Svenska ElektronikForumet

Detta är ett pågående projekt. Jag uppdaterar första posten vartefter det händer någonting.

Inledning/bakgrund
Det hela började med att jag ville mäta upp skrovformen (för en möjlig framtida renovering/nybyggnad) på en gammal motorbåt vi har i släkten. Efter att efter att tag ha funderat över hur skrovet kunde mätas upp kom jag fram till att jag kan bygga ett eget mätverktyg. Den mest tilltalade lösningen var en mätarm med leder som kan röras i en riktning. På varje av dessa led monteras en vinkelgivare (eng. incremental encoder) för att kunna bestämma vinkeln på leden. Genom att avläsa dessa givare och räkna pulscyklarna med en mikrodator kan positionen för mätspetsen beräknas. Tanken är att dessa värden skickas till en dator via USB och lagras som ett "punktmoln".

Hårdvara
- US Digital E6 incremental encoder
- Rundstång av aluminum för leder
- Rör av aluminium för armar
- Kullager
- Elektronik (tanke: AVR ATmegaXX, FTDI, ...)

Mjukvara
Tanken är att koppla signalerna från givarna till portar med "interrupt-on-change" och läsa av hela porten vid avbrott. Jag har inte ännu bestämt mig om jag skall försöka beräkna koordinaterna utgående från vinklarna redan i mikrodatorn, eller om jag överlåter detta till den "riktiga" datorn. Det lutar dock mot det senare, så kan jag låta elektroniken och programmet för mikrodatorn vara lite enklare. Jag är också osäker på om jag måste implementera någon form av kontaktstudsfiltrering (antingen i mjukvara eller hårdvara). Är det någon som har erfarenhet av detta? Jag har i och för sig också möjlighet att se hur signalerna ser ut med ett oscilloskop, och så kommer jag antagligen att koppla upp mikrodatorn på en labbplatta först, för att testa, så det lär visa sig ifall det blir problem.

Bygglogg
Här finns bilder från byggets gång, och kommentarer i den mån de behövs.
edit: rubriken [pågående projekt] => [projektet slutfört]

Kul att se/läsa! Jag har själv funderat på att bygga en mätarm.

Spännande projekt. Vad för noggrannhet siktar du på?

Edit: Stavar som en kråka.

Noggrannheten skulle gärna få ligga på under +-2 mm, men det kanske inte är rimligt med nuvarande utförande.

Några av sakerna som bidrar till onoggrannheten:
- Vinkelgivarens upplösning, nuvarande har 10000 pulser per varv
- Mekanisk onoggrannhet i lager, passningar, böjning av rör, "inställningar", etc.
- Elektrisk robusthet, d.v.s. att man inte tappar pulser

Men med en armlängd på 1 m och en givare på 10000 pulser per varv leder givaronoggrannheten till ett maxfel på ungefär 0,6 mm längst ut (i riktningen vinkelrätt mot armen).

Felen av flera leder/armar kan förstås både ackumuleras och ta ut varandra. Det skulle gå att räkna ut en "worst case" onoggrannhet över hela mätområdet, men det blir ganska långa uträkningar, och jag har inte kunnat motivera att göra det

Ifall det är själva givarupplösningen som begränsar, så kan man förstås köpa givare med högre upplösning. Åtminstone för de leder med längre armar. Men US Digital var de enda jag hittade till vettigt pris och "tillräckligt god" prestanda.

Man skulle ju åxå kunna sätta utväxling mellan vinkelgivaren och axeln... problemet är väl vid vändningar i rotation att det blir väl ett dödglapp.

Jag funderade på en sådan lösning också, men valde bort den just p.g.a. svårigheten att eliminera "back-lash". I och för sig gjorde jag aldrig någon grundlig utredning för att ta reda på hur stort fel man kan få t.ex. med en tandrem, utan jag bara gissade att det blir för stort.

Det finns glappfria kuggväxlar, kolla på HPC Gears i England

http://www.hpcgears.com/


man kanske skulle skriva rätt också

Men det måste vara både enklare, billigare, och bättre att skaffa enkodrar med högre upplösning. Renco's R35i finns med upp till 8192 linjer men nu har de visst blivit uppköpta av något annat "enkoderföretag" (Heidenhein, tror jag det var) och jag har hört att det är svårare att handla från dom.

tecno: Jag har till och med deras katalog hemma hos föräldrarna. Men när jag nu tänkte se på deras hemsida hittar jag den inte. Har du någon länk? I vilket fall som helst är det ganska långt till en sådan lösning för just detta projekt. Men det kunde ändå vara roligt att se vad det finns för alternativ.

H.O Jag minna att jag hade ögonen på just dessa enkodrar någon gång tidigare. Möjligtvis valde jag bort dem för att jag inte hittade någon prisinformation. Problemet är att jag tycker att priset för RS Digital enkodrarna var i överkant på $73/st. Något billigare och med godtagbar prestanda har jag inte sett. Vet du vad en Renco R35i går loss för?

Rättat mitt tidigare inlägg

Tack för länken! Men jag hittar inte riktigt något som skulle passa. Finns kuggväxlarna du talade om på sidan?

edit: När vi ändå har mekanikgurus här. Har ni något tips om hur man får till en lagerpassning (hål) med svarv och skjutmått? Det är i princip mätningen som för tillfället är största problemet. Skall det gå att komma inom ett par hundradelar med skjutmått? Är två-punkts mikrometrar för invändiga mått värda någonting?

Vet du vad en Renco R35i går loss för?

Jag köpte 5st R35i, i September 2008, då gav jag $73.76/st och $54 i frakt.

Det billigaste som finns att mäta inv. med, är vanliga T-mått.
De kräver en viss träning för att mäta korrekt, och helst en vanlig utv. mikrometer.
Skjutmått är svårt när man kommer under 2-3 hundradelar.

H.O Ok, då är de i samma prisklass som US Digital. Jag borde uppenbarligen ha frågat offert på dessa. Nu bygger jag vidare med de jag har, men det är bra att veta att det finns uppgraderingsmöjligheter ifall ett behov uppenbarar sig.

säter: Tja, det blir väl till att införskaffa t-mått då. De verkar ju inte vara speciellt dyra i alla fall Tack för informationen!

OT, Säter: Av ren nyfikenhet, hur nära kommer du med T-mått? T.ex. om du provar mot en kontrollring av 'okänd storlek' utan att 'fuska'.