É uma boa idéia usar o potenciômetro para medir o ângulo?

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Eu gostaria de medir um ângulo entre dois elementos nas dobradiças usando o arduino. Posso usar um potenciômetro rotativo?

Se eu fizer a leitura em duas posições de borda para calibração (0 e 90 graus), posso assumir que a resistência mudará linearmente entre essas posições?

arduino potentiometer aph
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Certifique-se de que você use um potenciômetro linear e não um logarítmica ..
m.Alin
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@ m.Alin, é assim que você tira a chance de alguém ter que aprender a lidar com a codificação para resolver isso! Pense em um exercício de aprendizado perfeito.
Kortuk
@ m.Alin - trivial? ...
stevenvh 25/10
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Vale a pena notar que os medidores de potenciômetros comuns têm uma vida muito limitada; portanto, se for para um braço de robô em movimento o tempo todo, sugiro um codificador óptico rotativo.
stevenvh
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@stevenvh Esse é um lojista muito mais qualificado do que eu já encontrei quando era adolescente aprendendo sobre eletrônica.
markrages

Respostas:

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Eu tive que fazer isso antes, onde o eixo estava conectado a uma panela continuamente rotativa. É um pote normal com dois limpadores a 1/2 giro de distância.

Eu descobri que o pote era razoavelmente linear, mas não o suficiente para o que estávamos tentando fazer. Adicionei um procedimento de calibração e acabei fazendo uma pesquisa linear por partes. Se me lembro bem do pote e da precisão que queríamos, um ponto de calibração a cada 20 graus parecia mais que suficiente. Qualquer panela ficou bastante consistente depois de calibrada. Tenho certeza de que eles desgastariam mais com o tempo e exigiriam recalibração, mas inicialmente uma única calibração ajustou o sistema suficientemente bem para ser enviado. Especificamos a calibração em intervalos regulares quando outra manutenção já estava programada para ser realizada.

Potes de longo prazo provavelmente não são uma boa medida de ângulo, a menos que você recalibre regularmente após uma certa quantidade de uso. O limpador esfrega contra o controle deslizante, que eventualmente desgasta o material e altera a resistência.

Se você precisar de consistência a longo prazo, adquira um codificador rotativo.

Olin Lathrop
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Aqui está um codificador magnético interessante: austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/… Um colega de trabalho o usou e me disse que funciona bem.
markrages
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Existem dois problemas com um pote como sensor.

  1. Os limpadores podem gerar ruído elétrico à medida que o limpador raspa ao longo da pista.
  2. Uma panela é um sensor de impedância bastante alta e, portanto, os fios do sinal podem captar ruídos se forem longos.
  3. Essa alta impedância também causa problemas se você estiver amostrando o pote com um ADC, devido à amostra e ao capacitor do ADC.

O problema do ruído elétrico pode ser simplesmente resolvido com um pequeno capacitor entre o limpador e o terra. Cerca de 10nF deve ser suficiente. Valores maiores são melhores, mas limitarão a taxa na qual o sinal pode oscilar.

Adicionar um amplificador operacional com ganho unitário significa que você pode direcionar o sinal ao longo de um fio longo. Ele também direciona bem o sinal para a amostra do ADC e mantém o capacitor, fornecendo uma boa leitura sem ruído.

insira a descrição da imagem aqui

Rocketmagnet
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Usar um potenciômetro rotativo cônico linear é uma ideia viável se fornecer a linearidade necessária. Você pode precisar determinar isso experimentalmente, dependendo do peotenciômetro escolhido. Potenciômetros de extremidade superior projetados para serem usados ​​como sensores de ângulo têm especificações de linearidade garantidas, potes de extremidade baixa não.

Dependendo da sua aplicação, orientação física, necessidades de precisão e orçamento; você também pode considerar um codificador de eixo óptico ou inclinômetro.

Editado para adicionar este link a informações sobre linearidade do potenciômetro .

B Pete
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A resistência também mudará com o temperado, o que significa que mesmo no início a precisão pode ser suspeita mesmo após a calibração.

Por exemplo, se zero ohms estiver em 0 graus e 1M ohm for 90, isso afetaria a corrente e, subsequentemente, a potência que está sendo dissipada sobre esse resistor (colocar alguns resistores em série é uma boa idéia que eu imagino). A diferença provavelmente seria trivial se projetado certo eu imagino.

Bobo da corte
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A maioria dos potes tem 3 terminais, 2 terminais atravessam todo o resistor e um fica no meio do limpador. Isso significa que você conecta a energia dos dois primeiros terminais e mede a tensão de saída do limpador.
Kortuk
Porém, o aumento do aquecimento local ainda ocorrerá entre o limpador e os terminais de energia, @Kortuk. Eu nunca me preocupo com essa fonte de erro.
tyblu
@tyblu, um circuito bem projetado não consumirá nenhuma corrente significativa através do limpador. Portanto, qualquer aquecimento é uniforme ao longo de toda a resistência da panela. Portanto, a saída de tensão ainda é bem ratiométrica, mesmo com a mudança de resistência do auto-aquecimento.
markrages
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O dispositivo correto para medir o ângulo é chamado de codificador rotativo . Existem dois tipos, absoluto ou incremental. Os codificadores incrementais produzem o incremento de ângulo no eixo e são usados ​​para medir o movimento angular. O codificador absoluto gera a posição real no eixo e é usado para medir o ângulo absoluto.

Um pote pode ser usado para isso, mas apenas se você não precisar de muita precisão. As resistências do vaso têm deriva térmica, a resistência também varia com o desgaste, elas ficam sujas, etc. Apenas um vaso e uma mesa de pesquisa precisariam de recalibração constante, a menos que você queira apenas saber se uma dobradiça está aberta ou fechada. Se for esse o caso, um botão simples com um comprimento de eixo apropriado funcionará perfeitamente. Se você realmente precisar medir o ângulo, use um codificador rotativo.

Código Bêbado Macaco
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É um completo não-não ... Tentei usar um para um bot de equilíbrio, anexei-o a um pêndulo leve e ele falhou miseravelmente. Há um atraso definido devido ao atrito e não é sensível o suficiente. Uma alternativa muito barata é usar o WiiMotion Plus (US $ 10 a US $ 15) por

Rupin
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Panelas não têm lag. Quando o limpador se move, a resistência muda imediatamente. Pode haver um atraso devido à filtragem de passa-baixo no circuito. Também pode haver uma pequena faixa morta, mas a maioria dos potes é bastante "apertada", uma vez que uma pequena rotação do eixo resulta em movimento do limpador.
Olin Lathrop
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Lag, eu quis dizer foi o atraso físico (devido ao atrito), e não o elétrico!
Rupin 26/10/11
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Qual atraso físico? O limpador na maioria dos vasos está firmemente conectado ao eixo. Quando o eixo gira, o limpador se move. Para que se movesse mais tarde, teria que se deformar significativamente. Não funciona assim. Além disso, o atrito é uma força resistiva à rotação do eixo, mas não causa atraso. O atrito não é uma coisa relacionada ao tempo.
Olin Lathrop
@OLin, apenas um palpite, mas a julgar pela descrição da aplicação, Rupin pode estar falando sobre o atrito estático que tinha de ser superados antes que o eixo mudou em tudo . Isso resultaria em movimentos bruscos que poderiam ser chamados de "defasagem" se você estivesse esperando movimentos e medições suaves.
Wjl 26/10/11
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@wjl: Talvez, mas isso é um problema do sistema, não inerente aos potes. O OP quer medir o ângulo entre duas dobradiças. Com o pote conectado às dobradiças, ele pode impedir que as dobradiças se movam para obter uma pequena força aplicada. No entanto, se a dobradiça se mover, o pote se moverá, e assim medirá o ângulo sem atraso. O OP solicitou a medição do ângulo , não alterou o ângulo como resultado de alguma força.
Olin Lathrop
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Depende de quão preciso você pode medir a resistência, digamos, 1 grau. quanto maior o diâmetro do potenciômetro, mais resolução você terá.

doubleE
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Potenciômetros são analógicos. Qualquer faixa de resistência ao carbono varia proporcionalmente à posição, independentemente do diâmetro. Um tipo de fio enrolado pode ter uma tendência a mostrar etapas discretas, mas um diâmetro maior provavelmente seria de maior potência e usaria fios de diâmetro maior e teriam o mesmo problema que o menor.
Transistor