Κύκλωμα ευθυγράμμισης κινητήρα ελεγχόμενου με λέιζερ

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Η ανάρτηση εξηγεί ένα απλό κύκλωμα οδηγού κινητήρα ελεγχόμενο με λέιζερ γραμμής, το οποίο λειτουργεί ανταποκρινόμενο σε μια οριζόντια γραμμή λέιζερ ακριβείας, που δημιουργείται από μια συσκευή στάθμης λέιζερ γραμμής και προσαρμόζει αυτόματα την ευθυγράμμιση του συνδεδεμένου εργαλείου ή της εργασίας με εξαιρετική τελειότητα και ακρίβεια.

Τι είναι το Line Laser

Ο εξοπλισμός λέιζερ γραμμής είναι μια υψηλής ακρίβειας ηλεκτρονική αντικατάσταση του παλαιού αλουμινίου αλουμινίου ξυλουργών.



Η συσκευή λέιζερ γραμμής είναι στην πραγματικότητα ένας προηγμένος εξοπλισμός εκπομπής λέιζερ που μπορεί να δημιουργήσει ένα 360 ° υψηλής ακρίβειας φωτιζόμενη οριζόντια γραμμή λέιζερ, για παροχή αναφοράς βαθμονόμησης σε όλες τις βιομηχανικές ή κατασκευαστικές εργασίες μηχανικής, έτσι ώστε το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας να είναι απόλυτα ίσιο και ευθυγραμμισμένο χωρίς κανένα παραμικρό σφάλμα.

Το κύκλωμα ζητήθηκε από έναν από τους αφοσιωμένους αναγνώστες αυτού του ιστολογίου, τον κ. Rafal.



Οι λεπτομερείς συζητήσεις σχετικά με τη διαδικασία λειτουργίας του κινητήρα γραμμής με λέιζερ μπορούν να αντληθούν από τις ακόλουθες παραγράφους:

Στόχος σχεδιασμού

Κύριος. Rafal: Είμαι πολύ νέος σε αυτό. Έχω κάνει κάποια έρευνα τις τελευταίες εβδομάδες και δεν έχω βρει ακριβώς αυτό που χρειάζομαι.

Θα είμαι ευγνώμων για οποιαδήποτε βοήθεια. Επισυνάπτω μια φωτογραφία της ιδέας μου. Θέλω να ελέγξω δύο κινητήρες 12 V DC με επίπεδο λέιζερ.

Το επίπεδο λέιζερ γραμμής θα σηματοδοτήσει τους δέκτες.

Αυτό το σήμα θα πρέπει στη συνέχεια να ελέγξει την κατεύθυνση του κινητήρα DC 12 V. Ο κινητήρας περιστρέφει τη σπειροειδή ράβδο εμπρός και πίσω για να ρυθμίσει το ύψος του εργαλείου.

Από ό, τι ανακάλυψα, θα υπήρχαν πολλές φωτοδιόδους συνδεδεμένες παράλληλα, ένα σετ για την ανίχνευση του λέιζερ πάνω από το μηδέν επίπεδο και το άλλο κάτω από αυτό το επίπεδο. Το μηδενικό επίπεδο είναι ένα είδος παύσης ανάμεσα στις φωτοδιόδους για να μην ξυπνήσει το σύστημα. Αισθητήρας λέιζερ χωρίς οθόνη. Έδωσα μόνο μια εικονογραφική φωτογραφία.

Χρειάζομαι ένα κύκλωμα γέφυρας Η, αλλά όλα τα βρήκα πρέπει να χρησιμοποιηθούν με ένα σύστημα Arduino. Εάν είναι απαραίτητο, μπορώ να αγοράσω μια έτοιμη γέφυρα σε λογική τιμή έως και 30 $

Στην ιδανική περίπτωση, αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει και με τα κόκκινα και τα πράσινα λέιζερ, αλλά τα μήκη κύματος είναι τόσο διαφορετικά που αμφιβάλλω ότι θα μπορούσε να γίνει και δεν θα λειτουργούσε σε ολόκληρο το φάσμα του φωτός.

Αρχικά, θα ήθελα να ρυθμίσω το επίπεδο αυτής της δέσμης που συνδέεται με τους κινητήρες με τα πάνω κουμπιά. Θα ήμουν ευχαριστημένος αν ο δεύτερος κινητήρας θα ισοπεδώσει με το γυροσκόπιο ενώ το έβαζε, αλλά χωρίς το Arduino μπορεί να είναι πολύ δύσκολο.

Νομίζω ότι αυτό που προσπαθώ να κάνω είναι τόσο απλό που μπορώ να ξεφύγω χωρίς να χρησιμοποιήσω το Arduino. Και επιμένω σε ένα αναλογικό, λόγω των δύσκολων συνθηκών σε ένα εργοτάξιο και μου φαίνεται ότι όσο περισσότερα ηλεκτρονικά, τόσο πιο αναξιόπιστη η συσκευή.

Λειτουργεί μόνο σε εσωτερικούς χώρους και η απόσταση λέιζερ είναι μέγιστη 10m. Ο κινητήρας που βρήκα στην αρχή έχει μεγάλη κατανάλωση ρεύματος 200mA max 2,19 A, αλλά και μεγάλη ροπή.

Ισχύς 18 V DC από μπαταρία Makita.
Ευχαριστώ εκ των προτέρων για οποιεσδήποτε προτάσεις.
Χαιρετισμούς από Πολωνία
Ράφαλ

Κλοπιμαία : Έχω σύγχυση σχετικά με τη λειτουργία των αξόνων του κινητήρα. Η βιδωτή βίδα και στους δύο κινητήρες θα ωθήσει το εργαλείο, αλλά δεν μπορεί να το τραβήξει πίσω; Πώς λειτουργεί;

Είναι δυνατόν να εφαρμοστεί το ίδιο με ένα μοτέρ;

Κύριος. Ραφαλ: Οι κατώτερες ισοπεδώσεις θα ήταν ίσως 70 cm, μόνο για μικρά δωμάτια, π.χ. μια τουαλέτα ώστε να μπορείτε να μπείτε μέσα από μια πόρτα.

Μηχάνημα χωρίς κίνηση, τραβηγμένο στο χέρι, μόνο ευθυγραμμισμένες ευθείες. Στο βίντεο, τα δύο κίτρινα αντικείμενα στους ιστούς είναι ανιχνευτές λέιζερ στερεωμένοι άκαμπτα στις ευθείες.

Το λέιζερ στέκεται κάπου πιο μακριά και παράγει μια οριζόντια γραμμή.

Οι κινητήρες θα ήταν προσαρτημένοι σε ένα καροτσάκι και τον κοχλιωτό κοχλία σε ίσια όρια με ανιχνευτές λέιζερ. Πρέπει να υπάρχουν δύο κινητήρες για ισοπέδωση και των δύο πλευρών, αλλά είναι μια εικόνα καθρέφτη.

Το μόνο κοινό κομμάτι θα ήταν ένα H-Bridge δύο καναλιών σαν να το έκανα από μια έτοιμη μονάδα και πιθανώς ένα γυροσκόπιο, αλλά αυτό είναι ένα όνειρο :).
Είναι σημαντικό να υπάρχουν κουμπιά για στροφές αριστερού και δεξιού κινητήρα.
Η διαδικασία είναι αυτή. Κρεμώ το λέιζερ για παράδειγμα 2 μέτρα πάνω από το καθορισμένο επίπεδο δαπέδου. Μετράω 2 μέτρα από τη δέσμη λέιζερ έως το κάτω άκρο των ευθυγραμμίσεων.

Ρυθμίζω το ύψος πιέζοντας τα κουμπιά τους διακόπτες δεξιά-αριστερά έτσι ώστε να είναι ίσο με 2 μέτρα στο κάτω άκρο των ευθυγραμμίσεων. Έβαλα τους ανιχνευτές στους ιστούς έτσι ώστε η ακτίνα λέιζερ να βρίσκεται στο μηδέν επίπεδο μεταξύ των τμημάτων φωτοδιόδου. Και τα υπόλοιπα θα το κάνουν

Στο συνημμένο έβαλα ένα σχέδιο της λειτουργίας του ανιχνευτή.

Ράφαλ

Σχεδιασμός κυκλώματος

Κοιτάζοντας το παραπάνω σχήμα, θα απαιτηθούν δύο παρόμοια στάδια κυκλώματος για την ανίχνευση και διόρθωση του σχετικού ελεγχόμενου κινητήρα εργαλείου σε σχέση με την ακρίβεια ευθυγράμμισης της γραμμής λέιζερ.

Τα δύο πανομοιότυπα στάδια είναι καθρέφτες μεταξύ τους, όπως φαίνεται παρακάτω:

Το κύκλωμα είναι αρκετά απλό. Λειτουργεί με ένα συγκριτικό παραθύρων που διασφαλίζει ότι οι κινητήρες κίνησης δεν λειτουργούν εφόσον το ζεύγος LDR εκτίθεται με την ίδια φωτεινότητα γραμμής λέιζερ.

Στη συνέχεια δημιουργείται ένα μισό ρεύμα τροφοδοσίας στην είσοδο μη αναστροφής του Α1 και στην είσοδο αντιστροφής του Α2.

Μόλις εντοπιστεί μια παραμόρφωση στη γραμμή λέιζερ (η οποία μπορεί να συμβεί εάν το εργαλείο που ελέγχεται από τον κινητήρα δεν είναι ευθυγραμμισμένο ευθεία), η φωτεινότητα που επηρεάζει τα LDRs R1 και R2 αλλάζει.

Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση εισόδου στο συγκριτικό παραθύρου απομακρύνεται από τη μισή τάση τροφοδοσίας. Αυτή η κατάσταση προκαλεί την έξοδο του συγκριτή να δώσει εντολή στο δίκτυο γέφυρας κινητήρα να μετακινήσει τον κινητήρα προς τις δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα.

Τρανζίστορ T1. . . Το T4 είναι διαμορφωμένο σαν ένα δίκτυο γέφυρας ώστε να επιτρέπει την ενεργοποίηση του κινητήρα εμπρός και αντίστροφη κατεύθυνση ανάλογα με τον φωτισμό LDR ή τη γωνία απόκλισης γραμμής λέιζερ.

Δίοδοι D1. . . Το D4 είναι τοποθετημένο για να ακυρώσει τις κορυφές τάσης που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια του κινητήρα σε κίνηση και λειτουργία. Η λειτουργία των προεπιλεγμένων ποτενσιόμετρων P1 και P2 είναι για τη διευκόλυνση των προσαρμογών ευθυγράμμισης.

Αυτά είναι καλά ρυθμισμένα για να διασφαλίσουν ότι ο κινητήρας είναι εντελώς κλειστός και ανενεργός εφόσον το αντίστοιχο ζεύγος LDR εκτίθεται στην ίδια ακριβώς φωτεινότητα λέιζερ.

Ας πούμε για παράδειγμα, λόγω λανθασμένης ευθυγράμμισης του εργαλείου που ελέγχεται από τον κινητήρα, η κλίση της γραμμής λέιζερ προκαλεί μείωση του φωτός στο LDR R2 από το LDR R1. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα η τάση στο σημείο Α να αυξηθεί πάνω από τη μισή τάση τροφοδοσίας.

Σε αυτήν την περίπτωση, η έξοδος ενισχυτή A1 γίνεται υψηλή, αναγκάζοντας τα τρανζίστορ T1 και T4 να λειτουργήσουν. Αυτό με τη σειρά του προκαλεί την περιστροφή του κινητήρα στη σχετική κατεύθυνση. Αυτή η ενέργεια αλλάζει αυτόματα το συνδεδεμένο εργαλείο σε ευθεία γραμμή έως ότου η ακρίβεια οριζόντιας ευθυγράμμισης συμπίπτει με την ακρίβεια της γραμμής λέιζερ.

Αντιστρόφως, εάν υποθέσουμε ότι το εργαλείο θα γέρνει με τον αντίθετο προσανατολισμό έτσι ώστε ο φωτισμός των LDR να είναι αντίθετος από τον παραπάνω, προκαλεί πτώση της τάσης στο σημείο Α κάτω από τη μισή τάση τροφοδοσίας. Αυτή η συνθήκη ενεργοποιεί την έξοδο A2 op amp να φτάσει ψηλά έτσι ώστε τα T3 και T2 να λειτουργήσουν.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο κινητήρας να τρέχει τώρα προς την αντίθετη κατεύθυνση, σε μια προσπάθεια να διορθωθεί η ευθυγράμμιση του εργαλείου στη σχετική κατεύθυνση έως ότου γίνει τέλεια ευθεία που συμπίπτει με την οριζόντια ακρίβεια της γραμμής λέιζερ.

Κουμπί Πάνω / Κάτω

Τα κουμπιά πάνω προς τα κάτω για την αρχική ρύθμιση του ύψους του αλφάδι μπορούν απλά να εφαρμοστούν μέσω καλωδίωσης διακόπτες μπουτόν παράλληλα με κάθε ένα από τα LDR.

Εγκατάσταση LDR

Για να λάβετε τη σωστή απόκριση από τα LDRs, τα αριστερά δεξιά ζεύγη πρέπει να εγκατασταθούν μέσα σε ένα σωληνάριο σαν περίβλημα έτσι ώστε να είναι σε θέση να «βλέπουν» μόνο τον φωτισμό λέιζερ και όχι άλλο φως περιβάλλοντος.

Η ιδέα μπορεί να φανεί στην ακόλουθη εικόνα:

Εδώ, μπορούμε να δούμε ότι τα LDR βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο, τα οποία διασφαλίζουν ότι όταν η γραμμή λέιζερ βρίσκεται στο ακριβές κέντρο, κάποιο τμήμα και των δύο ζευγών LDR φωτίζεται ομοιόμορφα από το φως λέιζερ.

Το μπροστινό μέρος του περιβλήματος LDR θα μπορούσε να καλυφθεί με έναν διασκορπισμένο φακό, έτσι ώστε ο φωτισμός λέιζερ να μπορεί να διαχέεται ομοιόμορφα μέσα από τα αντίστοιχα LDR.




Προηγούμενο: Απλό κύκλωμα συναγερμού κατά της κλοπής για την προστασία πολύτιμων αντικειμένων Επόμενο: Universal BJT, JFET, MOSFET Tester Circuit