Phản hồi về chiết áp từ bộ truyền động tuyến tính có video

Chiết áp

Chiết áp, là điện trở thay đổi, được sử dụng trong bộ truyền động tuyến tính để cung cấp cơ sở phản hồi vị trí về cách điện trở của chúng thay đổi. Bộ truyền động tuyến tính sử dụng chiết áp để phản hồi, như Bộ truyền động tuyến tính thanh phản hồi, sẽ bao gồm 3 dây bổ sung như hình dưới đây, dây 1 cho điện áp đầu vào, dây 2 là Biến đổi điện trở, và dây 3 là nối đất. Bạn có thể đọc đầu ra của chiết áp bằng cách đo điện áp giữa dây 2, đầu ra và đất, điều này sẽ cung cấp chỉ báo về vị trí tuyệt đối của bộ truyền động tuyến tính. Để sử dụng phản hồi này, bạn sẽ cần sử dụng một số loại vi điều khiển, như Arduino, để đọc giá trị vị trí này khi bộ truyền động di chuyển.

Dây điện áp

Phản hồi vị trí từ một chiết áp

Khi biến trở của chiết áp thay đổi khi bộ truyền động tuyến tính chuyển động, hiệu điện thế giữa dây 2 và đất sẽ thay đổi. Do đó, phản hồi có thể dễ dàng được xử lý trong phần mềm của bộ điều khiển, như Arduino, vì bạn có thể đơn giản so sánh điện áp đầu ra của dây 2 với đất. Sử dụng Arduino, điều này có thể được thực hiện đơn giản bằng cách sử dụng chân cắm tương tự của bộ vi điều khiển và sử dụng hàm analogRead () để đọc điện áp từ dây 2. Ví dụ về cách kết nối Arduino với thiết bị truyền động tuyến tính có phản hồi chiết áp được hiển thị phía dưới.

 

Các chân tương tự của Arduino là bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC), sẽ chuyển đổi điện áp tương tự trên dây 2 thành giá trị ADC 10 bit sẽ nằm trong khoảng từ 0 đến 1023. Giá trị ADC 10 bit có nghĩa là bộ chuyển đổi sẽ dịch tín hiệu tương tự thành 2 ^ 10 hoặc 1024 giá trị khác biệt trong khoảng từ 0 đến 1023. Không phải tất cả vi điều khiển đều là ADC 10 bit, một số là 8 bit hoặc 16 bit và số bit càng lớn thì độ phân giải của ADC càng lớn. Khi bạn đã chuyển đổi tín hiệu tương tự thành giá trị kỹ thuật số, để xác định giá trị vị trí theo chiều dài hành trình, chẳng hạn như inch, bạn sẽ cần tìm phạm vi tương tự chính xác của bộ truyền động tuyến tính cụ thể của bạn vì nó có thể không nằm trong khoảng từ 0 đến 1023. Điều này là do hộp số bên trong bộ truyền động ngăn chiết áp quay hoàn toàn đến giới hạn của nó và có nghĩa là bạn sẽ cần xác định phạm vi này theo cách thủ công. Đối với ví dụ mã hóa bên dưới, Chiều dài hành trình 4 ”Thanh phản hồi Bộ truyền động tuyến tính có giá trị tương tự là 44 ở 0 ”và giá trị tương tự là 951 ở 4”. Sử dụng các giá trị này, bạn có thể sử dụng các tỷ lệ để xác định giá trị độ dài nét vẽ như bên dưới:

Công thức tỷ lệ

Điều này có thể được đơn giản hóa thành Độ dài nét = 0,00441 * (Giá trị tương tự - 44), giống như trong ví dụ mã hóa bên dưới. Tần suất bạn đọc giá trị tương tự này trong mã của bộ vi điều khiển của bạn là một vấn đề quan trọng khác. Trong ví dụ mã bên dưới, Arduino đọc chiết áp và cập nhật giá trị vị trí miễn là bộ truyền động đang di chuyển. Nhưng bạn cũng có thể sử dụng bộ hẹn giờ nội bộ để cập nhật giá trị vị trí trong một khoảng thời gian đã đặt hoặc bạn có thể chỉ cần đặt chức năng đọc chiết áp bên trong vòng lặp chính của mã và liên tục cập nhật giá trị vị trí. Mặc dù cách sau không được khuyến nghị nếu bạn định sử dụng bộ điều khiển của mình để thực hiện nhiều chức năng riêng lẻ.

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

Đối phó với tiếng ồn điện

Một nhược điểm của phản hồi từ chiết áp là nó có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện và có thể làm cho giá trị vị trí của bạn không ổn định. Một cách để khắc phục điều này là sử dụng bộ lọc kỹ thuật số để loại bỏ nhiễu điện và đạt được kết quả ổn định. Có một số loại bộ lọc khác nhau có thể được sử dụng từ bộ lọc hàm mũ đến bộ lọc thông cao và thông dải, mỗi loại đều có những lợi ích riêng, nhưng đối với nhiều ứng dụng với bộ truyền động tuyến tính, chỉ cần sử dụng giá trị trung bình chạy của giá trị vị trí sẽ hoạt động. Trung bình chạy đơn giản là giá trị trung bình của X lượng phép đo cuối cùng để làm mượt tín hiệu đầu vào. Số phép đo chính xác mà bạn muốn lấy trung bình sẽ phụ thuộc vào ứng dụng của bạn và bạn có thể cần phải thử với con số này để xác định những gì hoạt động tốt nhất. Một số điều cần lưu ý, nếu bạn có quá ít phép đo trong mức trung bình, tín hiệu của bạn sẽ vẫn bị nhiễu, nhưng nếu bạn có quá nhiều lần đo, kết quả của bạn sẽ tụt lại quá xa so với vị trí thực tế của bộ truyền động có thể sử dụng được. Việc tìm kiếm sự cân bằng giữa quá ít và quá nhiều phép đo sẽ làm cho bộ lọc của bạn hiệu quả. Dưới đây là biểu đồ cho thấy ảnh hưởng của bộ lọc trung bình đang chạy so với tín hiệu đầu vào thực tế.

Tín hiệu được lọc và không được lọc

Mã được sử dụng để thực hiện trung bình chạy được hiển thị bên dưới, nó sử dụng trung bình của 3 phép đo để làm trơn tín hiệu đầu vào. Ba phép đo đã được chọn vì không có nhiều nhiễu trong tín hiệu đầu vào thực tế, vì vậy chỉ cần một vài phép đo để làm mịn giá trị. Nếu có nhiều tạp âm hơn trong tín hiệu đầu vào, thì sẽ cần một số lượng lớn hơn các phép đo. Trong tình huống có rất nhiều thành phần cảm ứng (tức là động cơ), tiếng ồn điện sẽ là một vấn đề lớn hơn nhiều.

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

Sử dụng phản hồi để tự động hóa

Điều tuyệt vời khi triển khai phản hồi vào thiết kế của bạn là nó cho phép bạn tạo ra một hệ thống tự động biết vị trí cần thiết cho một đầu vào nhất định. Để sử dụng phản hồi chiết áp trong một hệ thống tự động, bạn có thể chỉ cần so sánh chiều dài mở rộng mong muốn của thiết bị truyền động tuyến tính với vị trí thực tế được cung cấp bởi chiết áp. Sau đó, bạn chỉ cần yêu cầu thiết bị truyền động của bạn kéo dài hoặc thu lại cho phù hợp. Mặc dù việc sử dụng phản hồi chiết áp trong hệ thống tự động có một số vấn đề bạn có thể cần khắc phục. Một là vấn đề về độ ồn điện, đã được thảo luận ở trên, vấn đề khác là có thể đạt được kết quả lặp lại. Vì chiết áp nói chung không nhạy với các chuyển động nhỏ hơn của bộ truyền động tuyến tính, so với các tùy chọn phản hồi khác, điều này làm cho việc đạt được kết quả lặp lại chính xác khó khăn hơn. Trên thực tế, điều này có nghĩa là bạn sẽ có một khoảng sai số xung quanh vị trí mong muốn của mình, điều này có thể chấp nhận được đối với ứng dụng nhất định của bạn. Nếu bạn không cần vị trí quá chính xác hoặc đang thay thế một công tắc thủ công bằng một bộ vi điều khiển để tự động hóa hệ thống của mình, thì phản hồi vị trí từ một chiết áp sẽ đủ chính xác cho bạn. Nếu bạn cần định vị chính xác từ thiết bị truyền động tuyến tính của mình, thì bạn có thể cần xem xét các tùy chọn phản hồi khác cho bộ truyền động tuyến tính của bạn hoặc thêm các thành phần bổ sung để cung cấp kết quả đáng tin cậy hơn. Các thành phần này bao gồm cảm biến hoặc công tắc giới hạn bên ngoài có thể cung cấp cho bạn một chỉ báo tốt hơn về vị trí tuyệt đối.

Không thể đạt được kết quả lặp lại cũng là một vấn đề khi bạn điều khiển nhiều bộ truyền động tuyến tính. Vì tín hiệu đầu ra của chiết áp dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, bao gồm cả nhiễu điện từ các bộ truyền động khác và phụ thuộc vào điện áp đầu vào của chiết áp, nên việc đảm bảo nhiều bộ truyền động tuyến tính chuyển động đồng thời có thể là một thách thức. Việc sử dụng bộ lọc kỹ thuật số, đảm bảo điện áp đầu vào ổn định cho chiết áp và dây tín hiệu đầu ra chạy xa các thành phần cảm ứng khác sẽ giúp đảm bảo kết quả lặp lại nhiều hơn. Mặc dù, nếu bạn muốn chạy nhiều thiết bị truyền động đồng thời, tốt hơn là nên kiểm tra các tùy chọn phản hồi khác cho thiết bị truyền động tuyến tính.

product-sidebar
Tags:

Share this article

Sản phẩm nổi bật

TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau
TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau In Stock
On Sale From $590.00USD

Bạn cần trợ giúp tìm thiết bị truyền động phù hợp?

Chúng tôi thiết kế chính xác và sản xuất các sản phẩm của chúng tôi để bạn có được giá cả nhà sản xuất trực tiếp. Chúng tôi cung cấp vận chuyển cùng ngày và hỗ trợ khách hàng am hiểu. Hãy thử sử dụng Máy tính truyền động của chúng tôi để nhận trợ giúp chọn thiết bị truyền động phù hợp cho ứng dụng của bạn.