Capteur de vitesse à vis sans fin Tamiya 72004 : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Je voulais contrôler avec précision la vitesse du moteur d'une boîte à vis sans fin Tamiya 72004 pour un robot que je construis. Pour ce faire, vous devez avoir un moyen de mesurer la vitesse actuelle. Ce projet montre l'évolution du capteur de vitesse. Comme vous pouvez le voir sur la photo, le moteur entraîne une vis sans fin directement attachée à son arbre de sortie, puis une série de trois engrenages pour réduire la vitesse de l'arbre de sortie final.

Étape 1: Recherchez vos options

Généralement, pour mesurer la vitesse d'un moteur, vous avez besoin d'une sorte de capteur. Il existe quelques options, mais la plus courante est probablement un capteur optique, et celles-ci peuvent être mises en œuvre de l'une des deux manières suivantes: réfléchissante ou transmissive.

Pour un capteur réfléchissant, un disque avec des segments noirs et blancs alternés est fixé au moteur ou quelque part le long de la transmission. Une LED (rouge ou infrarouge) éclaire le disque et une photodiode ou un phototransistor détecte la différence entre les segments clair et sombre par la quantité de lumière LED réfléchie lorsque le moteur tourne. Pour un capteur transmissif, un agencement similaire est utilisé, mais la LED brille directement sur le capteur photoélectrique. Une palette opaque fixée au moteur ou au train d'engrenages (ou un trou percé dans l'un des engrenages) brise le faisceau, permettant au capteur de détecter un tour. J'ajouterai des liens vers quelques exemples de ceux-ci plus tard. Ce projet a utilisé la conception du capteur transmissif, mais j'ai essayé plusieurs variantes, comme vous le verrez.

Étape 2: Photointerrupteur MK I

La première méthode que j'ai essayée utilisait une LED rouge à haute intensité et un phototransistor. J'ai percé deux trous dans l'avant-dernière vitesse du train d'engrenages et deux trous dans le carter de la boîte de vitesses. Cela m'a donné environ 5 impulsions par tour de l'arbre de sortie. J'étais content que ça marche.

Étape 3: Photointerrupteur MK II

Je n'étais pas satisfait du nombre d'impulsions que j'ai obtenu du premier design. J'ai pensé qu'il serait difficile d'ajouter un capteur au moteur lui-même, j'ai donc percé un trou dans le premier engrenage entraîné par la vis sans fin et déplacé la LED et le phototransistor. Cette fois, le capteur générerait environ 8 impulsions par tour de l'arbre de sortie.

Étape 4: Photo-interrupteur MK III

J'ai décidé que je devais mettre le capteur sur le moteur lui-même, avant tout réducteur, afin de pouvoir capturer de nombreuses impulsions par tour de sortie, et cela s'est avéré moins difficile que je le pensais. La conception finale utilise une palette montée directement sur l'arbre de sortie du moteur. J'ai trouvé un minuscule interrupteur opto à fente à l'intérieur d'un vieux lecteur de disquette 3,5 et je l'ai monté au-dessus de l'arbre du moteur. J'ai collé un écrou M2,5 à la vis sans fin dans l'espace entre l'engrenage et la face du moteur, puis j'ai collé un morceau de plastique noir d'environ 4 mm x 5 mm sur l'un des méplats de l'écrou. Lorsque le moteur tourne, une série d'impulsions est générée par le capteur.

Étape 5: Conclusion

Il n'est pas nécessaire d'acheter un interrupteur optique à fente prêt à l'emploi - une LED et un phototransistor montés en ligne l'un avec l'autre suffisent. Selon votre application, vous voudrez peut-être plus ou moins d'impulsions par tour de sortie, ce qui influencera l'emplacement du capteur. Pour ce projet, j'ai réalisé que j'avais besoin d'autant d'impulsions que possible, mais il aurait été difficile d'installer une LED et un phototransistor à côté de l'arbre du moteur, j'ai donc eu la chance d'avoir découvert le minuscule opto-interrupteur à fente dans un lecteur de disquette.

La dernière étape consiste à connecter la LED et le phototransistor à votre microcontrôleur ou à d'autres circuits. J'ai utilisé une résistance 150R pour limiter le courant dans la LED, et une résistance pullup 10K sur le collecteur du phototransistor. La photo ci-dessous montre le moteur entraîné avec une seule pile AA et sa vitesse mesurée sur un tachymètre que j'ai construit. 6142 tr/min est la vitesse à laquelle je m'attendais, compte tenu des spécifications typiques de Tamiya. Chaque moteur sera différent, mais, en mesurant la vitesse actuelle et en faisant varier la tension d'alimentation, la vitesse du moteur peut être contrôlée avec précision.