Tamiya 72004 Worm Gearbox Speed Sensor: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

ฉันต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์อย่างแม่นยำในกล่องเกียร์หนอน Tamiya 72004 สำหรับหุ่นยนต์ที่ฉันกำลังสร้าง ในการทำเช่นนี้ คุณต้องมีวิธีวัดความเร็วปัจจุบัน โครงงานนี้แสดงวิวัฒนาการของเซ็นเซอร์ความเร็ว ดังที่คุณเห็นในภาพ มอเตอร์ขับเฟืองตัวหนอนที่ต่อเข้ากับเพลาส่งออกโดยตรง จากนั้นจึงใช้ชุดเกียร์สามชุดเพื่อลดความเร็วของเพลาส่งออกสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 1: ค้นหาตัวเลือกของคุณ

โดยทั่วไป ในการวัดความเร็วของมอเตอร์ คุณต้องใช้เซ็นเซอร์บางประเภท มีตัวเลือกบางอย่าง แต่ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดคือเซ็นเซอร์ออปติคัล และสิ่งเหล่านี้สามารถใช้ได้ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี: แบบสะท้อนแสงหรือแบบส่งผ่าน

สำหรับเซ็นเซอร์สะท้อนแสง ดิสก์ที่มีส่วนสีดำและสีขาวสลับกันติดอยู่กับมอเตอร์หรือที่ใดที่หนึ่งตามชุดขับเคลื่อน LED (สีแดงหรืออินฟาเรด) จะส่องแสงบนแผ่นดิสก์ และโฟโตไดโอดหรือโฟโตทรานซิสเตอร์จะตรวจจับความแตกต่างระหว่างส่วนที่สว่างและมืดด้วยปริมาณของแสง LED ที่สะท้อนเมื่อมอเตอร์หมุน สำหรับเซ็นเซอร์ส่งสัญญาณจะใช้การจัดเรียงที่คล้ายกัน แต่ LED จะส่องไปที่เซ็นเซอร์แสงโดยตรง ใบพัดทึบแสงที่ติดอยู่กับมอเตอร์หรือชุดเกียร์ (หรือรูที่เจาะในเฟืองตัวใดตัวหนึ่ง) จะทำลายลำแสง ทำให้เซ็นเซอร์ตรวจจับการหมุนครั้งเดียวได้ ฉันจะเพิ่มลิงก์ไปยังตัวอย่างเหล่านี้ในภายหลัง โปรเจ็กต์นี้ใช้การออกแบบเซ็นเซอร์ส่งสัญญาณ แต่ฉันได้ลองใช้รูปแบบต่างๆ มากมาย อย่างที่คุณเห็น

ขั้นตอนที่ 2: Photointerrupter MK I

วิธีแรกที่ฉันลองใช้คือ LED สีแดงความเข้มสูงและโฟโตทรานซิสเตอร์ ฉันเจาะสองรูในเกียร์ที่สองในชุดเกียร์และสองรูในปลอกเกียร์ สิ่งนี้ทำให้ฉันประมาณ 5 พัลส์ต่อการปฏิวัติเพลาส่งออก ฉันดีใจที่มันได้ผล

ขั้นตอนที่ 3: Photointerrupter MK II

ฉันไม่พอใจกับจำนวนพัลส์ที่ฉันได้รับจากการออกแบบครั้งแรก ฉันคิดว่าการเพิ่มเซ็นเซอร์ลงในตัวมอเตอร์เองคงเป็นเรื่องยาก ดังนั้นฉันจึงเจาะรูในเกียร์แรกที่ขับเคลื่อนโดยตัวหนอน แล้วย้าย LED และโฟโตทรานซิสเตอร์ คราวนี้เซ็นเซอร์จะสร้างพัลส์ประมาณ 8 ครั้งต่อการหมุนรอบของเพลาเอาท์พุต

ขั้นตอนที่ 4: Photointerrupter MK III

ฉันตัดสินใจว่าฉันต้องใส่เซ็นเซอร์ไว้บนมอเตอร์ก่อนที่จะลดเกียร์ลง เพื่อที่ฉันจะได้จับพัลส์จำนวนมากต่อรอบของเอาต์พุต และปรากฏว่ามันไม่ได้ยากอย่างที่ฉันคิด การออกแบบขั้นสุดท้ายใช้ใบพัดที่ติดตั้งโดยตรงบนเพลาส่งออกของมอเตอร์ ฉันพบสวิตช์ออปโตแบบ slotted เล็กๆ ภายในฟลอปปีไดรฟ์ 3.5 แบบเก่า และติดตั้งไว้เหนือเพลามอเตอร์ ฉันติดน็อต M2.5 เข้ากับเฟืองตัวหนอนในช่องว่างระหว่างเฟืองกับด้านหน้าของมอเตอร์ จากนั้นจึงติดกาว ชิ้นส่วนพลาสติกสีดำประมาณ 4 มม. x 5 มม. ต่อหนึ่งในแฟลตของน็อต เมื่อมอเตอร์หมุน ชุดของพัลส์จะถูกสร้างขึ้นโดยเซ็นเซอร์

ขั้นตอนที่ 5: บทสรุป

ไม่จำเป็นต้องซื้อสวิตช์ opto slotted สำเร็จรูป- LED และ phototransistor ที่ติดตั้งในแนวเดียวกันนั้นดีพอ ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันของคุณ คุณอาจต้องการพัลส์มากหรือน้อยต่อการปฏิวัติเอาต์พุต ซึ่งจะส่งผลต่อตำแหน่งของเซ็นเซอร์ สำหรับโครงการนี้ ฉันรู้ว่าฉันต้องการพัลส์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่จะเป็นการยากที่จะติดตั้ง LED และโฟโตทรานซิสเตอร์ถัดจากเพลามอเตอร์ ดังนั้นฉันจึงโชคดีที่ได้พบสวิตช์ออปโตสวิตช์แบบ slotted ขนาดเล็กในฟลอปปีไดรฟ์

ขั้นตอนสุดท้ายคือการเชื่อมต่อ LED และโฟโตทรานซิสเตอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์หรือวงจรอื่นๆ ฉันใช้ตัวต้านทาน 150R เพื่อจำกัดกระแสให้เป็น LED และตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 10K บนตัวสะสมของโฟโตทรานซิสเตอร์ ภาพด้านล่างแสดงการขับเคลื่อนมอเตอร์ด้วยแบตเตอรี่ AA เพียงก้อนเดียว และความเร็วของมอเตอร์นั้นวัดจากมาตรวัดรอบที่ฉันสร้าง 6142 รอบต่อนาทีเป็นความเร็วที่ฉันคาดหวังจากสเปกทั่วไปของทามิย่า มอเตอร์ทุกตัวจะมีความแตกต่างกัน แต่ด้วยการวัดความเร็วปัจจุบันและแรงดันไฟที่จ่ายออกไป ทำให้สามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ