Medir la rotación de un volante de bicicleta

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Me gustaría montar un soporte en el tubo de la cabeza del cuadro de una bicicleta para medir el grado de rotación del manillar de la bicicleta. Idealmente, esta sería una solución sin contacto para aumentar la posibilidad de que el soporte se ajuste correctamente.

Dos de las opciones que he investigado son:

  • Un sensor de efecto Hall en el tubo de la cabeza fija y un imán en la horquilla giratoria de la bicicleta
  • Sensor óptico en el tubo de la cabeza fija y objeto codificado en la horquilla giratoria de la bicicleta

Antes de profundizar demasiado en la creación de un prototipo de efecto Hall, ¿alguien tiene una sugerencia mejor que las opciones anteriores o algún consejo sobre cómo diseñar mejor este sensor?

Gracias de antemano!

EDITAR:

@TelaClavo @RocketMagnet Gracias a los dos por las respuestas detalladas. Creo que debido al requisito de montar el (los) sensor (es) / imán en el perímetro del tubo de la cabeza, estoy más favorecido hacia la solución de TelaClavo. El sensor estaría ubicado en un soporte de soporte en la parte frontal del tubo de la cabeza, justo encima del anillo móvil entre el tubo de la cabeza y la horquilla. Los imanes unidos alrededor del anillo.

La suposición que estoy haciendo ahora, es que para poder acomodar tubos de cabeza de diferentes diámetros, se puede fabricar un soporte universal para alojar los componentes de PCB y sensores para que encajen al ras del tubo de cabeza tanto en el sensor como en los imanes.

    
pregunta James

3 respuestas

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Con un solo sensor de efecto Hall, si no quiere lidiar con la complejidad mecánica de tener que colocar su imán justo en el eje de rotación, y el sensor está cerca de él, pero estable, y elija colocar el imán en un punto en el perímetro del tubo giratorio, y el sensor en el tubo fijo, no tendrá una SNR muy buena cuando el imán esté lejos del sensor. Yo usaría unos pocos (tres o cuatro) sensores, y un imán. Cree una PCB con la forma de un arco de un círculo y ponga allí los sensores N, concéntricamente, más su circuito analógico (si es necesario) y su MCU (con canales N ADC). Fije la PCB al tubo fijo y el imán al tubo giratorio. Al leer las señales de entrada N, podrás deducir el ángulo del manillar con una resolución más que decente.

Respuestas a comentarios : (no tengo suficiente espacio allí).

  • Rocketmagnet: En la segunda mitad de tu respuesta, el AM8192B1 no es un solo sensor de efecto Hall. Es un IC con muchos sensores de efecto Hall en su interior. Consulte la página 1 de la hoja de datos: "El AM8192B1 utiliza la tecnología de sensor Hall para detectar la distribución de densidad de flujo magnético en la superficie del silicio. Los sensores Hall se colocan en una matriz circular alrededor del centro del IC y entregan una representación de voltaje del magnético distribucion de campo ". Esa es exactamente mi respuesta. En cuanto a tu comentario, tenías razón, y he editado mi respuesta.
respondido por el Telaclavo
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Mi sugerencia sería definitivamente la solución de efecto Hall. Los utilizamos ampliamente para medir la rotación y funcionan muy bien. Hay dos formas de hacerlo:

Efecto Ratiometric Hall:

Use un dispositivo como A1324 . Es un dispositivo de 3 pines que proporciona una tensión analógica proporcional a la intensidad del campo magnético. Para un imán, tienes dos opciones:

  • Un imán anular diametralmente polarizado montado en la columna de dirección. El sensor debe sentarse en la circunferencia del imán, mirando hacia el centro.
  • Un imán de botón polarizado axialmente. Montarlo en la columna de dirección con su diámetro colineal con el eje de rotación.

Amedidaquegiralacolumnadedirección,latensióndesalidaanalógicavariarásinusoidalmenteconelángulo.Porlotanto,sinecesitasaberelánguloexacto,deberácalibrarlo.Tomelecturasconlosmanillaresenvariosángulosconocidos.Luegocreeunafunciónlinealportramos,oencuentrelosparámetroscorrectosparalafunciónperfectadepecadoinverso.Agregado:estaopciónsolofuncionasiasumimosquelasbarrasdecontrolnogiranmásdeaproximadamente±75º,preferiblementemenosqueeso.

CodificadormagnéticorotatorioIC

Los RLS tienen varios chips de sensores rotatorios basados en el efecto Hall . Simplemente coloque un imán de botón polarizado diametralmente sobre ellos, y puede indicar la rotación a una resolución de 13 bits. El AM8192B1 es el de mayor resolución. Agregado: esta es la opción para elegir si necesita medir rotaciones más allá de ± 90º grados.

    
respondido por el Rocketmagnet
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Acelerómetro + Gyro para manillar probablemente funcionaría. Si agrega un sensor Hall, podría compensarse muy bien la deriva.

Casi diseño algo como esto para un cliente, pero al final no pudo encontrar el dinero y acabé soñándolo.

    
respondido por el Ktc

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