Optický enkoder

Postup stavby, dotazy, úspěchy, slepé uličky a zkušenosti
David
Příspěvky: 39
Registrován: 19 dub 2013, 18:05

Optický enkoder

Příspěvek od David »

Dobrý den,
z důvodu digitalizace jistého původně vzduchotlakého zařízení jsem byl nucen vyrobit si optický enkoder, který využíval vysílací IR diodu a dvojici přijímacích IR tranzistorů umístěných v jednom pouzdře. Námět jsem našel na webu http://astrotechnika.wz.cz/WWW/mysoid.htm a enkoder funguje bez jakýchkoli problémů. Signály z něj zpracovává zařízení PoKeys 56U ... http://www.poscope.com/PoKeys56U .
Enkoder vypadá takto ...

Obrázek

Obrázek

V současné době je již ale problém sehnat kuličkové myši a tím se dosti komplikuje výroba výše uvedených enkoderů. Nedávno mi sice kolega několik PC myší firmy HP sehnal, ale jejich IR tranzistory ve výše zmíněném zapojení nefungují. Podle všeho je jejich vnitřní zapojení jiné než u jiných (a u mě fungujících) typů, ale stále se mi nedaří najít cokoli, co by vnitřní zapojení těchto IR tranzistorů popisovalo.
Problém jsem se snažil řešit i použitím IR snímače HLC 2701-001, ale jeho nákup v našich CZ končinách mi připomíná sci-fi. Řešením by byl sice nákup v zahraničí, ale dát i 40 Euro za dopravu asi nebude pro maloodběratele zrovna ideálním řešením. :)

Nemáte tedy někdo zkušenosti s výrobou podobných optických enkoderů s použitím dostupnějších součátek ?

Předem děkuji za případné tipy či rady.

David
Uživatelský avatar
jrt
Příspěvky: 1921
Registrován: 17 úno 2013, 17:13

Re: Optický enkoder

Příspěvek od jrt »

1. Použít dvě optické závory, umístěné ve vhodné vzdálenosti, by nepomohlo?
2. Nebo přejít na magnetické enkodery Austria Microsystems, třeba AS5040, které jsou v ČR dostupné bez problémů?
HLC 2701 je už výběhový typ, takže bude stále hůř k sehnání a jeho cena bude stoupat.
jrt
DavidJK
Příspěvky: 60
Registrován: 24 úno 2013, 23:24

Re: Optický enkoder

Příspěvek od DavidJK »

Zdravím,
na podobné pokusy jsem pár kusů starých myší zachránil, když se v práci rušily.
Takže jestli je zájem něco bych mohl postrádat.
V knize přání psal adamh, jestli by se sem mohly přidat soukromé zprávy.
Tak na tohle by se hodily. ;)
David
Příspěvky: 39
Registrován: 19 dub 2013, 18:05

Re: Optický enkoder

Příspěvek od David »

Dobrý den,
děkuji za příspěvky. Coby naprostý začátečník v oboru automatizace či dokonce robotiky jsem vyzkoušel právě řešení pomocí uvedených součástek z PC myší. Zkoumal jsem i použití těch optozávor, ale to mi přišlo pro mou potřebu složitější. Mnou vyrobené enkodery slouží k "digitalizaci" lokomotivního brzdiče BS 2 a řídídího kontroleru. U obou zařízení se hřídel s programovým kotoučkem otáčí jen v rozsahu cca. 0-280 stupňů

Pro upřesnění "problému" bych ještě doplnil dva obrázky. Na prvním je programový kotouček (zřejmá je ne zrovna ideální manuální výroba :roll: ) a na druhém lepší náhled na řešení s enkoderem.

Obrázek

Obrázek

Toto řešení pro další zpracování signálu A a B vyžaduje jen zmíněný převodník PoKeys 56U.

O magnetickém enkoderu jsem již něco zaslechl, ale opět bych coby ne příliš znalý začátečník viděl problém s jeho použitím. Jak je vidět na programovém kolečku pro brzdič BS 2, drážky nejsou ve stejných odstupech. Zde asi magnetický enkoder nepomůže, protože mám zato, že na výstupu z něj jsou impulsy přesně definovány jako u snímačů otáček motorů (např. 1024 impulsů na jednu otáčku hřídele. Zkušení by zřejmě problém zvládli nějakými dalšími převodníky, které zpracují impulsy z magnetického enkoderu, ale na to se já zatím moc necítím a spoléhám se jen na velmi jednoduché programování PoKeys 56U.

Rotační enkoder používám u brzdiče BP, kde je toto řešení ideální, protože hřídel brzdiče nemá žádné aretované polohy ...

Obrázek

Obrázek

Děkuji také za nabídku týkající se myších vnitřností. Včera v noci jsem ale ještě na webu nalezl zmínku o tom, že některé typy enkoderů z myší mohou mít IR tranzistory zapojeny se společným emitorem. A mé dosud fukční řešení zatím vždy počítalo se společným kolektorem. Zřejmě zde bude zakopán pes, takže se může stát, že těch cca.20 kolegou darovaných myších enkoderů bude funkčních. Zatím tedy pokračuji ve výzkumu.

David
David
Příspěvky: 39
Registrován: 19 dub 2013, 18:05

Re: Optický enkoder

Příspěvek od David »

Dobrý den,
podrobně jsem prozkoumal možnost použití doporučených magnetických enkoderů firmy AMS a podle všeho by mohl vyhovovat enkoder typu AS5035 ( http://www.ams.com/eng/Products/Positio ... ors/AS5035 ) a magnety této velikosti ... http://eshop.magnetyeu.cz/magnety-neody ... uct_id=183 .

Cena enkoderu AS5035 je v současné době 159,- Kč/ks s DPH ( http://www.spezial.cz ) .

Musím ale přiznat, že mě trošku děsí počet "nožek" onoho enkoderu. :) Vzhledem ke své neshopnosti uspokojivě přeložit text v dokumentaci enkoderu jsem se chtěl optat, zda se musí enkoder před svým uvedením do "plného provozu" nějak programovat (nutnost další investice a především studia programování :cry: ) nebo postačí jen přivést Unap. 5 V, GND a po přikládání magnetů nad snímací oblast se již budou na výstupech A a B objevovat patřičné signály. Nutnost přivádění např. signálu CLK apod. bych považoval za komplikaci.

Má také někdo zkušenosti s typem lepidla, kterým magnety připevňuje ke kovovému (nerezovému) materiálu ? Zařízení, na kterém by byly magnety připevněny, je totiž mechanicky více namáháno (mechanické rázy) a tak je důležité pevné a spolehlivé upevnění magnetů.

Předem děkuji za případné informace.

David
Uživatelský avatar
jrt
Příspěvky: 1921
Registrován: 17 úno 2013, 17:13

Re: Optický enkoder

Příspěvek od jrt »

1. Enkoder se programovat nemusí, na výstupech přímo poskytuje kvadraturní signál. Na programování obvodu úplně zapomeňte, protože tyhle obvodu jdou naprogramovat jen jednou (OTP - one time programming).
2. Odkazovaný magnet je nevhodný, správný magnet musí být kruhový a polarizovaný příčně, tedy polovina obvodu je sever a polovina jih. Správné magnety mají ve Spezial asi za desetikorunu.

Obrázek

3. Já ty magnety umisťuju do "misek" z mosazi (v podstatě axiálně navrtaná kulatina) a zalepuju je Loctitem na lepení ložisek. Řekl bych ale, že obyčejné vteřinové lepidlo poslouží stejně dobře.

A teď dotaz: Proč snímání polohy toho lokomotivního brzdiče BS 2 a řídícího kontroleru nepoužijete obyčejný potenciometr a napětí z něj nezdigitalizujete třeba PICAXEm? Pak byste si mohl výstup naprogramovat zcela libovolně.

Protože se nejspíš pohybujete ve světě modelové železnice, zkuste si na specializovaných diskusích najít kolegu s nickem "Fulda", ten má s použitím enkodérů od AMS v železničním modelářství zkušenosti a jistě rád poradí.
jrt
David
Příspěvky: 39
Registrován: 19 dub 2013, 18:05

Re: Optický enkoder

Příspěvek od David »

Dobrý den,
děkuji za upřesnění týkající se programování/neprogramování enkoderu AS5035 a především za informaci ohledně vhodných/nutných magnetů.

Digitalizace výše zmíněných ovládacích prvků skutečných lokomotiv byla mým prvním počinem na poli "složitější" elektroniky a podle toho to asi tak vypadá (zřejmě tedy zbytečně složitě). :)

Je pravdou, že po vyrobení a správném fungování optických enkoderů z myších vnitřností jsem zatím neměl potřebu tento systém měnit (viz. například Vámi uvedené použití potenciometrů). To vše ale jen do chvíle, kdy zásoby myších enkoderů pomalu docházejí. :|

Jak jsem se již zmínil, osvědčil se mi převodník PoKeys 56U a ten umožňuje na několik svých vstupů připojit i potenciometry. Více zmínka na straně č.40 ... http://www.poscope.com/index.php?route= ... duct_id=50 .

Jestli jsem vše správně pochopil, převodník pozná, zda se hodnota odporu/napětí zvyšuje/snižuje a já tak mohu naprogramováním PoKeys určit, při jaké hodnotě napětí se pomyslně "stiskne" potřebná klávesa. Například u brzdiče BS 2 se v simulátoru vlaková souprava postupně brzdí (zvyšuje se brzdící účinek průběžné brzdy) stisky klávesy "§" a odbržďuje (snižuje se brzdící účinek průběžné brzdy) stisky klávesy "ů".

Dále tedy budu pokračovat raději samostudiem a na různá řešení "Fuldy" se podívám. :)

Ještě jednou Vám děkuji za "nakopnutí" a ochotu pomoci.

S pozdravem

David
David
Příspěvky: 39
Registrován: 19 dub 2013, 18:05

Re: Optický enkoder

Příspěvek od David »

Dobrý den,
po prostudování dokumentace enkoderů firmy AMS jsem ještě zapřemýšlel použít lineární enkoder AS5306. Šlo mi o to, že by se drážky na kotoučku nahradily magnety o rozměrech 3x3x3 mm. Bohužel jsem ale narazil na pro mne zatím neřešitelný zádrhel.
V dokumentaci obvodu AS5306 je uvedeno, že se při pohybu magnetu nad obvodem na jeho výstupech A a B vygeneruje 40 impulsů v každém kanálu. Já ale pro další zpracování potřebuji na výstupech A a B pouze impuls jeden. Jednodušeji, jeden magnet = "jedny" impulsy A a B vzájemně posunuté dle směru otáčení kotoučku. Existuje tedy nějaké nejjednodušší (a v tomto případě pokud možno i nejlevnější) řešení ? Již nyní se totiž cena za podobný enkoder (samotný obvod + doprava + DPS + magnety) blíží k 400,- Kč a kdyby bylo třeba pořizovat další komponenty (mikrokontroléry apod.), je již z ekonomického hlediska lepší vše řešit nákupem dostatečného množství na začátku zmíněného výběhového typu enkoderu HLC 2701.

Předem děkuji za případná doporučení či rady.

S pozdravem

David
MartinL
Příspěvky: 252
Registrován: 24 úno 2013, 14:13
Kontaktovat uživatele:

Re: Optický enkoder

Příspěvek od MartinL »

V tom případě je jednodušší použít místo AMSxxxx 2 hall snímače (vzájemně posunuté), např. TLE4905L. A pak budou magnety umístěné místo výřezů generovat na výstupech hallů stejný signál jako ten optický snímač.
petr-kubac
Příspěvky: 96
Registrován: 24 úno 2013, 15:43
Bydliště: Frydek - Mistek
Kontaktovat uživatele:

Re: Optický enkoder

Příspěvek od petr-kubac »

Nekombinujte složitě, jestli vám čidla z myší vyhovovala - nahraďte je dvojicí fototranzistorů třeba tento typ se jeví slibně : http://www.tme.eu/cz/details/vtt7222h/f ... xcelitas/#
Kouzlo je v tom, že JEDNA LED dioda svítí na DVA fototranzistory vedle sebe - jedině tak máte zaručeno, že budete mít kvadraturní signál bez přemýšlení nad tím jakou vzdálenost by fototranzistory měly vlastně mít - protože stín clonky "přechází postupně" z jednoho fototranzistoru na druhý.
"The best computer language is a solder" - "Nejlepší programovací jazyk je pájka" - Bob Pease
http://petr-kubac.blog.cz/
Odpovědět