Cảm biến tốc độ hộp số Tamiya 72004 Worm: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Tôi muốn điều khiển chính xác tốc độ của động cơ trong hộp số sâu Tamiya 72004 cho rô bốt mà tôi đang chế tạo. Để làm điều này, bạn phải có một số cách để đo tốc độ hiện tại. Dự án này cho thấy sự phát triển của cảm biến tốc độ. Như bạn có thể thấy trong hình, động cơ truyền động một bánh răng sâu được gắn trực tiếp vào trục đầu ra của nó, sau đó là một loạt ba bánh răng để giảm tốc độ của trục đầu ra cuối cùng.

Bước 1: Nghiên cứu các lựa chọn của bạn

Nói chung, để đo tốc độ của động cơ, bạn cần một số loại cảm biến. Có một số tùy chọn, nhưng có lẽ phổ biến nhất là cảm biến quang học và chúng có thể được thực hiện theo một trong hai cách: phản xạ hoặc truyền qua.

Đối với cảm biến phản xạ, một đĩa có các đoạn đen trắng xen kẽ được gắn vào động cơ hoặc một nơi nào đó dọc theo đường truyền động. Một đèn LED (màu đỏ hoặc tia hồng ngoại) chiếu ánh sáng vào đĩa và một điốt quang hoặc điện trở quang phát hiện sự khác biệt giữa các phân đoạn sáng và tối bằng lượng ánh sáng LED phản xạ khi động cơ quay. Đối với cảm biến truyền, cách sắp xếp tương tự được sử dụng, nhưng đèn LED chiếu trực tiếp vào cảm biến quang. Một cánh mờ được gắn vào động cơ hoặc hộp số (hoặc một lỗ được khoan trên một trong các bánh răng) làm gãy chùm tia, cho phép cảm biến phát hiện một vòng quay. Tôi sẽ thêm liên kết đến một vài ví dụ về những điều này sau. Dự án này sử dụng thiết kế cảm biến truyền, nhưng tôi đã thử một số biến thể, như bạn sẽ thấy.

Bước 2: Photointerrupter MK I

Phương pháp đầu tiên tôi đã thử sử dụng đèn LED đỏ cường độ cao và một điện trở quang. Tôi đã khoan hai lỗ trên bánh răng thứ hai cuối cùng trong hộp số và hai lỗ trên vỏ hộp số. Điều này đã cho tôi khoảng 5 xung cho mỗi vòng quay của trục đầu ra. Tôi hài lòng vì nó đã hoạt động.

Bước 3: Photointerrupter MK II

Tôi không hài lòng với số lượng xung mà tôi nhận được từ thiết kế đầu tiên. Tôi nghĩ rằng sẽ rất khó để thêm một bộ cảm biến vào chính động cơ, vì vậy tôi đã khoan một lỗ trên bánh răng đầu tiên do con sâu điều khiển và di chuyển đèn LED và phototransistor. Lần này cảm biến sẽ tạo ra khoảng 8 xung trên mỗi vòng quay của trục đầu ra.

Bước 4: Photointerrupter MK III

Tôi quyết định rằng tôi phải đặt cảm biến trên chính động cơ, trước khi thực hiện bất kỳ thao tác giảm tốc nào, để có thể bắt được nhiều xung trên mỗi vòng quay của đầu ra, và nó hóa ra không khó như tôi nghĩ. Thiết kế cuối cùng sử dụng một cánh gạt gắn trực tiếp trên trục đầu ra của động cơ. Tôi tìm thấy một công tắc opto có rãnh nhỏ bên trong một ổ đĩa mềm 3,5 cũ và gắn nó phía trên trục động cơ. Tôi dán một đai ốc M2.5 vào bánh răng sâu trong khoảng cách giữa bánh răng và mặt của động cơ, sau đó dán một miếng nhựa đen khoảng 4mm x 5mm vào một trong các mặt phẳng của đai ốc Khi động cơ quay, một loạt các xung được tạo ra bởi cảm biến.

Bước 5: Kết luận

Không nhất thiết phải mua một công tắc opto có rãnh làm sẵn - một đèn LED và phototransistor được gắn thẳng hàng với nhau là đủ tốt. Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, bạn có thể muốn nhiều hoặc ít xung hơn trên mỗi vòng quay đầu ra, điều này sẽ ảnh hưởng đến vị trí của cảm biến. Đối với dự án này, tôi nhận ra rằng tôi cần càng nhiều xung càng tốt, nhưng sẽ rất khó để lắp đặt một đèn LED và phototransistor bên cạnh trục động cơ, vì vậy tôi đã may mắn phát hiện ra công tắc chuyển mạch quang có rãnh nhỏ trong một ổ đĩa mềm.

Bước cuối cùng là kết nối đèn LED và phototransistor với bộ vi điều khiển hoặc mạch điện khác của bạn. Tôi đã sử dụng một điện trở 150R để giới hạn dòng điện vào đèn LED và một điện trở kéo lên 10K trên bộ thu của phototransistor. Ảnh bên dưới cho thấy động cơ được điều khiển bằng một pin AA duy nhất và tốc độ của nó được đo trên máy đo tốc độ mà tôi đã chế tạo. 6142rpm là tốc độ tôi mong đợi, dựa trên các thông số kỹ thuật điển hình từ Tamiya. Mỗi động cơ sẽ khác nhau, nhưng, bằng cách đo tốc độ dòng điện và thay đổi điện áp cung cấp, tốc độ động cơ có thể được kiểm soát chính xác.