Potentiometer Terugvoer van 'n Lineêr...
Potentiometer Terugvoer van 'n Lineêre Aktuator Met Video
Gepos deur Robbie Dickson aan Junie 04, 2020
Potentiometers, wat veranderlike weerstande is, word in lineêre aandrywers gebruik om posisionele terugvoerbasis te bied oor hoe hul weerstand verander. Lineêre aandrywers wat potensiometers gebruik vir terugvoer, soos ons Terugvoerstaaf Lineêre Aktuator, sal bestaan ​​uit die drie bykomende drade soos hieronder getoon, draad 1 vir die insetspanning, draad 2 is die veranderlik weerstand, en draad 3 is vir grond. U kan die afvoer van die potensiometers lees deur die spanning tussen draad 2, die uitset en aarde te meet, wat 'n aanduiding sal gee van die absolute posisie van die lineêre aandrywer. Om hierdie terugvoer te gebruik, moet u gebruik maak van 'n soort mikrobeheerder, soos 'n Arduino, om hierdie posisionele waarde te lees terwyl die aandrywer beweeg.
Posisionele terugvoer vanaf 'n potensiometer
As die veranderlike weerstand van die potensiometer verander terwyl die lineêre aandrywer beweeg, sal die spanningsverskil tussen draad 2 en aarde verander. As gevolg hiervan kan die terugvoer maklik hanteer word in die sagteware van 'n beheerder, soos 'n Arduino, aangesien u die uitsetspanning van draad 2 eenvoudig met die aarde kan vergelyk. Met behulp van 'n Arduino kan dit eenvoudig gedoen word deur 'n analoog-pen van 'n mikrobeheerder te gebruik en die analogRead () -funksie te gebruik om die spanning van draad 2 af te lees. 'N Voorbeeld van hoe om 'n Arduino aan te sluit op 'n lineêre aandrywer met potensiometerterugvoer. hieronder.
Die analoog in penne van die Arduino is analoog-na-digitale omsetters (ADC), wat die analoge spanning op draad 2 omskakel na 'n 10-bit ADC-waarde wat tussen 0 en 1023 sal wees. 'n 10-bit ADC-waarde beteken dat die omsetter die analoog sein in 2 ^ 10 of 1024 onderskeie waardes wissel van 0 tot 1023. Nie alle mikrobeheerders is 10-bit ADC nie, sommige is 8-bit of 16-bit, en hoe groter die aantal bisse, hoe groter is die resolusie van die ADC. Nadat u die analoog sein in 'n digitale waarde omgeskakel het om 'n posisiewaarde in terme van die slaglengte te bepaal, soos in duim, moet u die presiese analoogbereik van u spesifieke lineêre aandrywer vind, aangesien dit miskien nie van 0 tot 1023. Dit is te wyte aan die ratkas in die aandrywer wat voorkom dat die potensiometer tot sy uiterste draai en beteken dat u hierdie reeks handmatig moet bepaal. Vir die koderingsvoorbeeld hieronder, is die 4 "slaglengte Terugvoerstang Lineêre Aktuator het 'n analoog waarde van 44 by 0 "en 'n analoog waarde van 951 by 4". Deur hierdie waardes te gebruik, kan u die verhoudings gebruik om die slaglengte soos hieronder te bepaal:
Dit kan vereenvoudig word in Slaglengte = 0,00441 * (analoge waarde - 44), soos in die voorbeeld hieronder. Hoe belangrik u hierdie analoogwaarde in die kode van u mikrobeheerder lees, is nog 'n belangrike oorweging. In die onderstaande kode-voorbeeld lees die Arduino die potensiometer en werk die posisiewaarde op so lank as wat die aandrywer beweeg. U kan ook interne timers gebruik om die posisiewaarde gedurende 'n bepaalde tydsperiode op te dateer, of u kan die potensiometerleesfunksie eenvoudig in die hooflus van die kode plaas en die posisiewaarde voortdurend opdateer. Alhoewel laasgenoemde nie aanbeveel word as u van plan is om u beheerder te gebruik om verskeie individuele funksies uit te voer nie.
Die hantering van elektriese geraas
Een nadeel van die terugvoer van die potensiometer is dat dit deur elektriese geraas beïnvloed kan word en dat dit u posisiewaarde onstabiel kan maak. Een manier om dit te oorkom, is deur 'n digitale filter te gebruik om die elektriese geraas te verwyder en stabiele resultate te behaal. Daar is 'n paar verskillende soorte filters wat gebruik kan word van eksponensiële filters tot hoogdeurlaat- en banddeurlaatfilters, elk met hul eie voordele, maar vir baie toepassings met lineêre aandrywers sal die gebruik van 'n lopende gemiddelde van die posisionele waarde werk. 'N Lopende gemiddelde is eenvoudig die gemiddelde van die laaste X hoeveelheid metings om die insetsein gladder te maak. Die presiese aantal metings wat u wil gemiddeld, hang af van u toepassing en u moet dalk met hierdie nommer speel om te bepaal wat die beste werk. 'N Paar dinge om op te let, as u te min metings in u gemiddelde het, sal u sein nog steeds raserig wees, maar as u te veel metings het, sal u resultate te ver agterbly by die werklike posisie van die aandrywer om bruikbaar te wees. Dit vind 'n balans tussen te min en te veel metings wat u filter effektief sal maak. Hieronder is 'n plot wat die effek van 'n lopende gemiddelde filter toon teenoor die werklike insetsein.
Die kode wat gebruik word om die lopende gemiddelde te implementeer, word hieronder getoon, dit gebruik gemiddeld 3 metings om die insetsein glad te maak. Drie metings is gekies omdat daar nie baie geraas in die werklike insetsein was nie, dus was slegs enkele metings nodig om die waarde gladder te maak. As daar meer geraas in die insetsein was, is 'n groter aantal metings nodig. In situasies waar daar baie induktiewe komponente (dit wil sê motors) is, is elektriese geraas 'n baie groter probleem.
Gebruik van terugvoer vir outomatisering
Die beste ding met die implementering van terugvoer in u ontwerp is dat u 'n self-outomatiese stelsel kan skep wat weet waar u moet wees vir 'n gegewe insette. Om potensiometerterugvoer in 'n outomatiese stelsel te gebruik, kan u u verlengde lengte van u lineêre aandrywer eenvoudig vergelyk met die werklike posisie wat deur die potensiometer gegee word. Dan moet u net vir u aandrywer sê om dienooreenkomstig uit te brei of terug te trek. Alhoewel die gebruik van potensiometer-terugvoer in 'n outomatiese stelsel wel 'n paar probleme het wat u moontlik moet oorkom. Die een is die kwessie van elektriese geraas, wat hierbo bespreek is, en die ander is om herhaalbare resultate te behaal. Aangesien potensiometers oor die algemeen nie so sensitief is vir kleiner bewegings van die lineêre aandrywer nie, vergeleke met die ander terugvoeropsies, word die bereiking van presiese, herhaalbare resultate moeiliker. In die praktyk beteken dit dat u 'n foutmarge het rondom u gewenste posisie, wat aanvaarbaar kan wees vir u gegewe aansoek. As u nie baie presiese posisies benodig nie of 'n handskakelaar vervang deur 'n mikrobeheerder om u stelsel te outomatiseer, sal posisionele terugvoer vanaf 'n potensiometer vir u akkuraat genoeg wees. As u akkurate posisionering van u lineêre aandrywer benodig, moet u dit oorweeg ander terugvoeropsies vir u lineêre aandrywer of voeg addisionele komponente by om meer betroubare resultate te lewer. Hierdie komponente bevat sensors of eksterne eindskakelaars wat u 'n beter aanduiding van absolute posisie kan gee.
Om nie herhaalbare resultate te kan behaal nie, is ook 'n probleem wanneer u veelvoudige lineêre aandrywers beheer. Aangesien die uitsetsein van die potensiometer maklik beïnvloed kan word deur elektriese geraas, insluitend elektriese geraas van die ander aandrywers, en afhanklik is van die insetspanning na die potensiometer, kan dit verseker dat dit 'n uitdaging kan wees om meervoudige lineêre aandrywers gelyktydig te beweeg. Die gebruik van digitale filters, die waarborg van 'n stabiele insetspanning aan die potensiometer en die uitsetseindrade wat van ander induktiewe komponente wegloop, help om meer herhaalbare resultate te verseker. Alhoewel, as u verskeie aandrywers gelyktydig wil bestuur, kan dit beter wees om die ander terugvoeropsies vir lineêre aandrywers.