Cómo rastrear el movimiento de una puerta de horno en movimiento

Una sugerencia es tener un conjunto de láseres económicos de baja potencia dispuestos en un arco sobre el plano superior de la rotación de la puerta, apuntando directamente hacia abajo. Un arco correspondiente de fotodiodos PIN o fototransistores justo debajo del plano inferior de la rotación de la puerta se puede conectar a los pines GPIO de un microcontrolador, para detectar la interrupción de la luz de cada haz en secuencia.

He hecho una ilustración aproximada de la disposición, utilizando ángulos de detección de 5 grados. Esta precisión podría reducirse a 1 grado por sensor, si es necesario.

Esteláserrojotipopuntode5voltiosy5mWseríasuficiente( alrededor de $ 1 en eBay incluyendo envío internacional ):

Paraelsensor,unfotodiodoPINcomoel OP906 ($0.59 en unidades individuales de Digikey ) se puede utilizar:

Ensucódigodemicrocontrolador,lostiemposparalassucesivasinterrupcionesdelrayoláserproporcionaránunavelocidadderotacióninstantáneaprecisaentredospuntosseparadospor5grados,amedidaquelapuertaseabreosecierra.

LafrecuenciademuestreodelADC,laprecisióndeltemporizadorylavelocidaddeprocesamientodelmicrocontroladordeterminaránlaprecisióndelosdatosquesepuedealcanzar.

Unasimplificaciónútildeestediseño(gracias,@ jippie , por hacerme pensar en esto dirección ), si la precisión no es supercrítica, es utilizar una luz de tubo estrecho , como un tubo fluorescente de 8 vatios o CFL, sobre la puerta, para reemplazar los láseres. Los detectores de luz permanecerían como están, la luz para ellos se interrumpiría en secuencia a medida que la puerta se cierra.

No estoy completamente consciente del contexto de esta puerta del horno; pero me gustaría aportar una sugerencia.

¿Qué tal un potenciómetro de calidad en la bisagra de la puerta? Considera esto, obtienes tanto la posición como la velocidad de la puerta de esta manera; Este método es simple y robusto. La obtención de la posición de la puerta es trivial, a través de algunas pruebas y mediciones, puede encontrar qué valores da el pote a las entradas o posiciones de la puerta.

Además, si diferencia la posición con respecto al tiempo (en la práctica, simplemente puede dividir la tasa de cambio en la posición que obtiene sobre la tasa de cambio en el tiempo), obtendría la velocidad angular. Luego, desde allí puede calcular la velocidad a la que se desplaza la puerta.

De la imagen de arriba, la velocidad angular sería poco omega. V es la velocidad que recorre el final de la puerta. V, obviamente obtenida con velocidad angular multiplicada por el radio.

Me sorprende que nadie haya mencionado el uso de un codificador de cadena o un potenciómetro de cadena Es una solución bastante simple y precisa. Básicamente, una cadena está conectada a un codificador de resorte y el codificador mide el movimiento de la cadena. Hay muy poca masa en movimiento y no requiere que el eje del codificador esté colineal con la bisagra ni requiera ninguna modificación en la bisagra, como engranajes o correas.

Si el movimiento principal se realiza a lo largo de un recorrido circular, un solo giroscopio debe proporcionar suficiente precisión. Requeriría algunos cálculos matemáticos para pasar de la velocidad angular a la velocidad del centro de masa, pero eso es un cálculo de una sola vez.

Básicamente, si la velocidad se limita a la velocidad angular, un giroscopio + matemática generalmente puede darle la velocidad instantánea.

El problema con los tipos de IMU y los enfoques de tipo de demolición de fallos es que durante un largo tiempo se obtiene un error de velocidad de composición a partir de la integración de la aceleración lineal. Esto sucede porque generalmente no hay una buena manera de determinar genéricamente la velocidad lineal. Esto empeora mucho cuando se trata de determinar la posición, teniendo en cuenta los desplazamientos de rotación de la velocidad lineal, etc., etc.

Dependiendo del tipo de prueba que esté realizando, puede aumentar la IMU con un sensor para determinar cuándo la puerta está cerrada / en una posición de parada, y luego usarla para volver a poner a cero la IMU. Con ese enfoque, la IMU solo necesita ser razonablemente precisa durante el tiempo que se tarda en abrir / cerrar la puerta (probablemente solo unos segundos), lo que creo que es razonable.