Detectar negro / blanco a 150 mm

1

Estoy enfrentando una petición extraña. Tengo que construir una especie de "codificador", para detectar la dirección y la velocidad de rotación de una rueda negra / blanca a 150 mm de mi PCB. En el pasado hice muchas de estas cosas con un par de leds y receptores de infrarrojos y funcioné muy bien, pero estaba muy cerca de la superficie del codificador (pocos mm).

Puedo dibujar la rueda como quiera. El diámetro debe ser de unos 200 a 400 mm y puedo pintar solo la mitad negro y el otro blanco (o poner un material más reflectante) para tener 2 lecturas en cada vuelta completa. Mejor, incluso si no es obligatorio dividirlo en más sectores para mejorar la precisión, leyendo varias veces por turno.

La velocidad de rotación va de 0 rpm a max 60 rpm, en ambas direcciones. Una resolución de 7 bits, es decir, 128 pasos, es suficiente sobre la estimación de la velocidad.

Como se dijo antes, mi idea era colocar dos LED / detectores IR en mi PCB separados por cierta distancia (es decir, 20 mm). Luego mido el tiempo necesario para que la parte "blanca" active ambos sensores.

Con tal distancia, esto no funciona debido al ángulo de los receptores que detectan la sección blanca entrante al mismo tiempo. Intenté colocar un tubo para reducir el ángulo, pero sin resultados aceptables.

¿Alguna otra idea sobre cómo arreglar este sistema o proponer uno diferente?

EDITAR

Olvidé decir algo sobre el medio ambiente. Es interior, no hay luz solar directa. Pero hay otras luces en las cercanías que pueden cambiar de color o incluso destellar. Por esta razón, traté de usar un operador (el común de 38 kHz) para poder filtrar los ruidos.

Por razones de seguridad, no puedo usar láser en absoluto.

    
pregunta Mark

2 respuestas

1

Use dos conjuntos diferentes de marcas en su disco con dos detectores diferentes, uno dirigido a cada conjunto.

El primer conjunto es simplemente un patrón regular de bandas claras y oscuras, que le proporciona la velocidad de rotación del disco al medir la frecuencia de la señal del detector. Ponga esto alrededor del exterior del disco para obtener la máxima precisión y resolución.

Luego, más cerca del centro, coloque un patrón de pares de bandas, una de las cuales es, digamos, el doble del ancho de la otra, con un espacio entre las parejas que es más grande que la totalidad de la pareja. El detector dirigido a este patrón devolverá un pulso más corto seguido de uno más largo si el disco gira en una dirección y lo contrario en la otra.

Con un disco de 400 mm para jugar, debería poder diferenciar los diferentes detectores con un enmascaramiento relativamente simple.

Con suficiente capacidad de procesamiento, incluso puedes juntar las bandas y usar un solo sensor bien enfocado, luego extraer ambos patrones de la señal que recoge.

Es posible que incluso puedas combinar los patrones en este caso de tal manera que tengas unas diez bandas iguales y luego una delgada y otra gruesa. La frecuencia no se modificará, pero una variación periódica le dará la dirección. Los sistemas de motores de vehículos utilizan técnicas como esta para proporcionar la sincronización y la ubicación del Top Dead Center (aunque obviamente no se preocupan por la dirección).

    
respondido por el Finbarr
0

Puede hacerlo mucho mejor ópticamente: si tiene que rechazar un poco la iluminación variable de la habitación, se vuelve más difícil.

En orden aproximado de dificultad ...

  • filtro teñido en el receptor (en un tubo) y fuente de luz monocromática

  • superficie retrorreflectante

  • la fuente de luz láser que crea un área brillante en el disco (puede enfocarla un poco si tiene una lente colimadora

  • La lente
  • en el receptor, así como el filtro, se enfoca aproximadamente en el disco donde la fuente de luz golpea (tal vez un telescopio de bolsillo)

  • modulación de alta frecuencia de la fuente de luz y demodulación síncrona

A 150 mm, puedes probar los tres primeros para comenzar.

Tiene la opción de medir la frecuencia o el período y calcular la frecuencia (que es proporcional a las RPM).

    
respondido por el Spehro Pefhany

Lea otras preguntas en las etiquetas