Videolu Doğrusal Aktüatörden Potansiyometre Geri Bildirimi

Potansiyometreler

Değişken dirençler olan potansiyometreler, dirençlerinin nasıl değiştiğine dair konumsal geri bildirim temeli sağlamak için doğrusal aktüatörlerde kullanılır. Geri bildirim için potansiyometre kullanan lineer aktüatörler, bizim gibi Geri Besleme Çubuğu Doğrusal Aktüatör, aşağıda gösterildiği gibi 3 ek kablodan oluşacaktır, giriş voltajı için kablo 1, kablo 2 değişken direnç ve tel 3 toprak içindir. Potansiyometrelerin çıkışını, lineer aktüatörün mutlak konumunun bir göstergesini sağlayacak olan kablo 2, çıkış ve toprak arasındaki voltajı ölçerek okuyabilirsiniz. Bu geri bildirimi kullanmak için, bir tür mikro denetleyiciden yararlanmanız gerekecek. Arduino, aktüatör hareket ettikçe bu konumsal değeri okumak için.

Potansiyometre Kablolaması

Potansiyometreden Konumsal Geri Besleme

Doğrusal aktüatör hareket ettikçe potansiyometrenin değişken direnci değiştikçe, tel 2 ile toprak arasındaki voltaj farkı değişecektir. Bu nedenle, tel 2'nin çıkış voltajını toprağa basitçe karşılaştırabileceğiniz için geri bildirim, bir Arduino gibi bir kontrolör yazılımında kolayca işlenebilir. Bir Arduino kullanarak, bu basitçe bir mikrodenetleyicinin pininde bir analog kullanılarak ve tel 2'den voltajı okumak için analogRead () işlevi kullanılarak yapılabilir. altında.

 

Pimlerindeki analog Arduino Analogdan dijitale dönüştürücülerdir (ADC), kablo 2'deki analog voltajı 0 ila 1023 arasında 10 bitlik bir ADC değerine dönüştürecek. 10 bitlik bir ADC değeri, dönüştürücünün analog sinyali şu dile çevireceği anlamına gelir. 0 ile 1023 arasında değişen 2 ^ 10 veya 1024 farklı değer. Tüm mikro denetleyiciler 10 bit ADC değildir, bazıları 8 bit veya 16 bittir ve bit sayısı arttıkça ADC'nin çözünürlüğü de artar. Analog sinyali dijital bir değere dönüştürdükten sonra, inç cinsinden olduğu gibi strok uzunluğu açısından bir konum değeri belirlemek için, belirli doğrusal aktüatörünüzün tam analog aralığını bulmanız gerekir, çünkü 0 ila 1023. Bunun nedeni, aktüatör içindeki dişli kutusunun potansiyometrenin sınırına kadar tam olarak dönmesini engellemesidir ve bu aralığı manuel olarak belirlemeniz gerekeceği anlamına gelir. Aşağıdaki kodlama örneği için, 4 ”strok uzunluğu Geri Besleme Çubuğu Doğrusal Aktüatör 0 ”te 44 analog değeri ve 4” te 951 analog değeri vardı. Bu değerleri kullanarak, aşağıdaki gibi strok uzunluğu değerini belirlemek için oranları kullanabilirsiniz:

Oran Formülü

Bu, aşağıdaki kodlama örneğinde olduğu gibi, Strok Length = 0.00441 * (Analog Value - 44) şeklinde basitleştirilebilir. Mikrodenetleyicinizin kodundaki bu analog değeri ne sıklıkla okuduğunuz bir diğer önemli husustur. Aşağıdaki kod örneğinde, Arduino potansiyometreyi okur ve aktüatör hareket ettiği sürece konum değerini günceller. Ancak, konum değerini belirli bir zaman aralığı boyunca güncellemek için dahili zamanlayıcıları da kullanabilir veya potansiyometre okuma işlevini kodun ana döngüsünün içine yerleştirip konum değerini sürekli olarak güncelleyebilirsiniz. Kontrol cihazınızı birden çok bireysel işlevi gerçekleştirmek için kullanmayı planlıyorsanız, ikincisi önerilmez.

https://gist.github.com/OMikeGray/4dec9e075a8fe41efaea001fa1e98d70

Elektriksel Gürültü ile Başa Çıkmak

Potansiyometreden geri beslemenin bir dezavantajı, elektriksel gürültüden etkilenmesi ve konumsal değerinizi kararsız hale getirmesidir. Bunun üstesinden gelmenin bir yolu, elektriksel gürültüyü gidermek ve kararlı sonuçlar elde etmek için dijital bir filtre kullanmaktır. Üstel filtrelerden yüksek geçişli ve bant geçiren filtrelere kadar kullanılabilen, her biri kendi yararları olan birkaç farklı filtre türü vardır, ancak doğrusal aktüatörlü birçok uygulama için, sadece konumsal değerin çalışan ortalamasını kullanmak işe yarayacaktır. Değişken bir ortalama, giriş sinyalini yumuşatmak için son X ölçüm miktarının ortalamasıdır. Ortalamasını almak istediğiniz kesin ölçüm sayısı uygulamanıza bağlı olacaktır ve hangisinin en iyi sonucu verdiğini belirlemek için bu sayıyla biraz uğraşmanız gerekebilir. Dikkat edilmesi gereken birkaç nokta, ortalamanızda çok az ölçüm varsa, sinyaliniz yine de gürültülü olacaktır, ancak çok fazla ölçümünüz varsa, sonuçlarınız aktüatörün kullanılamayacak kadar çok gerisinde kalacaktır. Filtrenizi etkili hale getirecek çok az ve çok fazla ölçüm arasında bir denge bulmaktır. Aşağıda, çalışan ortalama filtrenin gerçek giriş sinyaline karşı etkisini gösteren bir çizim bulunmaktadır.

Filtrelenmiş ve Filtrelenmemiş Sinyal

Çalışma ortalamasını uygulamak için kullanılan kod aşağıda gösterilmiştir, giriş sinyalini yumuşatmak için ortalama 3 ölçüm kullanır. Gerçek giriş sinyalinde çok fazla gürültü olmadığı için üç ölçüm seçildi, bu nedenle değeri düzeltmek için yalnızca birkaç ölçüm gerekti. Giriş sinyalinde daha fazla gürültü olsaydı, daha fazla sayıda ölçüme ihtiyaç duyulurdu. Çok sayıda endüktif bileşenin (yani motorların) olduğu durumlarda, elektriksel gürültü çok daha büyük bir problem olacaktır.

https://gist.github.com/OMikeGray/b13f156c080a100a89e5bbd541d0565e

Otomasyon için Geri Bildirimden Yararlanma

Tasarımınıza geri bildirim eklemenin en güzel yanı, belirli bir girdi için nerede olacağını bilen otomatik otomatik bir sistem oluşturmanıza izin vermesidir. Potansiyometre geri bildirimini otomatik bir sistemde kullanmak için, doğrusal aktüatörünüzün arzu ettiğiniz uzatılmış uzunluğunu, potansiyometre tarafından verilen gerçek pozisyonla karşılaştırabilirsiniz. Ardından, aktüatörünüze uygun şekilde uzatmasını veya geri çekilmesini söylemeniz yeterlidir. Potansiyometre geri bildirimini otomatik bir sistemde kullanmakla birlikte, üstesinden gelmeniz gerekebilecek birkaç sorun vardır. Biri yukarıda tartışılan elektriksel gürültü sorunu, diğeri ise tekrarlanabilir sonuçlar elde edebilmektir. Potansiyometreler, diğer geri bildirim seçeneklerine kıyasla genellikle doğrusal aktüatörün daha küçük hareketlerine duyarlı olmadığından, bu, hassas tekrarlanabilir sonuçların elde edilmesini daha zor hale getirir. Pratikte bu, istediğiniz konum civarında bir hata payına sahip olacağınız anlamına gelir ve bu, verilen başvurunuz için kabul edilebilir olabilir. Çok hassas konumlandırmalara ihtiyacınız yoksa veya sisteminizi otomatikleştirmek için manuel bir anahtarı bir mikro denetleyiciyle değiştiriyorsanız, bir potansiyometreden gelen konumsal geri bildirim sizin için yeterince doğru olacaktır. Doğrusal aktüatörünüzden doğru konumlandırmaya ihtiyacınız varsa, o zaman göz önünde bulundurmanız gerekebilir diğer geri bildirim seçenekleri doğrusal aktüatörünüz için veya daha güvenilir sonuçlar sağlamak için ek bileşenler ekleyin. Bu bileşenler arasında sensörler veya harici limit anahtarları bu size mutlak konum hakkında daha iyi bir gösterge verebilir.

Birden fazla doğrusal aktüatörü kontrol ederken tekrarlanabilir sonuçlar elde edememek de bir sorundur. Potansiyometrenin çıkış sinyali, diğer aktüatörlerden gelen elektriksel gürültü de dahil olmak üzere elektriksel gürültüden kolayca etkilendiğinden ve potansiyometreye giriş voltajına bağlı olduğundan, birden fazla doğrusal aktüatörün aynı anda hareket etmesini sağlamak zor olabilir. Dijital filtrelerin kullanılması, potansiyometreye sabit giriş voltajının garanti edilmesi ve çıkış sinyal kablolarının diğer endüktif bileşenlerden uzaklaşması, daha fazla tekrarlanabilir sonuçlar sağlamaya yardımcı olacaktır. Bununla birlikte, aynı anda birden fazla aktüatörü çalıştırmak istiyorsanız, kontrol etmek daha iyi olabilir. diğer geri bildirim seçenekleri doğrusal aktüatörler için.

Tags:

Share this article

Öne Çıkan Koleksiyonlar

Doğru Aktüatörü Bulmak İçin Yardıma mı İhtiyacınız Var?

Ürünlerimizi hassas bir şekilde tasarlıyor ve üretiyoruz, böylece doğrudan üreticilerin fiyatını alıyorsunuz. Aynı gün kargo ve bilgili müşteri desteği sunuyoruz. Uygulamanız için doğru aktüatörü seçme konusunda yardım almak için Aktüatör Hesaplayıcımızı kullanmayı deneyin.