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Determine el ángulo y la velocidad de una plataforma giratoria

Tengo un 1 eje (x) hilado de la plataforma, que está girando muy rápido ~300 RPM. Quiero ser capaz de detectar con un buen grado de precisión cuántos grados ha dio a luz a partir de su posición inicial y la velocidad es actualmente tirados en.

Por ejemplo: Pensar en un reloj que tiene una sola min de la mano. La aguja de las horas que viaja a través de la cara del reloj y quiero medida en que lugar de la cara del reloj en cualquier momento dado en grados.

"3" o-reloj sería de 90 grados, "6" o-reloj sería de 180 grados, "9" o-reloj sería de 270 grados, "12" o-reloj sería de 0 grados,

Tengo los dos de estos sensores

Mis preguntas son:

  • ¿Puedo usar un Giroscopio o Acelerómetro para medir con precisión cuánto rotación se ha producido en un giro de la plataforma?
  • Hay un mejor sensor para determinar la rotación en grados como una Brújula Módulo HMC6352
  • Se puede utilizar un Giroscopio o Acelerómetro para medir RPM?

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lillq Puntos 4161

Para un problema como este se suele utilizar una óptica codificador incremental. Dependiendo del tipo da una serie de pulsos por revolución, por lo que su resolución dependerá de este número. También brinda información sobre la dirección de la rotación. Usted puede encontrar la velocidad de sincronización del período de tiempo entre pulsos.
Ver también esta respuesta para obtener más información sobre cómo incremental y codificadores absolutos de trabajo.

Si usted no puede encontrar un adecuado codificador, y su motor funciona sin problemas, puede ser suficiente tener sólo un pulso por revolución. La posición actual puede luego ser derivada desde el tiempo desde la última pulsación dividida por el tiempo entre pulsos (= período de rotación). Igual que el codificador óptico desea una solución sin contacto. Óptica es una posibilidad. El uso de un sensor reflectante (como Vishay CNY70) para detectar una pequeña superficie reflectante en un mate de disco (o viceversa). Una solución magnética también es posible, y a menudo se utiliza en los entornos más sucios donde el sensor óptico no funciona. Un pequeño imán en el eje del motor va a causar un sensor de efecto Hall (como Infineon TLE4913) para dar un pulso cada vez que se pasa.

Usted podría pensar que el gyro sería lo ideal, porque le da la velocidad angular. Para encontrar la rotación, sin embargo, usted tiene que integrar la velocidad angular a lo largo del tiempo, y no siempre es fácil mantener la exactitud, porque también integrar error que se convertirá en más y más grande, a menos que haya una manera de volver a calibrar cada rotación.
Como he comentado a Mike, cuando se utiliza un acelerómetro y un motor que no está montado verticalmente el acelerómetro va a responder a la tierra gravitación y superponer esto como una onda sinusoidal a la lectura de la aceleración centrífuga. Esto tiene que ser filtrados, pero también puede ser utilizado para contar las rotaciones directamente: usted recibe 1 sine ciclo por la revolución.
importante punto de atención:
Tanto un giroscopio y un acelerómetro tendría que ser montados en el eje, y usted tendrá que lidiar con el problema de cableado de alimentación y de las lecturas a una posición fija.

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RelaXNow Puntos 1164

Mientras que un giróscopo en teoría le da la información para obtener la respuesta, en la práctica, el ángulo tienen mucho error después de unos segundos como para ser inútil. Giroscopios MEMs poner una señal que indica que la tasa de rotación. Esta debe ser integrada para obtener el ángulo. Sin embargo, el desplazamiento, la deriva, y otros errores de forma continua se acumulan en la integral. Para la mayoría de los giroscopios MEMs, el resultado es inútil después de un segundo o un par de segundos.

Tenga en cuenta que el real mecánico gyros no tienen este problema, ya que inherentemente dar una posición angular de la señal, no la velocidad angular. Sin embargo, son grandes, klunky, tomar una cantidad significativa de energía, son caros, y la necesidad de ser "enjaulados" por un minuto a 10s de minutos con ningún movimiento para calibrar antes de usar.

Si la tasa de rotación es razonablemente constante, una garrapata vez por cada revolución es lo suficientemente bueno. He trabajado en varios rotación de carteles de LEDS donde esa fue la única de información sobre la posición. El sistema asume cada rotación podría tomar el mismo tiempo que la rotación anterior. La pantalla hizo estirarse durante enciende cuando el motor se accellerating, pero funcionó bastante bien en el estado estacionario.

Sólo en esta primavera me aconsejó un high shool estudiante que quería hacer algo similar. Yo le di un solo opto-interruptor, que se utiliza para calcular el tiempo de cada rotación y generar el reloj de píxel para la siguiente rotación. Su motor era un gran fan acostado sobre su lado en el suelo, con la junta de pilas y montado en el centro. Es deletreado "2011 PROYECTO de grado" con 7 LEDs, y todo el mundo estaba muy muy impresionado.

Si el eje es horizontal puede utilizar un accellerometer para medir la velocidad de rotación y tener una idea de la actual ángulo de observación de la gravedad.

Dependiendo de cómo el motor funciona, usted podría posiblemente tener el motor de conducción electrónica informe de posición regularmente. Si es un DC sin escobillas y tiene acceso a la controladora, esta información está disponible.

Comunicar a la rotación de la junta de fuera puede hacer de varias maneras. En la rotación de la muestra del LED, hemos utilizado un eje hueco con un LED IR en el extremo fijo y un fotodiodo en la rotación de la final. Este fue utilizado como una forma de flujo de datos en alrededor de 1Mbit/s. Conseguir el poder a la rotación de la junta es también muy interesante. El estudiante de secundaria de las baterías usadas. Eso fue fácil y funcionó bien para su presentación. Una versión de la muestra del LED necesario 70W y tuvo que correr continuamente, de modo que no era posible. Se utilizó un transformador donde la principal y la secundaria podría rotar con respecto a cada uno de los otros. Esto fue impulsado por un conmutador de alta frecuencia. Un pequeño bobinado secundario en la parte fija se utiliza para la retroalimentación, y la rotación de la secundaria fue regulado bastante bien. Hubo un adicional de conmutación de fuente de alimentación en la rotación de la placa de ajuste de la pérdida de energía en la conducción de los LEDs RGB para tan poco como sea posible.

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user4245 Puntos 324

RPM es generalmente calculado utilizando un tacómetro sistema en el cual un pulso se genera una vez (a veces dos veces al ver a los fans de la CPU) para cada revolución. Estos son contó durante un período determinado y el RPM calcula a partir de eso.

Como por la posición en la rotación, que es más complicado. Debido a la velocidad de rotación está utilizando no hay mucho que se nos viene a la mente para que informe con precisión la posición de rotación - no se que es rápido de responder suficiente para obtener el derecho.

Si usted sabe que la velocidad de rotación (RPM) con bastante precisión, entonces se puede calcular cuánto se ha girado más allá de un punto conocido en el tiempo transcurrido - por ejemplo ¿cuánto tiempo desde la última tacómetro de impulsos para dar un bastante precisa de la posición si la velocidad es constante.

Otra opción sería tener varios sensores en un anillo alrededor del eje y en un punto de referencia en el eje que pasa por estos sensores - ser magnético, óptico o, -, sino que sólo da una resolución limitada. Estos son conocidos como Absoluta de los Codificadores Ópticos (o Absoluta Encoders Magnéticos, si usted está utilizando el magnetismo).

Óptica Encoders Incrementales, como los que se usan en el ratón ruedas etc, son una manera de hacerlo, pero no te da una posición absoluta, sólo un pariente de uno, así que vas a necesitar para la pareja con algún punto de referencia absoluto así.

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Julien Puntos 627

La medición de la velocidad angular es exactamente lo que el gyro. En el caso de que su giro la salida será a escala completa a una velocidad de 300 ° /seg. Un acelerómetro lineal también podría medir la velocidad angular si alineados hacia el eje de rotación, ya aceleración = \$r\omega^2\$, es decir, la velocidad angular \$\omega=\sqrt{\frac{acceleration}{radius}}\$pero esta iba a ser menos conveniente.

Para medir el desplazamiento angular que usted necesita para integrar la velocidad angular a lo largo del tiempo y se tienen dificultades para obtener resultados precisos durante largos períodos de tiempo debido al desplazamiento y a la deriva.

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