비디오가있는 홀 효과 센서의 피드백

홀 효과 센서

홀 효과 센서는 자기장의 존재를 감지하고 감지되면 출력 전압을 생성 할 수 있습니다. 홀 효과 센서,선형 액추에이터, 일반적으로 자기 디스크와 함께 액추에이터의 기어 박스 내부에 위치합니다. 선형 액추에이터가 확장되거나 축소됨에 따라이 디스크가 회전하여 홀 효과 센서를 통과하여 센서가 전압 펄스 형태의 디지털 출력을 생성하게합니다. 이 펄스는 액추에이터가 얼마나 멀리 움직 였는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

선형 액추에이터에서 피드백을 읽는 방법

홀 효과 센서의 위치 피드백

위치 피드백을 위해 홀 효과 센서를 사용하는 단점은 절대 위치를 측정하지 않는다는 것입니다. 대신 액추에이터가 얼마나 멀리 움직 였는지 확인하기 위해 카운트 할 수있는 펄스를 생성합니다. 위치 피드백을 위해 이러한 펄스를 활용하려면 마이크로 컨트롤러 생성 된 펄스를 계산합니다. 이렇게하려면 마이크로 컨트롤러의 외부 인터럽트 핀을 사용하여 이러한 펄스가 발생할 때이를 카운트해야합니다. 외부 인터럽트는 전압의 변화를 감지하는 핀이며 우리의 경우 홀 효과 센서에서 전압 펄스를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러의 어떤 핀을 인터럽트 핀으로 사용할 수 있는지 확인하려면 마이크로 컨트롤러의 데이터 시트를 참조해야합니다. 사용 Arduino Uno 예를 들어, 핀 2와 3은 외부 인터럽트에 사용될 수 있습니다. 적절한 인터럽트 핀을 선택하면 홀 효과 센서 출력의 와이어를 해당 핀에 연결하고 입력 전압을 5V에 연결하고 접지 핀에 접지 할 수 있습니다.

Arduino에 홀 효과 센서 연결 

아래 코드 예제는 전압 펄스의 상승 에지에서 인터럽트가 트리거되는 Arduino IDE에서 인터럽트를 설정하는 방법을 보여줍니다. 전압 변화의 여러 지점에서 트리거되도록 인터럽트를 설정할 수 있으며 사용 가능한 옵션을 결정하려면 마이크로 컨트롤러의 데이터 시트를 참조해야합니다. 인터럽트를 설정하기 위해해야 ​​할 마지막 측면은 인터럽트가 트리거 될 때마다 코드가 실행되는 함수 인 인터럽트 서비스 루틴을 작성하는 것입니다. 이 기능은 짧아야하며 홀 효과 센서에서 펄스 수를 세는 것과 같은 간단한 작업 만 수행해야합니다. 아래 코드 예제의 countSteps () 함수는 홀 효과 센서의 펄스 수를 계산하는 데 사용됩니다.

이러한 펄스를 사용하여 위치 값을 결정하려면 선형 액추에이터의 이전 위치와 선형 액추에이터가 이동하는 방향을 알아야합니다. 마이크로 컨트롤러는 선형 액추에이터를 구동하는 방식을 이미 알고 있습니다. 따라서 코드에서 액추에이터의 방향을 추적하는 변수를 설정하기 만하면 이전 위치에서 펄스를 더하거나 뺄지 여부를 결정하는 데 사용됩니다. 위치를 업데이트 한 후에는 카운트 된 펄스를 0으로 재설정해야합니다. 아래 코드 예제는 카운트 된 펄스 수에 따라 위치를 업데이트하는 함수를 보여줍니다. 펄스에 대한 위치가 있으면 선형 액추에이터의 인치당 펄스 사양을 사용하여 인치로 변환 할 수 있습니다. 아래 코드 샘플에서 인치당 펄스 이동량은 3500입니다.

선형 액추에이터 홈 지정

홀 효과 센서의 위치 피드백을 정확하게 활용하려면 항상 선형 액추에이터의 시작 위치를 알아야합니다. 시스템을 처음 켤 때 마이크로 컨트롤러는 액추에이터가 확장되었는지 여부를 알 수 없습니다. 이를 위해서는 리니어 액추에이터를 알려진 위치로 홈으로 설정해야하며 리니어 액추에이터를 홈으로 되돌리려면 완전히 수축 된 것과 같은 알려진 위치로 구동해야합니다. 당신은 또한 사용할 수 있습니다 외부 리미트 스위치 알고있는 위치를 완전히 뻗거나 움츠린 것 이외의 다른 위치로 설정합니다. 아래의 Arduino 코드를 예로 사용하여 선형 액추에이터를 알려진 위치 (이 경우 완전히 수축 된 위치)로 구동하는 WHILE 루프를 설정하려고합니다. 홀 효과 센서의 인터럽트가 트리거되지 않기 때문에 사용자가 알려진 위치에 있다는 것을 알고 있습니다. 이 경우 인터럽트가 트리거되었는지 확인하기 위해 steps 변수가 변경되었는지 여부를 확인합니다. 또한 인터럽트가 트리거 될 것으로 예상 할 수있는 충분한 시간이 지 났는지 확인해야합니다.이를 위해 코드가 시작된 이후 시간을 밀리 초 단위로 출력하는 millis () 함수를 사용하고이를 이전 타임 스탬프와 비교합니다. . 선형 액추에이터가 홈 위치에 있다고 판단되면 액추에이터 구동을 중지하고 단계 변수를 재설정 한 다음 WHILE 루프를 종료합니다.

잘못된 트리거 처리

홀 효과 센서는 전위차계만큼 전기 노이즈에 민감하지 않지만 전기 노이즈는 여전히 출력 신호에 영향을 미칠 수 있습니다. 스위치 바운싱은 홀 효과 센서에서도 문제가 될 수 있으며, 이는 마이크로 컨트롤러가 선형 액추에이터가 이동했다고 생각하는 거리에 영향을 미칠 수 있습니다. 몇 개의 추가 펄스는 인치당 1000 개의 펄스가 있기 때문에 포지셔닝에 큰 영향을주지 않지만 시간이 지남에 따라 더 큰 문제가 될 수 있습니다. 내부 타이머를 사용하여 잘못된 트리거를 필터링하여 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 새 펄스가 감지 될 것으로 예상되는 빈도를 결정할 수 있으므로 인터럽트가 노이즈에 의해 트리거 된시기를 필터링 할 수 있습니다. 아래 코드 샘플에서 trig-Delay는 각 펄스 사이의 시간 지연입니다. 이 지연 전에 인터럽트가 트리거 된 경우 펄스는 계산되지 않습니다.

이 지연 시간은 애플리케이션에 따라 다르지만 너무 짧으면 노이즈가 제대로 필터링되지 않고 너무 길면 선형 액추에이터의 실제 펄스를 놓칠 수 있습니다. 선형 액추에이터의 속도도이 지연에 영향을 미치며 속도를 조정하려는 경우 예상되는 펄스의 새 주파수에 맞게 조정하기 위해이 변수를 변경해야 할 수 있습니다. 각 펄스 간의 정확한 지연을 정확하게 결정하기 위해 로직 분석기를 사용하여 홀 효과 센서의 실제 신호를 볼 수 있습니다. 이것은 대부분의 응용 프로그램에서 필요하지 않지만 매우 정확한 위치 지정이 필요한 경우 정확한 지연을 결정할 수 있습니다.

잘못된 트리거를 방지하는 또 다른 방법은 액추에이터가 알려진 위치에 도달 할 때마다 위치 값을 수정하는 것입니다. 리니어 액추에이터의 원점 복귀와 같이 리니어 액추에이터를 완전히 수축 또는 확장 위치로 구동했거나 외부 리미트 스위치, 액추에이터가 얼마나 멀리 이동했는지 알 수 있습니다. 홀 효과 센서가 알려진 위치에 도달하기 위해 얼마나 많은 단계를 보내야하는지 알고 있으므로 도달했을 때 값을 간단히 수정할 수 있습니다. 아래 코드 샘플에서는 완전히 확장 및 완전히 축소 된 위치에 대해 수행됩니다. 액추에이터가 해당 위치 중 하나에 도달하면 움직이지 않기 때문에 액추에이터를 구동하려고해도 위치 값이 변경되지 않으면 한계에 도달 한 것입니다. 이 방법은 특히 작동 중 특정 지점에서 액추에이터를 완전히 접거나 완전히 확장하는 경우 위치 값이 정확하도록 보장하는 실용적인 솔루션을 제공합니다. 이 방법은 위치 값의 정확성을 유지하는 데 도움이되는 위에서 설명한 방법과 함께 사용할 수 있습니다.

요약

위치 피드백에 홀 효과 센서를 사용하면 전위차계의 피드백에 비해 훨씬 더 큰 해상도를 제공합니다. 인치당 1000 개의 펄스가있을 수 있으므로 홀 효과 센서는 선형 액추에이터의 위치를 ​​정교하고 신뢰할 수 있습니다. 홀 효과 센서는 또한 펄스 카운트가 전위차계의 전압 변화보다 더 정확하기 때문에 여러 선형 액추에이터가 동시에 함께 움직이는 것을 보장하는 더 큰 기능을 제공합니다. 우리의 활용 FA-SYNC-X 액추에이터 컨트롤러를 사용하면 액추에이터가 부하에 관계없이 일제히 움직일 수 있습니다. DIYers의 경우 Arduino를 사용하여 액추에이터가 일제히 움직이는 지 확인할 수 있습니다. 여기.

다음은이 블로그에서 사용 된 전체 샘플 코드이며 14 인치 스트로크 길이를 제어하도록 제작되었습니다. Bullet 시리즈 36 Cal. 선형 액추에이터. 선형 액추에이터는 모터 드라이버, 설정 방법을 배울 수 있습니다. 여기

[1] Monari, G. (2013 년 6 월) 광학 및 자기 인코더의 해상도 이해. 검색 출처 : https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

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