Elektronik kumpas nasıl çalışır?


28

Bu elektronik kumpaslar nasıl çalışır ?:

Kaliper

Bir şekilde koşu parkuru kapasitansını ölçerek çalıştıklarını biliyorum. Fakat mesafeleri ölçmek için kapasitansı nasıl kullanıyorlar - kapasitansın mesafeyle doğrusal bir ilişkisi mi yoksa devam eden başka bir şey mi var? Bunlar gerçekten doğru - 0-100 mm'den ± 0,02 mm'ye kadar spesifikasyon ve çözünürlük 0.01 mm'ye kadar. Bunların çok düşük fiyat noktasındaki şartnameleri nasıl karşılayabileceğine de şaşırdım - 8 sterlinlik madeni aldım ve boyutlarını bildiğim birkaç ortak nesneye karşı denedim ve kontrol etti.


1
Bu konuyla ilgili yararlı blog yazısı: Dijital kumpas teardown (sadece referans materyali
doldurma

Yanıtlar:


8

Kapasite oranı ile frekans oranı - değer dönüşümü arasındaki konumu. Anahtar, iki kapasitörün yakınında düzensiz desenli iletkenler kullanıyor. Devre yavaş yanıt veriyor, ancak dikkat çekici şekilde kumpas gibi çalışıyor.


7
Birisi, kalıpları görebilmeniz için bir takımını parçaladı: adafruit.com/blog/2010/11/08/digital-calipers-tear-down
Michael Kohne

4
Güzel. Mucidin ne kadar erken keşfettiğini hayal edebiliyorum. Diğer yandan logaritmik cetveli olan bir yandan manometre / kapasitör kısıtlamasını çevirerek radyoyu ayarlıyordu, sonra bir el bileğindeki bir koldaki LCD saatlerine baktı ve dedi ki ... Eureka!

İşte Flickr sayfası beni gidecek gibi karışık olsaydı üzerinde hepsiyle 'NEREDE DA PICS ??'
Nick T,

24

Sadece sinyalleri kapsamaya çalışırken biraz eğlendim, orada gerçekten korkak bir şeyler oluyor.

"İşte güzel bir web sayfası" <- o sayfa? yanlış! orada olanları değil, sadece bir giriş sinyali var, günah ve cos

"Anahtar, iki kapasitörün yakınında düzensiz desenli iletkenler kullanıyor." <- tekrar yanlış

Birisinin aslında bunlardan birinin bir kopyasını oluşturduğu bir web sayfası bulursanız, o zaman söylediklerine inanıyorum.

Neyse, ölçtüğüm şey bu, google'dan bu bilgilerin hiçbirini bulamıyorum

8 ile gruplandırılmış dikey şeritler, bunlar çipin blob üzerindeki dijital çıkışlarına bağlanır, bunlar PWM sinyalleri tarafından tahrik edilir - yaklaşık sinüs dalgası. 8 faz, sinüs dalgası dönemi 1800us (YMMV), nabız süresi ~ 5.6us. Her faz 1800us / 8 = 225us ile değiştirildi

Alma plakası, kapasitif kuplajla statordan gelen summa özetini alır. Şimdi alma sinyali çoğunlukla çöplerden ibarettir, ancak çıkış darbesi yükselen kenarlara karşılık gelen sinyal zirveleri bir sinüzoit oluşturur. Bu sinüzoidin fazı statorun konumuna bağlıdır. Tahmin ediyorum ki rx ölçümleri çıkış darbeleriyle zamanlanmalı ve bunun ardından faz kaymasını sağlamak için işleyen bazı korkak sinyaller var, bunun rx tarafının nasıl yapılacağından% 100 emin değilim.

Stator paterni ve tx levha paternleri her 5 mm'de bir tekrar eder, bu da nihai değerin kaba ve ince ölçümlerin toplamı olduğu anlamına gelir. Kaba ölçüm, normal kodlayıcı değerlerinde olduğu gibi sayılan ve hatırlanan 5mm'lik tekrarların sayımıdır, bu sayımı bozabilirsiniz, tarama kafasını kumpas üzerinde çok hızlı hareket ettirirseniz, kumpas 0 noktasını kaybeder. İnce ölçüm, çıkış sinüzoitinin faz kayması ölçümüdür. Bunlar LCD'de toplanır ve gösterilir.

İşte bir örnek: görüntü tanımını buraya girin

Bu neden önemlidir?

a) Herhangi biri bir diyete kopyalamayı başardıysa, o zaman en azından google'da bulamıyorum. Eminim birileri yaptı, projelerini yayınlamış gibi görünmüyor. Bu kadar yaygın bir öğe için nasıl yapılır bilgisinin basitçe orada olmadığı anlamına gelir.

b) Kiri ucuz hale getirmek için doğrusal diyot kodlayıcıları çok sayar, örneğin tüm diy 3B yazıcıların nasıl başarısızlığa eğilimli olduğunu biliyorsunuz? Bunun nedeni açık döngü kontrol sistemleri olmalarıdır, küçük sıkışma veya kayma ve kontrol sistemi artık robotun nerede olduğunu bilmiyor. Şimdi endüstriyel bir robot için, her bir eksen için bir tane olan lineer enkoder satın alırsınız. Heidenhein ve diğer 100 şirket memnuniyetle size ~ 1k € karşılığında bir tane satacak. Bodrumdaki hobiler maalesef bu tür bütçelerden mahrumlar. Fakat dijital kumpaslarda kullanılanlar gibi kapasitif doğrusal kodlayıcıyı memnuniyetle satın alırlar (ya da üretmeyi basitleştirir). Bilgi nasıl dışarıda bir yerlerde olsaydı.


Gördüğüm bazı endüstriyel sistemler string enkoder kullanıyor. Eminim ki kendi sorunları olabilir, ama kolayca ya da göreceli olarak kolayca yapılabilir.
supercat

Kahretsin, son yorum aklımdan geçiyor. DIY 3D yazıcılar / CNC makineleri için kapalı döngü geri bildirim sistemi oluşturmak harika olurdu. Dijital pergellere bakmak için aklımdan asla geçmedim, optik bir şeyler düşünmek zorunda kaldım.
dext0rb

Makaleyi capsense.com/capsense-wp.pdf adresinde okudunuz mu? Dijital pergel için LS Starrett Co. tarafından kullanılan günah ve cos iddiasının geldiği yer burasıdır. Yine de bu tasarımı bozmaya çalışıyorum. . Böyle bir tasarım toplam uzunluğu boyunca .01m hassasiyetle 1 metre ~ kadar genişletilebilir edilebilseydi ... o şey bir sürü insan ilgilenen olabilir olabilir
dext0rb

"capsense-wp.pdf. Günah ve cos iddiasının geldiği yer orasıdır" Evet, kontrol ettim, böyle kapasitif ölçümler yapmanın pek çok yolu var, sadece bu günah cos sürümü bu ucuzlarda kullanılmıyor. kaliperler. "Eğer böyle bir tasarım toplam uzunluğu boyunca .01m hassasiyetle ~ 1 metreye kadar genişletilebilirse ..." Temel olarak sınırlama stator şeridini ne kadar süre uzatabileceğinizle ilgilidir. Veya 2x okuma kafanız varsa, iki satır okuma şeridi kullanabilir ve üst üste binebilirsiniz. Stator şeritleri temel olarak PCB'lerdir ve bunlar tam olarak yapılır, ek hassasiyet için her zaman kalibre edebilirsiniz.
r2k-in-the-vorteks

1
Düşük yanıt 3D yazıcı kodlayıcı olarak kullanmak için bir sınırlama faktörüdür

3

Kapasitans, ana sinyale kıyasla pozisyonu çok doğru bir şekilde belirlemenize izin veren bir günah ve cos değeri okumanızı sağlayan bir çözümleyici oluşturur.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.