Experimentos

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</p> </div> <footer class="entry-meta"> <span class="cat-links"> <span class="entry-utility-prep entry-utility-prep-cat-links">Publicado en</span> <a href="https://heli.xbot.es/?cat=2" rel="category">Experimentos</a>, <a href="https://heli.xbot.es/?cat=3" rel="category">Herramientas</a> </span> </footer> </article> <article id="post-19" class="post-19 post type-post status-publish format-standard hentry category-experimentos"> <header class="entry-header"> <h1 class="entry-title"><a href="https://heli.xbot.es/?p=19" rel="bookmark">Emisores y receptores de infrarrojos</a></h1> <div class="entry-meta"> <span class="sep">Posted on </span><a href="https://heli.xbot.es/?p=19" title="10:31 pm" rel="bookmark"><time class="entry-date" datetime="2007-05-24T22:31:07+01:00">mayo 24, 2007</time></a><span class="by-author"> <span class="sep"> por </span> <span class="author vcard"><a class="url fn n" href="https://heli.xbot.es/?author=1" title="Ver todas las entradas de heli" rel="author">heli</a></span></span> </div> </header> <div class="entry-content"> <p>Houston, tenemos un problema!!!. ¿Que hacemos ahora con todos estos led?. Cuales son emisores de infrarrojos y cuales receptores?. Vamos a ver como averiguarlo, y medir algunos parámetros que nos permitan utilizarlos en la práctica.</p> <p>Este es el resultado de muchos desguaces: </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir1.jpg" alt="Leds IR" /></p> <p>Inicialmente podemos hacernos una idea de cual es emisor y cual receptor mirando al interior del dispositivo. Los LED tienen un chip más pequeño que los fototransistores (que necesitan más superficie de recepción para ser sensibles). Esto solo es orientativo. Vamos a utilizar un montaje que nos permita emitir desde un diodo emisor y recibir en un fototransistor y medir algunos parámetros.</p> <p>Este es el esquema del montaje (soy más rápido con el rotulador que con el ratón), junto a él una foto de la realización práctica:</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir2.jpg" alt="IR 2" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir3.jpg" alt="IR 3" /></p> <p> 1. Conector del LED emisor.<br /> 2. Resistencia R1.<br /> 3. Conector del fototransistor.<br /> 4. Resistencia R2<br /> 5. Cables al voltímetro<br /> 6. Cables de alimentación 5V.</p> <p>La resistencia R1 de, 330 Ohmios, es para limitador la corriente que circula por el LED emisor de infrarrojos. Un LED típico suele tener una caída de tensión de 1,2 V. Entonces (5V-1,2V)/330Ohmios = 11,5 mA. Podemos probar otras corrientes (menores de 20 mA para no quemar el LED) para obtener más intensidad de infrarrojo, pero la curva corriente – emisión de los LED no es lineal: necesitamos aumentar mucho la corriente para obtener poca mejora en la emisión. Podemos ver un datasheet de un emisor <a href="http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/45671/SIEMENS/SFH484.html">SFH484</a> para hacernos una idea. </p> <p>Para comenzar colocamos un voltímetro en paralelo con R1 y pinchamos un LED tapado en el zócalo del emisor. Si la polaridad no es la correcta veremos que el voltímetro no marca nada, conectaremos el LED al revés. Cuando la polaridad sea la correcta podremos leer un valor de voltaje 3,8 V aproximadamente (5V – 1,2V). Si nos hemos equivocado y hemos pinchado un fototransistor, al estar tapado, no circulará corriente en ninguna posición. En la foto de abajo puede verse el LED infrarrojo de disquetera emitiendo, y la caída de tensión en R1. El brillo del LED no es un reflejo: los CCD suelen ser muy sensibles al infrarrojo. Se puede ver un LED emitiendo con una webcam (como es mi caso) o con la cámara de un teléfono móvil, muy útil para saber si funciona o no el mando de la tele.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir4.jpg//" alt="IR" /></p> <p>La resistencia R2 proporciona la polarización para el fototransistor. Usaremos 4K7 para comenzar porque es el valor estándar para un pull up de una entrada TTL. La corriente que circulará por el fototransistor es muy pequeña y no tendremos posibilidad de estropearlo. En el voltímetro V podremos ver si el fototransistor conduce. Tendremos 5V sin conducción, tensión que disminuye conforme conduce el fototransistor. Al llegar a la saturación tendremos una pequeña Vce de saturación.</p> <p>Colocamos el fototransistor tapado en el conector. El voltímetro debe marcar unos 4,9 V. Sacamos el fototransistor y lo colocamos invertido de polaridad. Si, tapado, baja la lectura en algún momento es que nos hemos equivocado, es un LED y esta emitiendo. Si todo es correcto deberíamos leer unos 4,9V. Destapamos el fototransistor y lo encaramos con el emisor. Debería bajar la lectura, si no lo hace invertimos la polaridad. Como referencia podemos ver el datasheet de un fototransistor <a href="http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/44647/SIEMENS/BP103.html">BP103</a>.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir5.jpg" alt="Test 1" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir6.jpg" alt="Test 2" /></p> <p>Hemos colocado un fototransistor de una disquetera. En la imagen de la izquierda vemos el fototransistor conduciendo. Recibe el haz infrarrojo a 1 cm de distancia. En la foto de la derecha interrumpimos el haz con un cartón (bastante opaco a los rayos infrarrojos).</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir7.jpg" alt="Test 3" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir8.jpg" alt="Test 4" /></p> <p>Ahora probamos otro fototransistor. Esta vez de un vídeo. Puede verse que es mucho más sensible que el anterior. Puede ser que su máxima sensibilidad espetral coincida con el pico de emisión del LED (es decir que trabajen en la misma longitud de onda), o simplemente que sea más sensible. </p> <p>Ahora vamos a probar esta misma pareja con el haz reflejado. Así podremos, además, probar como se comporta ante superficies de distinto color. ATENCIÓN el infrarrojo NO es luz visible, no podemos guiarnos por la vista para determinar las características de una superficie. Podemos ver (en el espectro visible) una superficie completamente negra pero que refleje el infrarrojo a la perfección, o al revés. Esto pasó en Alcabot 2001: las líneas de rastreadores estaban pintadas con una tinta que, pese a ser negra, apenas absorbía el infrarrojo. Los robots (equipados casi todos con CNY70) apenas distinguían las líneas negras del fondo blanco. Sin embargo la cinta aislante negra, que parece brillante, no reflejaba nada el infrarrojo.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir9.jpg" alt="Test 5" /></p> <p>En la foto superior el ya hemos dispuesto los elementos para probar en reflexión. Interrumpimos el haz y vemos el offset de 4,93 V. Abajo reflejamos el haz con la cara blanca del cartón, y luego con la negra. Hay una diferencia de 2,1 Voltios, suficiente discriminar blanco de negro, pero poco para un uso «digital». La superficie negra refleja bastante infrarrojo en este caso, </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir10.jpg" alt="Test 6" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir11.jpg" alt="Test 7" /></p> <p>Una última prueba, con otro emisor distinto y a más distancia. He tenido que separar el emisor del receptor por otro cartón porque el haz emitido se abre mucho y lo capta el receptor.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/ir12.jpg" alt="Test 8" /></p> <p>Algunas notas más: se puede alimentar hasta con 100 mA los emisores, algunos lo aceptan pero otros no. Si conocer sus características exactas es mejor ser conservador. En pulsos de algunos nanosegundos aceptan hasta 3A. Si pulsamos la emisión con un ciclo de trabajo de 10%,, por ejemplo, podremos alimentar con 10 veces más corriente sin pasarnos de potencia media. </p> <p>Esto es todo. Espero no haberme enrollado mucho, no querría que esto fuera un curso de dispositivos de infrarrojos, solo un pequeño manual práctico de su uso. Cada cual que experimente lo que más le guste o lo que necesite. Utilizando estas técnicas conseguí emparejar los emisores y receptores que usé en mi robot <a href="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/dixi.htm">Dixi</a>, que detectaban por reflexión a 4 centímetros y proporcionaban usa salida de 0,6 V con reflexión y 4,2 V sin ella, por lo que podía usarlos con entradas digitales directamente.</p> </div> <footer class="entry-meta"> <span class="cat-links"> <span class="entry-utility-prep entry-utility-prep-cat-links">Publicado en</span> <a href="https://heli.xbot.es/?cat=2" rel="category">Experimentos</a> </span> </footer> </article> <article id="post-18" class="post-18 post type-post status-publish format-standard hentry category-experimentos"> <header class="entry-header"> <h1 class="entry-title"><a href="https://heli.xbot.es/?p=18" rel="bookmark">Utilizando en detector de efecto hall</a></h1> <div class="entry-meta"> <span class="sep">Posted on </span><a href="https://heli.xbot.es/?p=18" title="10:21 pm" rel="bookmark"><time class="entry-date" datetime="2007-05-24T22:21:08+01:00">mayo 24, 2007</time></a><span class="by-author"> <span class="sep"> por </span> <span class="author vcard"><a class="url fn n" href="https://heli.xbot.es/?author=1" title="Ver todas las entradas de heli" rel="author">heli</a></span></span> </div> </header> <div class="entry-content"> <p>Después de haber desmontado un puñado de motores hemos conseguido un puñado de sensores. ¿Para que sirven?. ¿Como se usan?. ¿Cuales son sus características técnicas?.</p> <p>Como no conocemos las características algunos cacharritos que hemos obtenido tendremos que medirlas o calcularlas. Si no no serán de ninguna utilidad. Para comenzar sabemos que el detector de efecto <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Hall">hall</a> de usa en configuración puente de wheatstone. Vamos a montar el puente de <a href="http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone">wheatstone</a> con un detector de un motor de video y a ver que voltios da de salida al acercar un imán.</p> <p>Este es el montaje de pruebas (yo no uso CAD, uso MAD, Manual Aided Design). </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall0.jpg" alt="Esquema hall" /></p> <p>El rectángulo punteado es el dispositivo de efecto hall. La resistencia R es la limitadora de corriente. Comenzaremos con una de 4K7, pero podemos bajarla de valor, controlando la corriente que circula, y observar el resultado. Alimentaremos el circuito a 5V . En V podemos ver el voltaje que resulta al aproximar el imán. La resistencia RO no es necesaria, ya que la corriente de salida es pequeñísima debido a la alta impedancia de entrada de V, pero yo he colocado una de 4K7 para pruebas. El campo magnético S-N lo generaremos con un imán obtenido de la cabeza de lectura de un dvd.</p> <p>Este es el montaje real:</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall1e.jpg" alt="Pruebas" /></p> <p>En esta imagen está el circuito alimentado a 5 Voltios y la resistencia R es de 220 Ohmios. Los elementos del montaje son:</p> <p> 1. Puntas de prueba de conexión al voltímetro.<br /> 2. Pinzas de alimentación. Usaremos 5V de una fuente de laboratorio. Sirven otras tensiones, ajustando la resistencia limitadora en consecuencia. En serie se encuentra el miliamperímetro.<br /> 3. Puntas de prueba de conexión al amperímetro.<br /> 4. Dispositivo de efecto hall.<br /> 5. Resistencia limitadora de corriente R. Es la resistencia que variaremos para hacer pruebas.<br /> 6. Resistencia opcional RO. No es necesaria.<br /> 7. Imán de pruebas.<br /> 8. Tester. Lo usaremos como voltímetro V.<br /> 9. Otro tester, usado como miliamperímetro mA.</p> <p>Ahora vamos a probar con distintas corrientes de alimentación del circuito:</p> <p> * Empezamos, por seguridad, con R=4K7. Circula una corriente de 1,05 mA. Al colocar el imán sobre el detector obtenemos 200 mV de salida.<br /> * Cambiamos R a 4K7/2 (dos resistencias de 4K7 en paralelo). La corriente sube a 1,76 mA y obtenemos 356 mV de salida.<br /> * Probamos con R=1K. Circulan 3,3 mA de corriente y da 650 mV de salida. Con el imán a 10mm de distancia obtenemos 30 mV de salida.<br /> * Probamos con R=470 Ohmios. Circulan 5 mA de corriente y da 959 mV de salida. Con el imán a 10mm de distancia obtenemos 60 mV de salida.<br /> * Probamos con R=220 Ohmios. Circulan 7,1 mA de corriente y da 1,26 mV de salida. Con el imán a 10mm de distancia obtenemos 86 mV de salida.<br /> * Probamos con R=100 Ohmios. Circulan 8,8 mA de corriente y da 1,56 mV de salida.<br /> * Usamos R=56 Ohmios. La corriente sube a 10 mA y la salida a 1,56 V. Con el imán a 10mm de distancia obtenemos 100 mV de salida.</p> <p>Observamos que la relación corriente de salida – tensión de salida, para el mismo imán a la misma distancia, NO el LINEAL. Con R=100 Ohmios y R=56 Ohmios la corriente aumenta, pero la tensión de salida no. El dispositivo está saturado. </p> <p>Para dejar un margen de seguridad y no sobrecargar el circuito, usaremos una R=220 Ohmios que da bastante voltaje de salida con poco consumo.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall2.jpg" alt="Montaje 2" /></p> <p>En la imagen superior: 6,88 mA de corriente y 1,306 V de salida con el imán sobre el sensor. R=220 Ohmios.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall3.jpg" alt="Montaje 3" /></p> <p>Ponemos el imán al revés, con la otra cara sobre el sensor. Ahora nos da -1,29 V, es correcto, al invertir el campo magnético se invierte la polaridad de salida. Continuamos con R=220 Ohmios.</p> <p>Probamos con otro imán, uno de un disco duro.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall4.jpg" alt="Montaje 3" /></p> <p>Observamos que es lo mismo. El pequeño imán que usamos al principio ya saturaba el dispositivo, uno más grande no aumenta la salida.</p> <p>Podríamos hacer más pruebas, pero creo que no es prudente subir la corriente del circuito a más de 10ma. Podemos incluso hacer una curva «corriente de alimentación – tensión de salida» e interpolar los puntos que nos faltan. También podemos hacer una curva «distancia del imán – tensión de salida».</p> <p>Hemos podido averiguar una corriente de alimentación aceptable (7,1 mA) para el circuito y qué tensión de salida (1,26 V) bastante alta para ser detectada, ante la presencia de un determinado campo magnético. Con esto ya podemos utilizar el dispositivo en la práctica. Podemos usar un amplificador operacional como comparador para generar una señal digital utilizable por un micro, o dejar que el micro lea la señal analógica y la utilice (si tenemos entradas analógicas diferenciales en el micro).</p> <p>También es interesante localizar los imanes que van a proporcionar el campo magnético que queremos detectar. Pueden obtenerse de los rotores de los motores brushless de disqueteras o videos, de la puerta de las neveras… Claro que también tendremos que conocer sus características. En este caso lo que más nos interesa la distribución de los polos. La intensidad del campo magnético que generan es secundario, porque los detectores son de mucha sensibilidad.</p> <p>Para «ver» la distribución de polos usaremos el sistema clásico de las limaduras de hierro. Cogemos un imán potente y lo envolvemos en un papel. Lo pasamos a unos milímetros del banco de trabajo y (si hemos estado cortando o limando hierro) obtendremos un montón de limaduras pegadas en él. Si no, a limar un trozo de hierro. Despegamos las limaduras del papel sacando el imán de su interior y las recogemos en otro papel. </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall5.jpg" alt="Imanes" /></p> <p>En la foto superior las limaduras de hierro y un imán de una disquetera de 5 y1/4 pulgadas. repertimos las limaduras uniformemente por el papel y colocamos debajo, con cuidado, el imán. Sacudimos un poco (paciencia y páctica). También podemos espolvorear las limaduras con cuidado sobre el papel mientras el imán está debajo.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall7.jpg" alt="Iman 2" /></p> <p>Esta es una imágene de como se distribuyen las limaduras. Las zonas donde se acumulan las limaduras son las uniones entre polos, que es donde el cambo magnético es más fuerte. Donde no hay apenas limaduras es en los centros de los imanes. Podemos contar 8 pares de polos. Los nombres de los polos N y S los he puesto de forma arbitraria, podrían ser al revés. Necesitaríamos un patrón para saber cual es cual.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall9.jpg" alt="Iman 3" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall8.jpg" alt="Iman 4" /></p> <p>Este otro imán da esta otra figura. También hay 8 polos. Podemos usar imanes de plástico flexibles, como los de las neveras, que se pueden cortar. </p> <p>El que tengamos pocos elementos polares no significa que tengamos poca resolución. Si usamos el sensor con un comparador en modo digital solo detectaremos polo N (1, por ejemplo) o polo S (0). Pero si lo utilizamos de forma analógica tenemos una salida de voltaje proporcional a la posición: polo N = +V, centro del imán = 0V, polo S = -V. Dependiendo de la resolución del convertidor podemos tener 1024 (para 10 bit) posiciones por cada uno de los 8 imanes. Podemos fabricar un encoder de mucha precisión. Con imanes lineales podremos hacer encoders lineales.</p> <p>El resto queda a la imaginación, y necesidad, de cada uno. También se puede comprar un encoder directamente, pero tiene menos gracia.</p> </div> <footer class="entry-meta"> <span class="cat-links"> <span class="entry-utility-prep entry-utility-prep-cat-links">Publicado en</span> <a href="https://heli.xbot.es/?cat=2" rel="category">Experimentos</a> </span> </footer> </article> <article id="post-31" class="post-31 post type-post status-publish format-standard hentry category-experimentos category-herramientas category-reciclaje"> <header class="entry-header"> <h1 class="entry-title"><a href="https://heli.xbot.es/?p=31" rel="bookmark">Un medidor de par</a></h1> <div class="entry-meta"> <span class="sep">Posted on </span><a href="https://heli.xbot.es/?p=31" title="1:02 pm" rel="bookmark"><time class="entry-date" datetime="2007-02-12T13:02:34+01:00">febrero 12, 2007</time></a><span class="by-author"> <span class="sep"> por </span> <span class="author vcard"><a class="url fn n" href="https://heli.xbot.es/?author=1" title="Ver todas las entradas de heli" rel="author">heli</a></span></span> </div> </header> <div class="entry-content"> <p>Es un medidor de par, para probar los motores de los que no tenemos características. Usa un freno electromagnético de de corrientes de Foucault para un funcionamiento ajustable sin desgastes.</p> <p>Esta es la primera fotografía de la estructura montada. Los perfiles taladrados son de un antiguo rack de 19 pulgadas. Las chapas negras de los extremos son de aluminio de un radiador. Los cacharros redondos atornillados a los extremos son bujes de cabezales de vídeo. </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med2.jpg" alt="Estructura" /></p> <p>Este es el apunte a lápiz de lo que quería hacer. Desgraciadamente al utilizar todo de reciclaje no se puede hacer un plano «serio», hay que amoldarlo a los materiales que se van encontrando.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med0.jpg" alt="Borrador del plano" /></p> <p>Para medir el par con precisión usaremos el principio de reacción. La fuerza (par) que transmite el motor a través del eje es igual, pero de sentido contrario, al que transmite el motor al soporte a través del estator. Por ejemplo si yo empujo un coche de 700Kg transmitiré esos 700Kg al suelo. Mediré la misma fuerza en las manos que en los pies. Es más fácil medir la fuerza en el estator del motor, que no gira, que en el rotor que está en movimiento. Para frenar el eje del motor, y ver que fuerza hace contra el freno, usaremos un freno electromagnético de corrientes de Foucault. Este freno es muy suave, sin saltos, fácil de regular y sin desgaste. Está construido con imanes permanentes, de neodimio, de dos discos duros y discos de aluminio también de discos duros. </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med4.jpg" alt="Medidor" /></p> <p>Ya tengo montados los imanes y el balancín con sus brazos, preparado el acoplamiento a los discos y una montura para un motor…</p> <p>1- Imanes permanentes de neodimio. Son de un disco duro. Están fijados a un disco de aluminio fijo al chasis.<br /> 2- Buje del rotor. Es el de un cabezal de vídeo. Tiene que alinearse muy bien con el buje del estátor.<br /> 3- Soporte del estator. Sujeta el motor en pruebas. Esta sujeto al chasis mediante otros rodamientos para que pueda moverse<br /> libremente. Lo que vamos a medir es la fuerza que ejerce este soporte.<br /> 4- Buje del estator, alineado con el del rotor. Permite que se mueva el estator y así medir su fuerza.<br /> 5- Discos de aluminio de freno. En este disco inducen las corrientes de Foucault los imanes, produciendo el par de frenada. Esta unido al eje del rotor del rotor en pruebas.<br /> 6- Acoplamiento del freno al rotor del motor. Realmente quería usar un portabrocas, pero es difícil de acoplar al eje del freno. Con un portabrocas basta con apretarlo sobre el eje del motor para tenerlo centrado.</p> <p>En esta imagen el motor ya montado (sujeto con una brida) y los aparatos de medida para hacer una prueba.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med5.jpg" alt="Pruebas" /></p> <p>1- Disco de freno. Finalmente solo he usado uno, para que tenga menos masa y menos rozamiento con el aire.<br /> 2- Imanes del freno. Regulando la distancia del disco 1 a los imanes se varía el par de frenada.<br /> 3- Brazo de medida. Tiene 10 cm desde el eje del motor hasta la parte que apoya en la báscula. Lo que marque la báscula serán Kgf*10cm (kilogramos-fuerza por 10 centímetros). Habrá que convertirlo a gf*cm ó Nm.<br /> 4- Bascula. Medirá la fuerza que transmite el brazo, que es la reacción del motor, que es igual al par de giro del eje.<br /> 5- Tester actuando como cuentarrevoluciones unido al detector 7.<br /> 6- Tester actuando como amperímetro para ver el consumo del motor.<br /> 7- Detector del cuentarrevoluciones. Es el usado en «cuentarrevoluciones sencillo».<br /> 8- Fuente de alimentación. Necesitamos 5V para el cuentarrevoluciones y 0 a 24V para el motor en pruebas.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med6.jpg" alt="Mas pruebas" /></p> <p>En la foto el motor ejerce un par de 36 g*10cm a 59,72 RPS (3583 RPM) que equivale a 35,3 mili Nm y el consumo es de 0,709 A, alimentado a 24V. El motor es un C2162-60006 de una impresora HP 690C que el vacío consume 0,08 A y gira a 3840 RPM. </p> <p>Un motor RS555HS que es igual (lo llevan otros modelos de HP y en las medidas me ha dado muy similar) proporciona 34,8 mNm a 3610 RPM consumiendo 1,48A, según datos del fabricante.</p> <p>Resultados y conclusiones:</p> <p>– En las medidas realizadas de motores con datasheets conocidos los resultados han sido similares a los que proporciona el fabricante por lo que puede decirse que el medidor trabaja correctamente.<br /> – Acoplar el eje del motor al freno puede ser muy complicado. Hay que conseguir un buen centrado para que no haya vibraciones y la medida sea buena. Usando un portabrocas solidario al freno y que apriete sobre el eje del motor se solucionaría el problema. El centrado y la sujeción serían inmediatos.<br /> – El chasis construido es poco rígido y muy pequeño (con las chapas de aluminio que tenía es lo mejor que pude hacer). Seria conveniente hacer otro mejor, bajo plano, con materiales comerciales.<br /> – Es un poco complicado realizar las medidas con los 3 aparatos de medida, tomando valores en una tabla. Casi quemo un motor al hacerlo girar a 200 RPM (me daba 99 mNm de par) durante demasiado tiempo mientras tomaba notas. Falta la parte electrónica: una fuente variable de 0-30V 3A, un amperímetro, un cuentarrevoluciones, una báscula y un servo para aproximar el disco a los imanes (regular la frenada) todo ello conectado a un procesador con una pantalla LCD y un teclado para seleccionar el test a realizar y una salida serie de los datos medidos para realizar las curvas con un PC.<br /> – El disco de 5 y 1/4 pulgadas frena demasiado para motores pequeños. Incluso alejado de los imanes, por el rozamiento con el aire, ya proporciona algunos mNm de par resistente. Para motores pequeños habría que usar un disco de 3 y 1/2 pulgadas.<br /> – La solución de los bujes de cabeza de vídeo ha resultado estupenda. Son tan suaves que no crean un par resistente apreciable, con lo que no interfieren en la medida. Dentro contienen 2 rodamientos R1560ZZ, podrían utilizarse sueltos en otro modelo que no use partes recicladas.</p> <p>En esta foto detalle del invento.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/med9.jpg" alt="Medidor terminado" /></p> <p>Puede apreciarse el brazo de medida, que es una varilla roscada para dejar el palpador que presiona sobre la báscula a 10 cm. El acoplamiento del eje del motor al freno, de latón, es un desastre de regular. La idea buena es la del portabrocas. Pueden verse los bujes de cabeza de vídeo y los imanes de disco duro frente al disco de freno.</p> <p>NO recomiendo a nadie que construya este modelo. Es solo un experimento. La idea SI es muy buena, pero habría que hacer un buen plano y utilizar materiales comerciales. Este diseño está muy condicionado por el uso de materiales reciclados, es un verdadero Frankenstein, pero funciona muy bien y demuestra la viabilidad de la idea.</p> </div> <footer class="entry-meta"> <span class="cat-links"> <span class="entry-utility-prep entry-utility-prep-cat-links">Publicado en</span> <a href="https://heli.xbot.es/?cat=2" rel="category">Experimentos</a>, <a href="https://heli.xbot.es/?cat=3" rel="category">Herramientas</a>, <a href="https://heli.xbot.es/?cat=6" rel="category">Reciclaje</a> </span> </footer> </article> <article id="post-30" class="post-30 post type-post status-publish format-standard hentry category-experimentos category-reciclaje"> <header class="entry-header"> <h1 class="entry-title"><a href="https://heli.xbot.es/?p=30" rel="bookmark">Un encoder con un ventilador</a></h1> <div class="entry-meta"> <span class="sep">Posted on </span><a href="https://heli.xbot.es/?p=30" title="12:56 pm" rel="bookmark"><time class="entry-date" datetime="2007-02-12T12:56:58+01:00">febrero 12, 2007</time></a><span class="by-author"> <span class="sep"> por </span> <span class="author vcard"><a class="url fn n" href="https://heli.xbot.es/?author=1" title="Ver todas las entradas de heli" rel="author">heli</a></span></span> </div> </header> <div class="entry-content"> <p>Cualquier robot que se precie necesita órganos sensoriales para tener información del exterior y poder tomar sus decisiones. Los encoder permiten conocer la posición de los ejes y realizar los movimientos en consecuencia.</p> <p>Ablando estrictamente un encoder (o codificador) es un dispositivo que «codifica» digitalmente una señal de posición analógica. Existen dos tipos: los relativos y los absolutos.</p> <p>1- Los relativos proporcionan un pulso por cada unidad de movimiento (precisión) y es necesario contar esos pulsos para saber la posición real, respecto de un punto de referencia fijo. Es necesario «recordar» este valor de cuenta entre apagados del procesador, siempre que se tenga la garantía de que no va a haber movimientos en estas circunstancias. Como eso es imposible en la práctica hay que usar otro método: la señal de referencia. Al llegar el eje a una posición fija, por ejemplo tope a la izquierda, se activa un detector que marca la puesta a cero del contador. Tope a la derecha sería el número máximo de cuentas de nuestro encoder (resolución). Se suelen usar dos señales A y B desfasadas 90 Grados. Dependiendo de que señal llegue antes, A o B es posible determinar el sentido del movimiento.<br /> 2- Absolutos. Proporcionan una salida de n bits (resolución) dependiendo de la posición del eje. No necesitan referencia, pero al montarlos y desmontarlos del eje hay que ajustar el cero del encoder con el cero mecánico. Se necesitan n entradas en el procesador, aunque los hay vía serie.</p> <p>Lo dicho para ejes rotativos o angulares puede extenderse a movimientos lineales. Realmente existen muchos otros tipos de detectores de posición: potenciómetros, reglas magnéticas etc.. pero los más utilizados son estos por su sencillez y versatilidad. También existen los «resolver» que proporcionan una señal analógica (en voltios) de la posición.</p> <p>Si un ventilador brushless no lleva escobillas tiene que llevar otro sistema para conocer la posición del rotor y conmutar las fases de las bobinas: el detector de efecto hall. Podemos utilizar este detector para contar vueltas del rotor. </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder1.jpg" alt="Ventilador CPU" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder2.jpg" alt="Ventilador CPU desmontado" /></p> <p>Ventilador de CPU, y su despiece. Ya expliqué en ventiladores como hacerlo.</p> <p>Esto es lo que queda. </p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder4.jpg" alt="Piezas del ventilador" /></p> <p> 1- Detector de efecto hall con salida digital, posiblemente un UGNxxxx de allegro.<br /> 2- Diodo serie con la alimentación, protege contra inversión de polaridad.<br /> 3- Transistores de conmutación de las bobinas.</p> <p>Eliminamos las aspas del rotor y todos los componentes del circuito, y conectamos los 3 cables directamente al detector de efecto hall.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder5.jpg" alt="Mas piezas de ventilador" /></p> <p>Ya esta terminado, a probarlo.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder6.jpg" alt="Terminado" /></p> <p>Conecto los terminales de alimentación a 12V y el tester en posición de voltios a la salida. Giro lentamente el rotor y marco los puntos donde cambia la lectura del tester de 0V a 12V. En la imagen las líneas rectas son las transiciones, los 0 indican 0V y los 1 12V. Bueno funciona, pero solo han salido 2 pulsos por revolución (4 transiciones). Es normal, el imán del rotor solo tiene 4 polos. Como experimento sirve pero no tiene mucha utilidad un encoder de 2 pulsos por vuelta. Podría utilizarse para medir velocidades, pero no posiciones.</p> <p>Visto el resultado voy a mejorarlo. Desmontaré otro ventilador y cambiaré el detector hall digital por uno analógico, como el usado en el experimento de «<a href="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/hall.htm">usando detectores de efecto hall</a>«. Al ser un detector analógico su salida es proporcional a la intensidad del campo magnético, que es proporcional a la posición de los polos respecto del detector. Polo N sobre el detector = máxima salida positiva, polo S sobre el detector = máxima salida negativa. Cero voltios en las uniones entre polos.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder8.jpg" alt="" /><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder9.jpg" alt="" /></p> <p>En las fotos superiores el segundo ventilador ya desmontado y vuelto a montar con el sensor analógico. En este caso el conjunto es un «resolver»: proporciona una señal analógica proporcional al ángulo del rotor. Podría servir, por ejemplo, para medir el ángulo de una articulación de un brazo robot. La ventaja frente a un potenciómetro es que no tiene ruido (el potenciómetro tiene un cursor que roza con la capa resistiva y puede dar lecturas falsas), no tiene desgaste (es sin contacto) y puede trabajar a más velocidad. </p> <p>En la foto inferior la prueba de fuego. Giro el rotor y tiene que dar dos picos de tensión y dos valles por cada vuelta (el imán es de 4 polos, 2 Norte y 2 Sur. Además tenemos 4 cruces por cero en cada giro.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder10.jpg" alt="Pruebas" /></p> <p> 1- Esto es un giro completo del rotor. Como puede verse la frecuencia disminuye porque he girado el rotor a mano y va perdiendo velocidad con el rozamiento.<br /> 2- Esto no esta bien. Al mover el rotor aparecen señales de mayor amplitud que el resto, por arriba y por abajo. La amplitud máxima tiene que ser constante para todas las vueltas.</p> <p>Como creo que ya se cual es el problema voy a hacer otra prueba. Con el rotor mismo montaje de prueba y el rotor parado presiono sobre él en el sentido del eje.</p> <p><img decoding="async" src="https://heli.xbot.es/wp-content/Antiguo/fd/encoder11.jpg" alt="Mas pruebas" /></p> <p>Presionando en el sentido de la flecha roja se observa el oscilograma de arriba. Esto es porque el eje tiene demasiada holgura y al presionar se aproxima el rotor al detector. Esto no esta bien ya que el voltaje de salida tiene que depender solo de la posición angular del eje, no de otros parámetros.</p> <p>Conclusión: no se puede hacer un resolver útil con un ventilador por la holgura excesiva en sentido axial que tiene. Probablemente con un motor brushless de más calidad sí sea posible. En cuanto tenga una unidad de CDROM averiada probaré con el motor de giro del disco. Además estos motores ya tienen los detectores hall analógicos soldados por lo que las modificaciones serán mínimas.</p> </div> <footer class="entry-meta"> <span class="cat-links"> <span class="entry-utility-prep entry-utility-prep-cat-links">Publicado en</span> <a href="https://heli.xbot.es/?cat=2" rel="category">Experimentos</a>, <a href="https://heli.xbot.es/?cat=6" rel="category">Reciclaje</a> </span> </footer> </article> </div> </section> <div id="secondary" class="widget-area" role="complementary"> <aside id="search-2" class="widget widget_search"> <form method="get" id="searchform" action="https://heli.xbot.es/"> <label for="s" class="assistive-text">Buscar</label> <input type="text" class="field" name="s" id="s" placeholder="Buscar" /> <input type="submit" class="submit" name="submit" id="searchsubmit" value="Buscar" /> </form> </aside> <aside id="recent-posts-2" class="widget widget_recent_entries"> <h3 class="widget-title">Entradas recientes</h3> <ul> <li> <a 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