj największym banałem, bo w sumie tylko od mechanicznej konstrukcji zależy, czy zastosujecie jeden światłowód i jakiś element rozpraszający na końcu, czy dwa o bardzo skupionej wiązce. I też mogą pracować z jedną diodą lub dwiema. Dwa nawet będą bardziej wskazane, bo można uzyskać większą dokładność (bardziej skupiona wiązka i większa możliwość zgrania pary nadajnik - odbiornik).
  • Poziom 36  
    Jeśli to ma być tylko projekt to zupełnie inna sprawa, bo nie martwicie się zdobyciem elementów i części. Czy do budowy musicie wybrać konkretne części z katalogów, czy możecie napisać po prostu parametry np. soczewki albo światłowodu? Z tą odległością to nie ma znaczenia czy jest to 30cm czy 2m, mi chodziło bardziej o np. kilka kilometrów :)
  • Poziom 6  
    Raczej musimy podać konkretne modele wszystkich czesci. Mamy to oddac tak, zeby w zasadzie mozna bylo to wykonac.
  • Poziom 16  
    Mam takie pytanie, czy jest w necie (a pewnie jest) strona jakiegoś producenta takich elementów optycznych jak soczewki, kolimatory, itp? Chodzi o takie malutkie soczewki. Pod jaką nazwą szukać? I jest jakiś program komputerowy do projektowania/symulacji układów optycznych?

    I jak obliczyć przy jakiej odległości od końca światłowodu otrzymamy np. plamkę o średnicy 3mm? Czyli na jaką odległość trzeba odsunąć światłowód od tarczy aby mieć taką plamkę? Są na to jakieś wzory?
  • Poziom 36  
    Firmy: np. Edmund Optics, Thorlabs, ...
    Program: Zemax.

    Do obliczenia takich rzeczy jak napisałeś oczywiście są wzory. Przydatne są tutaj te związane z wiązką gaussowską, pojęcie apertury numerycznej, no i przede wszystkim wiedza jakie są rodzaje światłowodów i jak one działają, czym się różnią. Generalnie orientacyjną wielkość plamki przy danej odległości można łatwo policzyć znając aperturę numeryczną światłowodu.
  • Poziom 6  
    pojawił się następny problem. Tarcza enkodera przymocowana jest do wału. Na tą chwilę ma wymiary: promień - 3mm, grubość 0,8mm(Oczywiście można zmienić:)). Jak policzyć czy przy wysokich obrotach powiedzmy 30000 obr./min to się nie rozleci? Materiał jeszcze nie jest sprecyzowany, ale myśleliśmy o szkle(w tym wypadku pojawia się następne pytanie, a mianowicie jakie szkło?). Nigdzie nie mogę znaleźć wytrzymałości ma rozciąganie obrotowe(chyba tak to nazwać), ani wzoru.
  • Poziom 16  
    marcin0888 napisał:
    Na tą chwilę ma wymiary: promień - 3mm,
    nie 3mm a 2cm wynosi promień tarczy ;P Czyli średnica 4cm.
  • Poziom 36  
    A jaką macie uzyskać rozdzielczość kątową? I po kiego grzyba to ma wytrzymywać 30 000 obr. na minutę? Policz jeszcze ile to będzie impulsów - przy rozdzielczości 1 stopień byście mieli już sygnał o częstotliwości prawie 11 MHz. Teraz zrób tego detekcję, zliczanie, jeszcze sobie fazę porównaj z tych dwóch pasków enkodera. Nie taka trywialna sprawa moim zdaniem. A tarczę lepiej zrobić z plastiku, będzie działać tak samo dobrze a plastik (mam na myśli jakieś odpowiednie tworzywo sztuczne) będzie bardziej odporny i dużo łatwiejszy w obróbce przy wytwarzaniu tarczy.
  • Poziom 6  
    2cm, oczywiscie, moj mistake :P. A mamy tyle obrotow, bo wykladowca wymaga szybkoobrotowego. Kazdy projekt czyms sie rozni, no i nasz m.in. obrotami. Stad prosba o pomoc przy wyliczaniu tego wszystkiego, gdyz w internecie wlasciwie nic na ten temat nie znalazlem.
  • Poziom 12  
    c4r0 napisał:
    Policz jeszcze ile to będzie impulsów - przy rozdzielczości 1 stopień byście mieli już sygnał o częstotliwości prawie 11 MHz.


    A mnie przy rozdzielczości tarczy wynoszącej 1° (1 kwadracik np czarny = 1 stopień) i prędkości 30 000obr/min wychodzi niecały 1Mhz a dokładnie 720kHz.

    jeden kwadracik = 1°, a tu te dwa górne poziomy są przesunięte o 45°, czyli na jeden stopień przypadają dwa różne stany. Czyli mamy dokładność co 0,5° a więc 720 "impulsów" na obrót. Z racji tego że częstotliwość próbkowania powinna być co najmniej dwa razy większa, to mamy 1440. Teraz 1440 * 30 000 = 43 200 000 imp/min. Dzieląc 43 200 000 na 60 otrzymujemy 720 000 imp/sek czyli częstotliwość próbkowania powinna wynosić co najmniej 720kHz. Tak mi wychodzi ale nie wiem czy na pewno to jest dobrze ;P
  • Poziom 36  
    Ja policzyłem jeden impuls na stopień i... nie podzieliłem przez 60s :P Sorry, durny błąd...
  • Poziom 19  
    ... a może wykładowcy chodziło o detektor żyroskopowy na światłowodach :idea:
    Piotr.K