Miniaturowy czujnik położenia osi z dokładnością 0,1° i detekcją absolutną – jak zbudować?

Ma ktoś może jakiś genialny pomysł jak zrobić możliwie mały czujnok położenia jakiejś osi?
tzn sprawa wygląda tak. Jest jakaś oś. Musiałbym ją zakończyć tym czujnikiem aby móc określić jej położenie względem jakiegoś punktu, czyli po prostu o ile stopni się obróciła względem jej położenia zerowego. Dokładność wymagana conajmniej 0.1 stopnia. Pomiar wystarcza tylko do jednego obrotu od 0 do 359.9 stopnia, więc nie będzie to oś wieloobrotowa.

Ma ktoś pomysł jak zrobić taki dokładny czujnik, może można gdzieś kupić po realnej cenie .

Aha i czujnik po włączeniu musi sam wykryć jakie jest obecne położenie osi, czyli po starcie nie ma pewności że oś będzie w pozycji zerowej, może być gdziekolwiek i czujnik ma od samego początku podawać możliwie dokładny wynik.

Kółko z otworkami, takie jak jest w myszce + uC liczący impulsy. Nazywa sie toto enkoder obrotowy i jest dostępne w wielu miejscach, chyba nawet na tme.pl

Też o tym myślałem, ale co ze startem. Pozycja na starcie nie jest taka sama jak przed wyłączeniem czujnika. Mogła się zmienić, więc chyba wskazanie będzie błędne. I jak to wyeliminować?

Dodano po 4 [minuty]:

Poza tym cena jest powalająca . Jak bym potrzebował 4 takie to chyba bank musiałbym mieć ze sobą

Może masz/macie jakieś inne pomysły?

Cena na tme jest powalająca, jak wszystkiego - zajrzyj na elfe, powalisz sie jeszcze bardziej.

najtansza mysza komputerowa to koło 5zł, kup dwie, masz 4 x kółka, diody i fototranzystory, cóz więcej trzeba? tylko uC zaprogramować, i już hadzia. No i troche zaciecia do robótek ręcznych, żeby to w całość pokleić, bo mogą być problemy różne.

Co do zapamietywania ustawień, to o ile nie bedziesz tego ruszał, w czasie wyłączenia czujnika to jakiś eeprom/flash podepnij do uC na i2c i tam zapisuj nastawy aktualne, a jesli bedziesz ruszał, to pozostaje tylko kalibrowanie za każdym razem.

Może opisz do czego to ma być, to sie uda coś innego wymyśleć?

owszem, stosowany w drukarkach igłowych, czyli kółko na osi silnika z otworkami i czujnik optyczny, co do położenia w danym momencie, to widzę tutylko takie rozwiązanie jak - jeśli to wykonuje tylko jeden obrót - to podłączyć oś potencjometru obrotowego i mierzyć poziomy napięć, tanie rozwiązanie i spełni twoje oczekiwania ale !!! Problem może polegać na tym, że potencjometr z czasem zmieni prawdopodobnie swoją rezystancję.
Inne rozwiązanie bardziej pewne wg mnie, to zastosowanie cewki powietrznej i poczas obrotu wkręcanie i wykręcanie z niej rdzenia, co zmieniać będzie indukcyjność cewki, można zatempodpiąć pod nią generator i mierzyć częstotliwość. Rozwiązań tego problemu zasadnicz przychodzi mi jeszcze kilka do głowy.

Jesli sie zdecydujesz na indukcyjne rozwiazania jak proponuje kolega wyzej to polecam gotowe takie scalaki AD598

Jeśli ma to byś urządzenie przemysłowe to tylko enkoder, a jak z podtrzymaniem wyniku pomiaru to absolutny, niestety ksztów tu nie zmniejszysz. Jak chcesz taniej to enkoder inkrementalny ale musisz sam dorobić układ liczący na jakimś µC z podtrzymaniem bateryjnym.
Innego tak dokładnego rozwiązania nie widzę.

A według mnie , SELSYNY .

Mysz optyczna pod którą przesuwa się większa tarcza. Widziałem takie rozwiązanie i autor twierdził że jest bardzo dobre i tanie

Myśle że nie ma co wiecej rozmyślać, póki szeryf.rm nie powie do czego to ma być, bo myśle ze od zastosowania wiele zależy...

wykombinowałem sobie to tak i to chyba pozostanie jako jedno z lepszych i tańszych rozwiązań. Cóż, trzeba iść na jakiś kompromiś hehe. To tak. Kółko od myszki. Średnio ma ok [nawet więcej] 30 szczelin. Zakładajac dwia nadajniki i odbiorniki podczerwieni to da rozdzielczość 120 punktów na jeden obrót. Trochę to mało, ale można zastosować 4 czujniki [nie będzie łatwo ustawić, ale powinno się jakoś udać to raz skalibrować]. Przy 4 czujnikach powinienem uzyskać rozdzelczość 240 punktów. Do tego można dorzucić jedną/dwie przekładnie [zależnie od potrzeby] i usyskać łącznie od 10 do 100 obrotów kółka na jeden obrót osi. To by wystarczyło i chyba jest w miarę realne do złożenia [choc przekładnie mi się specjalnie nie podobają no ale kompromis to kompromis]. Jedyny problem to kalibracja, jednak wykombinowałem sobie, że można na osi umieścić jeden dodatkowy czujnik z bardzo małą szczeliną i na osi umieścić bardzo cienką przesłonę. Można wtedy w bardzo prosty sposób skalibrować, bo wystarczy jeden obrót. Wtedy nawet kilka takich czujników łatwo się samemu skalibruje [nawet przez przypadek podczas pracy]. Na początku trochę po fałszują, ale w niektórych przypadkach na nich da się wymusić kalibrację. Np. jeśli zwiększe ilość takich przesłon to prawdopodobieństwo skalibrowania wzrośnie i to powinno wystarczyć. Nic lepszego nie wykombinuje za rozsądną cenę. A jeśli moja teoria się sprawdzi to uzyskałbym rozdzielczośc 2400 lub nawet 24000 punktów na jeden obrót a to wystarczy w zupełności, poza tym oś nie będzie obciążona zbyt szybkimi obrotami, więc całość chyba wytrzyma. Dzięki za pomoc. Zobaczymy za jakiś czas co z tego wyjdzie.
Odezwę się jak pomysł który chodzi mi po głowie wypali . Chyba że macie jeszcze jakieś uwagi?

A może są jakieś szybsze czujniki [nie wiem, np. obrazu] o rozdzielczości powiedzmy 10-100 punktów. To mógłbym je zastosować zamiast typowych fototranzystorów i pozbyć się przekładni. Tyle że musiałyby współpracować z taktem do najlepiej kilkuset kiloherców, żeby wszystko dokładnie dało się policzyć. To też mógłby być dobry pomysł, tylko nie wiem skąd takie czujniki wziąć. Może wy wiecie?

Jeśli już "czujnik obrazu" to poprostu przetwornik obrazu w formie linijki o odpowiedniej rozdzielczości + transparentna tarcza enkodera absolutnego + odpowiednie oświetlenie i szczelinka.

Jedyna kwestia w takim wypadku to cena przetwornika.
Natomiast odchodzi Ci konieczność kombinowania i synchronizacji, kalibracji i innych -acji.

IMHO prosciej już sie nie da.

no w sumie tez tak mozna i podobnie myślałem. Trzeba przejść do jakiejś praktyki. Wtedy się zobaczy.

a może adxl202 ??

A napisz coś więcej, może masz linki z opisami odnośnie pomiarów i jak to miałoby działać?
Wygląda ciekawie i cena też jest w miarę przystępna. Jaką mógłbym uzyskać dokładność w stopniach? 0.1 da rade, a może jeszcze lepiej? Jeśli chodzi o jednorazową kalibrację która miałaby polepszyć dokładność to by nie było problemu, jakoś bym to przeżył tylko jak ja wykonac itd. No i fajnie że mierzy w dwóch osiach, to by mogło być przydatne. Napisz jak możesz coś więcej na ten temat.

Dodano po 4 [minuty]:

aha, jak można zamówić próbki w analogu? jaki koszt? zamawiałeś kiedyś PROGRAMISTA?

Moderowany przez McRancor:

Załatwcie to na PW

Możesz coś więcej powiedzieć o tym scalaku?

ADXL-e to scalone czujniki przyśpieszenia z wyjściem analogowym. Nie za bardzo wyobrażam sobie uzycie ich tutaj w prostu sposób. Napewno nie bedzie lepiej niż tarcza z otworkami .

no to się domyślam że lepiej nie będzie, ale to już tak z ciekawości, bo mogłoby uprościć sprawę. Poza tym widziałem ADXL-e nieco "prostrze", tzn. z wyjściem PWM. Ale nie potrafię sobie wyobrazić jak to działa. ADXL pasuje do tego tematu, więc chętnie poczytam jakieś doświadczenia związane z tą serią.

Witam
W sprawie tego położenia , może wystarczy założyć na oś półowal z kawałka w miarę grubego metalu odpowiednio wyprofilowany ( liniowość pomiaru ) , w tym momencie wystarczy mierzyć odległość zewnętrznej krawędzi w jednym miejscu i robi się z tego pomiar odległości liniowej , a do tego można wykorzystać np. czujniki indukcyjne z wyjściem analogowym o rozdzielczości 12 bit (0-4025 ) i sygnale wyjściowym 0-10V ( lub dowolnym innym) .

Co o tym myślicie ?
pozdrowienia.

hmm, pomysł niby w miarę ciekawy. Ja bym go jeszcze uprościł. Przecież można użyć zwykłego okręgu z niecentrycznie umieszczonym otworem. Na to samo wyjdzie. Dwa takie koła i mamy pomiary pełnych 360st. Tylko rozwiązania indukcyjne [nie wiem dlaczego] ale wydają mi się mało odporne na różne czynniki.

Ja myślałem o kondensatorze powietrznym, bo skoro w radiach pracowały stabilnie to i tutaj może byłoby w miarę dobrze, ale obawiam się bardzo tej dokładności i powtarzalności pomiaru. Co powiecie o rozwiązaniu proponowanym przez roks i tym z dwoma okładkami kondensatora?

Może PROGRAMISTA lub ktoś inny napisze jeszcze coś o tych ADXLach, bo pomiar w dwóch osiach by mógł się przydać.

Dosyć rzadko tu zaglądam. no więc czujnik adxl ma wyjścia zarówno dwa wyjścia analogowe i dwa cyfrowe(dwie osie),tu wystarczyła by jedna oś. Układ mierzy wielkośc przyśpieszenia ziemskiego i na tej podstawie wie w jakiej pozycji zawsze się znajduje. Zastosowania np w telefonach komórkowych. Jak się obruci o 90 stopni to wyświetlacz zmienia sposób wyświetlania. Wystarczyło by podłączyć woltomierz cyfrowy. O ile to jeszcze aktualne to mógłbym zrobić taki test i sprawdzić dokładność w rzeczywistości, oraz podać tu wyniki. Takie układziki można czasem kupić na allegro, ale o ile wyniki mojego pomiaru były by zadawalające mógłbym sprzedać ten układ dostosowany już o woltomierza

Jeśli chodzi o czujniki ADXL202 to raczej nie nadają się do tego zastosowania ze względu na dokładność, pomiar musiałby być dokonywany z obu osi i odpowiednio przeliczany bo jedna oś w położeniu poziomym ma bardzo małą czułość więc dokładność pomiaru byłaby w tym wypadku rzędu kilku stopni a nie 0,1. Ponadto mierzony wałek musiałby być w pozycji poziomej. Czujniki ADXL mierzą także przyśpieszenie dynamiczne więc jeśli zmiany położenia wałka są ciągłe i szybkie to ten czujnik całkowicie odpada.

dzięki wielkie, pozostane chyba przy opcji z enkoderem obrotowym [własnej konstrukcji]. To chyba najtańsze i najodpowiedniejsze rozwiązanie mimo konieczności zastosowania przekładni, ale coz nie można mieć wszystkiego i wybrałem kompromis

Ale dzięki za informacje na temat ADXLa. Nawet nie wiedziałem że coś takiego istnieje. Wielkie dzięki.

daj większe koło pasowe na tą oś i wyjmij ze sterej drukarki HP640 taśmę z liniami jest tam i transoptor. Taśma jest przezroczysta a ilość lini bardzo duża, uzyskasz wymaganą dokładność. Co do pozycjonowania początku to proponowałbym prosty sposób:
zawsze po włączeniu zasilania napęd obraca ten twój wałek do pozycji zero, w tej pozycji transoptor lub inny czujnik zgłasza do procesora pozycję zero w której wyzeruje wskazania. Robiłem na układach ADXL czujnik położenia do samochodów ( zabezpieczenie przed lawetą i kradzieżą kół) układ jest bardzo czuły, lecz trochę pływa w zmianach temperatury.


pozdrawiam