Incremental-drehscheiben selber bauen?

[Zachso]

Hi Leute!

ich hatte die idee inkrementa-Drehscheiben selber zu bauen. dabei gibt es wohl zwei möglichkeiten, die erste ist mit einem CNY70 und einem schmitt-trogegr wie im Wiki ud die zweite wäre wohl mit einer alten kugelmaus, die frage die ich mir nun stelle ist: wie?

ginge es denn theoretish mit einer kugelmaus so dass man die sensorwerte der beiden achsen abgreifen könnte und so eine gerade fahrt garantierne könnte?

ich würde mir ja acuh einfach welche mit gabellichtschranken kaufen aber das ist doch etwas teuer.

mfg, zachso

[mare_crisium]

Zachso,

das Selbermachen von Codescheiben und der zugehörigen Schaltung ist gar nicht schwer. Auf den beiden angefügten Fotos ist eine Scheibe mit 45mm Durchmesser für einen groben Neigungswinkel-Messaufnehmer mit der (zugegebenermassen sehr provisorischen Schaltung zu sehen. Ist alles selbstgemacht und funktioniert einwandfrei.

Wenn's Dich interessiert, kann ich mehr darüber schreiben, wie ich die Scheiben mache.

mare_crisium

[Zachso]

ja es ineressiert mich sehr. wie es aussieht hast du die codierscheibe aus einer platine geätzt? und warum sind die felder versetzt? würde das ganze auch an einer achse funktionieren? warum 3 CNY70? reicht einer nicht? hast du einen schaltplan, wenn möglich mit wiederstandswerten? wie genau ist das ganze und wie lichtempfindlich?

fragen über fragen... wäre ab sehr nett wenn du zumindest einige beantworten könntest. der aufbau sieht zumindest recht funktionstüchtig aus, das hast du ja auch geschrieben.

achso, eine frage noch: bis wie viele U/min kann die scheibe drehen so dass die messung noch halbwegs exakt bleibt? und würde es nicht mehr sinn machen die kupferflächen entweder schwarz zu machen oder sich ein blatt papier auszudrucken wo das ganze schwarz/weiß drauf ist so dass ein größerer kontrast entsteht?

danke schonmal, mfg, zachso

[user529]

mit einem sensor kannst du die bewegung feststellen, aber nicht die richtung in die gedreht wird.cny hat einen gewissen sensorbereich, unter dessen durchmesser er nicht unterscheiden kann ob das jetzt ein oder zwei teilflächen sind. wenn du sie jetzt aber aufteilst und einen weiteren sensor hinzunimmst kannst du die inkrementengröße halbieren.

ich mache meine immer aus einer overhead folie und einer lichtschranke aus einer maus, funktioniert auch recht gut

[Zachso]

gut, also die zwei verschiedenen Drehscheiben auf einer dienen also der Drehrichtungserkennung, aber mir ist jetzt nicht klar wie das funktionieren soll, gibts dazu nicht ne keleine Beschreibung oder könnte das mal jemand erklären? das wäre sehr schön,

mfg, zachso

[Stone]

Also nennen wir den äußeren Bereich mal 1 und den inneren 2 .
Wenn die Scheibe sich rechts rum dreht spricht der Sensor vom 1 zuerst an und dann erst der 2. dreht sich die Scheibe nun links rum spricht der 1 Sensor zuerst an.
Durch den Versatz des Ansprechens weis man die Drehrichtung.
Jetzt verständlicher ?

MfG Matthias

[user529]

wird die scheibe nun gedreht erhältst du bei einem sensor eine abfolge von 010101 usw. damit kannst du ergennen wie weit gedreht wurde, aber nicht in welche richtung, und nicht ob die richtung geändert wurde.
dazu verwendet man nun einen zweiten sensor bei dem das signal um 90° versetzt ist.
vorwärts:
sensor A: 0110011001
sensor b: 1100110011

rückwerts:
sensor A: 100110011
sensor b: 110011001

jetzt zählst du nicht nur die impulse, sondern schaust auch welches signal "vorne" liegt und kannst daraus auch die drehrichtung erkennen

http://de.wikipedia.org/wiki/Inkrementalgeber
http://www.heise.de/ct/04/22/236/default.shtml

[Zachso]

ja, ich glaube das habe ich jetzt so weit gerafft, vielen dank euch! solche odometrie finde ich sehr interessant, nur leider mechanisch gar nicht so einfach aber ich werd mich mal dran machen wenigstens eine versuchsachse mit einer odometriescheibe zu bauen, vielen dank.
die Fragen aus meinem zweiten post sind damit zwar leider immer noch net geklärt aber ich hoffe das kommt noch

mfg, Zachso

[mare_crisium]

Zachso,

ja, die Scheibe ist aus einer ganz normalen, einseitig photopositiv beschichteten Platine geätzt. Ich habe mich selbst darüber gewundert, dass der CNY71 auf den Unterschied zwischen blankem Kupfer und kupferfreien Flächen stärker reagiert, als wenn ich eine bedruckte Transparentfolie mit dahinter gelegter Alufolie verwende. Man kann den Kontrast bestimmt noch verstärken, indem man die Kupferflächen ganz dünn verzinnt und die kupferfreien Flächen mit schwarzer Tusche einfärbt.

Die Auswertung des Codes ist Dir jetzt ja bekannt. Nur noch einen Tip: Statt zwei Strichkränze zu verwenden, kannst Du auch genausogut zwei um 90° versetzte CNY71 verwenden ;-?. Um das zu erproben, habe ich in meinem Aufbau drei davon verbaut: Zwei um 90° versetzte auf demselben Radius und einen für den inneren Sektorkranz.

Der Abstand zwischen Oberkante CNY und Scheibe sollte nicht viel grösser als 1mm sein. Andernfalls werden die Signale der Sektoren überflüssig stark verschliffen.

Die Anzahl der Sektoren ist so klein, weil ich die Sektoren breiter als 1mm haben will. Dann schalten die CNY sicher. Wenn Dur mehr Sektoren brauchst, weil Du eine bessere Winkelauflösung willst, dann musst Du den Durchmesser grösser machen. Die Sektorenzahl ist schlussendlich ein Kompromiss zwischen der maximal möglichen Grenzfrequenz (siehe unten) und der gewünschten Winkelauflösung.

Wie schnell das Ganze drehen kann, ohne das Impulse "verloren" gehen (also im Grunde die Bandbreite des CNY71) habe ich noch nicht ausprobiert. Das Datenblatt von Vishay schweigt sich dazu aus. Ähnliche Typen, z.B. der SFH9202 (Datenblatt bei Osram herunterzuladen), hat eine Schaltzeit von 30microSekunden. Grob geschätzt solltest Du

Umdrehungszahl = 10^6/(2*10*30*Anzahl_Sektoren)

sicher erreichen können (der Faktor Zehn im Nenner ist reiner Sicherheitsfaktor, der Faktor 2 kommt von den zwei Flanken pro Sektor).

Die Schaltung ist hier schon mehrfach beschrieben worden; ich finde in der Eile den Thread aber nicht mehr (kann, bitte, jemand aushelfen?). Bei mir funktioniert's übrigens sogar auch ohne Schmitt-Trigger allein mit dem internen Pull-up Widerstand an den AVR-Ports.

Über die Herstellung schreibe ich bald mehr, jetzt muss ich erstmal meinen neuen Computer und MS-Vista in Betrieb nehmen, puh!

Bis bald,

mare_crisium

[sigo]

Nur nochmal zu den Maussensoren. Die sind natürlich auch nicht uninteressant. Die Gabellichtschranken sind ja schon dabei.
Bei diesen (und den meisten klassischen Inkrementalgebern) hat die Scheine nur eine Lochreihe und dafür sind die beiden Sensoren um eine 1/4 Periode (1/4 des Abstands von Loch zu Loch). Dadurch erzielt man dann die gleiche Signalfolge wie in der sehr anschaulichen und sehr kreativen Lösung von Mare_crisium.

@Mare_crisium: Dein Name ist ja schwer im Trend. Nach 30 Jahren Pause scheint sich ja nun alle Welt wieder brennend für den Mond zu interessieren.

Sigo