Optischer Linearencoder zur Bewegungsverfolgung?

Ich muss eine billige optische Lösung finden, um die Position eines Objekts in Bezug auf eine Oberfläche zu messen.

Das Objekt gleitet in einer linearen Bewegung entlang einer Achse, etwa 30 mm von der Oberfläche entfernt. Die maximale Entfernung, die das Objekt entlang der Oberfläche zurücklegen kann, beträgt etwa 3 m. Die Genauigkeit des Systems kann +/- 5 mm betragen.

Was ich wirklich suche, ist eine Lösung auf Bastlerniveau, z. B. das Bedrucken eines 3 m langen Bandes mit Referenzmarkierungen zur Abdeckung der Oberfläche und das Anbringen eines Laserscanners am Objekt, der die Markierungen interpretieren und die Koordinaten an einen Computer weitergeben kann.

Ich bin gerne bereit, das Referenzband selbst zu erstellen und den Encoder zu programmieren, obwohl ich nicht weiß, wo ich anfangen soll, nach der Hardware zu suchen. Irgendwelche Ideen/Alternativen?

Vielleicht würde es helfen, wenn Sie eine "teure" optische Lösung gefunden haben, die in allen Ihren Anforderungen außer dem Preis passt. Dann könnte jemand sehen, wie dies zu einem günstigeren Preis hergestellt oder gefunden werden könnte.
Klingt nach einem möglichen Job für einen optischen Maus-Hack.
Erkundigen Sie sich bei USdigital.com Sie haben einige preiswerte Linear-Encoder. Sie können sowohl die aktiven Elemente als auch die separat erhältlichen Streifen erwerben
Die usdigital Encoder sind großartig, funktionieren aber nicht aus 30 mm Entfernung

Antworten (1)

Sie fordern eine Genauigkeit von 0,16 % des Skalenendwerts! Dies sollte für einen ausreichend langen QUADRATURE ENCODER-Streifen eigentlich nicht zu viel Mühe bereiten, aber das ist ein relativer Encoder (dh er muss bis zu einem gewissen Punkt auf Null gesetzt werden, und dann zählen Sie, wie viele Ticks Sie von diesem Punkt entfernt haben ).

Zwei versetzte Streifen mit 10 mm beabstandeten Ein-Aus-Mustern würden sicherlich Ihre Arbeit erledigen. Das Problem ist, dass Sie 30 mm vom Streifen entfernt sind. Ich denke, es könnte ein iteratives Herumalbern mit optischen Komponenten erfordern, vielleicht könnten eine IR-LED und ein passender Fototransistor erkennen, ob sie auf einen schwarzen Streifenabschnitt oder einen weißen Streifenabschnitt zeigen.

HIER ist ein IR-Fotoreflektor mit einem Arbeitsabstand von 1 Zoll (25 mm). Er ist analog, sodass Sie den Ausgang zu einem Komparator schieben und herumtollen können, um Ihre Hell-/Dunkelgrenzen zu finden. Achten Sie darauf, Ihrem Komparator ein wenig Hysterese hinzuzufügen Damit Ihre Übergänge sauber sind.Sie benötigen zwei Sensoren, da Sie es mit zwei Teilen des Encoderstreifens zu tun haben.

Das Quadraturmuster würde etwa so aussehen.lineares Quadraturmuster

Für Ihren Fall wären die schwarzen Balken 10 mm lang (oder Sie können feiner gehen). Die Breite wäre eine Funktion des Fokus des IR-Paares. HOFFNUNGSVOLL kann dieses Ir-Paar Ihnen Ihre Auflösung geben, aber lesen Sie auf jeden Fall die Blätter!

Je nachdem, wie schnell sich Ihr Schlitten bewegt, kann ein Standard-Mikrocontroller möglicherweise Ihre Zählung beibehalten. Wenn es sehr schnell geht, empfehle ich einen Mikrocontroller mit eingebautem Peripheriegerät, um mit Quadratur-Encodern umzugehen, wie dem PIC 18F4331. Wenn Sie das tun, müssen Sie nicht einmal einen Quadratur-Encoder-Zählalgorithmus implementieren, sondern nur das Peripheriegerät einrichten und in konstanten Intervallen aus dem richtigen Register lesen. Wenn Sie einen Algorithmus benötigen, posten Sie die Frage und ich werde einen ausarbeiten.

Da es sich um einen RELATIVE-Encoder handelt, benötigen Sie eine Art Sensor, um auf Null zu gehen.

Das klingt nach der günstigsten Option. Eine IR-LED und ein IR-Sensor, einige Schlitzabdeckungen und Zeitband.
und ein Komparator mit einer winzigen Hysterese.
Typischerweise wird dies mit einem Einkanalstreifen und einem um ein Vielfaches von 1/4 Teilung versetzten Lesekopfpaar durchgeführt, das normalerweise in denselben Lesekopf eingegossen ist. Billige Mylar-Bandversionen waren in Tintenstrahldruckern üblich, obwohl eine gröbere Auflösung aus diskreten Komponenten besser sein könnte, wenn Sie versuchen, die Skala selbst herzustellen.
Danke @ChrisStratton! Ich versuchte, mich daran zu erinnern. Wusste, dass mir etwas fehlte.
Ich wollte auch sagen "Schauen Sie sich an, was sie in Druckern tun", eine optische Referenz kann an verschiedenen Teilen der Maschine geklebt, gemalt, aufgehängt usw. werden. Ein zusätzlicher optischer Sensor oder Endschalter kann Ihnen sagen, wann Sie bei Null sind.
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