Tamiya 72004 Sensor de velocitat de caixa de canvis sense cuc: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Volia controlar amb precisió la velocitat del motor en una caixa de canvis sense fi Tamiya 72004 per a un robot que estic construint. Per fer-ho, heu de tenir alguna manera de mesurar la velocitat actual. Aquest projecte mostra l'evolució del sensor de velocitat. Com podeu veure a la imatge, el motor acciona un engranatge sense fi fixat directament al seu eix de sortida, i després una sèrie de tres engranatges per reduir la velocitat de l’eix de sortida final.

Pas 1: investigueu les vostres opcions

En general, per mesurar la velocitat d’un motor cal un tipus de sensor. Hi ha algunes opcions, però probablement la més comuna és un sensor òptic, que es pot implementar de dues maneres: reflectant o transmissiva.

Per a un sensor reflectant, un disc amb segments blancs i negres alterns s’uneix al motor o en algun lloc del tren motriu. Un LED (vermell o infraroig) fa brillar una llum al disc i un fotodiode o un fototransistor detecta la diferència entre els segments clar i fosc per la quantitat de llum LED reflectida quan gira el motor. Per a un sensor transmissiu s’utilitza una disposició similar, però el LED brilla directament al fotosensor. Una paleta opaca connectada al motor o al tren d'engranatges (o un forat perforat en un dels engranatges) trenca el feix, cosa que permet al sensor detectar una volta. Més endavant afegiré enllaços a alguns exemples d’aquests. Aquest projecte utilitzava el disseny del sensor transmissiu, però he provat diverses variacions, com veureu.

Pas 2: Photointerrupter MK I

El primer mètode que vaig provar va utilitzar un LED vermell d'alta intensitat i un fototransistor. He forat dos forats a la segona engranatge del tren d'engranatges i dos forats a la caixa de canvis. Això em va donar uns 5 impulsos per volta de l'eix de sortida. Em va agradar que funcionés.

Pas 3: Photointerrupter MK II

No em va alegrar la quantitat de pulsacions que vaig obtenir del primer disseny. Vaig pensar que seria difícil afegir un sensor al propi motor, així que vaig perforar un forat al primer engranatge impulsat pel cuc i vaig moure el LED i el fototransistor. Aquesta vegada el sensor generaria uns 8 impulsos per volta de l’eix de sortida.

Pas 4: Photointerrupter MK III

Vaig decidir que havia de col·locar el sensor al propi motor, abans de qualsevol engranatge de reducció, de manera que pogués capturar molts impulsos per volta de sortida, i va resultar que no era tan dur com pensava. El disseny final utilitza una paleta muntada directament a l’eix de sortida del motor. Vaig trobar un petit interruptor opto ranurat dins d’una antiga unitat de disquet de 3,5 polzades i el vaig muntar per sobre de l’eix del motor. Vaig enganxar una femella M2.5 a l’engranatge sense fi a l’interval entre l’engranatge i la cara del motor i, a continuació, vaig enganxar tros de plàstic negre d’uns 4 mm x 5 mm cap a un dels plats de la femella. A mesura que el motor gira, el sensor genera una sèrie de polsos.

Pas 5: Conclusió

No cal comprar un commutador opto ranurat ja preparat: un LED i un fototransistor muntats en línia entre ells són prou bons. Depenent de la vostra aplicació, és possible que vulgueu més o menys impulsos per revolució de sortida, cosa que influirà en la ubicació del sensor. Per a aquest projecte em vaig adonar que necessitava tants polsos com fos possible, però hauria estat difícil instal·lar un LED i un fototransistor al costat de l’eix del motor, així que vaig tenir la sort d’haver descobert el minúscul optointerruptor de ranura en una unitat de disquet.

L’últim pas és connectar el LED i el fototransistor al microcontrolador o a altres circuits. Vaig utilitzar una resistència 150R per limitar el corrent al LED i una resistència de tracció de 10K al col·lector del fototransistor. La foto següent mostra el motor que funciona amb una sola bateria AA i la seva velocitat mesurada amb un tacòmetre que he construït. 6142 rpm és la velocitat que esperaria, donades les especificacions típiques de Tamiya. Tots els motors seran diferents, però, mesurant la velocitat actual i variant la tensió d’alimentació, es pot controlar amb precisió la velocitat del motor.