Givare --> LED

[nova]

Jag skulle vilja veta hur jag kan bygga en "positionsmätare"
dvs en givare skall sitta på en skena som förs fram och tillbaka
och som kopplas till en LED/LCD display som anger position i tiondels millimeter. Storleksordningen på skenan är 1m. Jag letar efter
en ganska billig men ändå noggrann lösning. Mina elektronikkunskaper
är ganska grundläggande, men jag lär mig förhoppningsvis fort.
Ytterligare frågor i texten nedan.
Tacksam för svar!


En lösning jag funderat på (finns säkert bättre..)

En linjär eller roterande sensor som består av en spole i vilken det
induceras en spänning vid rörelse. Denna spänning integreras
mha en operationsförstärkare. Den analoga signalen konverteras sedan
med en AD converter (hur?) och kopplas (hur?) till en display?

[Pjoms]

Det bästa och enklaste (men tyvärr knappast billigaste) lösningen är en A/B-fas pulsgivare.
Upplösningen på givaren beror på hur det går att påverka utväxlingen till givaren. Ju högre utväxling du kan ha, ju enklare (billigare) guvere kan du använda. Nackdelen med hög utväxling kan dock vara ökad risk för mekaniskt glapp.
Om du har en motor som driver skenan är det ofta enklast att montera en pulsgivare bak på motoraxeln.

[Rollo]

*BRAINSTORMING*

För att undvika eventuella risker att givare och position kommer ur fas. Bör det inte fungera med en 1m lång stav i något material med hyfsat högt motstånd. Som en jättestor linjär 10K potentiometer! Varje Ohm = 1 tiondels mm

"Givaren" i detta fall består då av en släpkontakt mellan staven, en OP-amp , A/D, och någon form av komparator (förslagsvis en µC).

Genom att OP-ampen förstärker strömmen bör man få en ganska bra upplösning.

*BRAINSTORMING*

[mke]

det första du måste beståmma är hur bra nogrannhet du vill ha, bra nogrannhet kostar pengar. Någon typ av magnetisk givare borde göra susen. T.ex. ett magnetiskt band som en magnetgivare mäter på (GMR eller AMR). Även en optisk givare borde funka. Den lösningen du pratar om verkar likna en resolver, Problemet med denna är att det krävs ganska avancerad signalbehandling (demodulering), samt att den är ganska långsam (beroende på hastighet du behöver). Det simplaste är att använda en flervarvig potentiometer. Dock är det tveksamt om du kan komma upp i en upplösning på tiondels millimeter, samt att du får en begränsad livsläng p.g.a släpkontakt.

[nova]

Tack före alla svar! Uppskattar fler förslag.

Lite kommentarer:
Beträffande potetiometrar så har de nackdelen att 1m länga sådana är dyra och livslängden är mer eller mindre begränsad iom släpandet. Dessutom kan kanske upplösningen bli ett problem, som nämndes ovan.

För närvarande tror jag på en induktiv lösning (eller ev. optisk)
Jag vet inte mycket om resolver, men lösningen jag skissade på torde inte
vara avancerad (eller?). Alltså man itegrerar en signal från en spole som dras längs en stång. Denna analoga signal bör, förutsatt att komponenterna är fina, vara en hyfsad brusfri signal proportionell mot längden som spolen förflyttas oavsett hur fort. Sedan gäller det att bryta ner denna signal med någon komponent för att omvandla den till siffror.

Eftersom det rör sig om storleksorningen 1m och tiondels millimeter krävs typ 4 siffror för att visa detta dvs signalen skall delas upp i 10000 eller 12-13-bit. Så den dyra komponenten blir i princip AD-convertern.

Gör jag fel i mina antaganden? Hade egentligen tänkt mig en roterande givare.

[maha]

I bläckstråleskrivare finns det oftast ett plastband med väldigt smala streck på som en optisk sensor läser av. Skarvar man ihop några stycken kommer du snabbt upp i 1m. Dock får du nog inte en precision på en tiondels millimeter men åtminstone en halv millimeter.

Din induktiva lösning tror jag tyvärr inte fungerar i praktiken, snabbt kommer man att glida iväg lite grand.

[Mizzarrogh]

Jo, eller tex delar från en datamus, fjärrkontroll, etc, men tyverr ger det ganska krattig precision, särskillt över längre sträckor.

Men har man inte alltför höga krav bör det väl i princip funka med det mesta som tex. arbetar enligt principen för en läsgaffel och något som delar upp insignalen i bitar (tex hålremsa, blankpolerad mutter, etc, etc)

Men, Om du sätter en enkel förstärkare till in signalerna (eller ännu smigare löser detta medelst OP n) så borde det funka för grovgörat, tror jag.


Edit: Rätta mig om jag har fel nu, men undras om inte en kamera + precicions punkter för kalibrering borde ge rätt bra precision?

[nova]

I bläckstråleskrivare finns det oftast ett plastband med väldigt smala streck på som en optisk sensor läser av. Skarvar man ihop några stycken kommer du snabbt upp i 1m. Dock får du nog inte en precision på en tiondels millimeter men åtminstone en halv millimeter.

Din induktiva lösning tror jag tyvärr inte fungerar i praktiken, snabbt kommer man att glida iväg lite grand.

Men hur är det med digitala skjutmått, fungerar inte de induktivt?
Så de är svåra att härma.

Förresten vad är svagheten hos min lösning mer precist? Vad menas med "glida iväg"?

tacksam för svar

[Andax]

Principen med ett band med smala streck går att förfina en del genom att man skriver ut en remsa i gråskala istället för bara rent svart eller vitt.

Genom att låta remsan variera sinusformat (från vitt till svart till vitt igen) kan man med två fotosensorer som ligger förskjutna 1/4 sinusvåg ifrån varandra mäta upp var på kurvan man befinner sig med betydligt högre upplösning än en rent digital (bara svart eller vitt) avläsning.

Att mäta var på en cykel du befinner dig kan, om man är noggrann, göras till bättre än 1/100 av cykellängden.

Skjutmått bygger på samma princip men där är det kapacitansen som varierar cykliskt som man sedan kan interpolera fram en noggrann position ur.

Edit: Se tråd

[grym]

den där induktiva lösningen annvändes förr i cncmaskiner och om man gör allt rätt har man en upplösning på tusendelsmillimeter, doch svårt att göra hemma

men , man gör en slinga som matas med växelström och sedan läser man av fasläget på växelspänningen man får ut ur avläsningsspolen

detta är saker som är före min tid så jag har inte full koll på läget

men om man gör slingan etsad på kretskort så kan man ju få hög noggranhet om man är noga vid skarvningen av laminaten, det var det jobbiga förr när dom annvände den tekniken

[nova]

den där induktiva lösningen annvändes förr i cncmaskiner och om man gör allt rätt har man en upplösning på tusendelsmillimeter, doch svårt att göra hemma

men , man gör en slinga som matas med växelström och sedan läser man av fasläget på växelspänningen man får ut ur avläsningsspolen

detta är saker som är före min tid så jag har inte full koll på läget

men om man gör slingan etsad på kretskort så kan man ju få hög noggranhet om man är noga vid skarvningen av laminaten, det var det jobbiga förr när dom annvände den tekniken

Tack för kommentaren. Skulle Ni vara vänlig att beskriva geometrin i uppställningen lite mer, samt hur fasläget har att göra med läget.

Har tillgång till maskiner och så, blir det fortfarande svårt att tillverka?
Måste man ändå inte köpa ett dyrt mångbitars AD-converter-chip för denna löösning?

Tacksam för svar

[JimmyAndersson]

Lösningarna som maha, Andax och grym m.fl beskriver har testats i den här tråden. Både på sidan som länken går till och framåt.

[Chribbe76]

Om du vill göra det optiskt så har Avagotech encoder-kretsar för både linjär och roterande avläsning.
Dessa är "reflective" och för linjär avläsning.
75LPI betyder 75 linjer/tum och ger en upplösning på 75*4=300 positioner på en tum.
Jag tror inte dom säljer "codestrips" så det måste man fixa själv.
Dom har även kretsar som räknar quadrature-pulser men jag vill minnas att det är på tok för dyrt.

Jag har gjort lite tester där jag läser av analogt och kan då få väldigt hög upplösning(pricisionen kan väl diskuteras) men i ditt fall är nog Avagos prylar att föredra.
Min tråd: http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... php?t=2760

Annars är Konstruktionen i digitala skjutmått (kapacitivt) väldigt trevlig, om jag inte redan hade många pågående projekt så skulle jag testa det.

[nova]

Om du vill göra det optiskt så har Avagotech encoder-kretsar för både linjär och roterande avläsning.
Dessa är "reflective" och för linjär avläsning.
75LPI betyder 75 linjer/tum och ger en upplösning på 75*4=300 positioner på en tum.
Jag tror inte dom säljer "codestrips" så det måste man fixa själv.
Dom har även kretsar som räknar quadrature-pulser men jag vill minnas att det är på tok för dyrt.

Jag har gjort lite tester där jag läser av analogt och kan då få väldigt hög upplösning(pricisionen kan väl diskuteras) men i ditt fall är nog Avagos prylar att föredra.
Min tråd: http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... php?t=2760

Annars är Konstruktionen i digitala skjutmått (kapacitivt) väldigt trevlig, om jag inte redan hade många pågående projekt så skulle jag testa det.

För det första: tack för svaret!

andra: hur hade du tänkt koppla ihop det hela. Uppskattar någorlunda bra beskrivning då jag är helt nybörjare. Princip?

tredje: firman du nämde vill ha beställningar på 100st åt gången eller?
ta tex AEDR-8400 132 (vad den nu är/gör). priser ungefär?

Sorry om jag frågar mycket, men jag uppskattar verkligen era svar.
Ha det gott.

[nova]

Lösningarna som maha, Andax och grym m.fl beskriver har testats i den här tråden. Både på sidan som länken går till och framåt.

Kollade lite där men det handlar nästan bara om lasrar och galvanometrar,
hur hänger den induktiva metoden ihop? Förlåt om jag frågar, men skulle uppskatta en åtminstone schematisk beskrivning av hela apparaturen.
Ska kolla om jag kan bygga ihop nåt liknande =).

Återigen tack för dina inlägg.