¿Es una buena idea usar un potenciómetro para medir el ángulo?

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Me gustaría medir un ángulo entre dos elementos en las bisagras usando arduino. ¿Puedo usar un potenciómetro giratorio?

Si tomo la lectura en dos posiciones de borde para la calibración (0 y 90 grados), ¿puedo suponer que la resistencia cambiará linealmente entre esas posiciones?

aph
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Asegúrese de que utiliza un potenciómetro lineal y no una logarítmica ..
m.Alin
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@ M.Alin, ¡así es como le quitas la oportunidad a alguien de tener que aprender a lidiar con la codificación para resolver eso! Piensa en un ejercicio de aprendizaje perfecto.
Kortuk
@ m.Alin - trivial? ...
stevenvh
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Vale la pena señalar que los potenómetros comunes tienen una vida muy limitada, por lo que si esto es para un brazo robótico que se mueve todo el tiempo, sugeriría un codificador giratorio óptico.
stevenvh
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@stevenvh Ese es un comerciante mucho más entendido que nunca cuando era un adolescente que aprendía sobre electrónica.
markrages

Respuestas:

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He tenido que hacer esto antes donde el eje estaba conectado a una olla continuamente giratoria. Esa es una olla normal con dos limpiaparabrisas separados 1/2 vuelta.

Descubrí que el bote era razonablemente lineal, pero no lo suficientemente bueno para lo que estábamos tratando de hacer. Agregué un procedimiento de calibración y terminé haciendo una búsqueda lineal por partes. Si recuerdo bien para esa olla y la precisión que queríamos, un punto de calibración cada 20 grados más o menos parecía ser lo suficientemente bueno. Cualquier maceta se mantuvo bastante consistente una vez calibrado. Estoy seguro de que se desgastarían más con el tiempo y requerirían una recalibración, pero inicialmente una sola calibración ajustó el sistema lo suficientemente bien como para enviarlo. Especificamos la calibración a intervalos regulares cuando ya se programó realizar otro mantenimiento.

Las macetas a largo plazo probablemente no sean una buena medida del ángulo a menos que vuelva a calibrar regularmente después de una cantidad excesiva de uso. El limpiador se frota contra el deslizador, lo que eventualmente desgasta el material y cambia la resistencia.

Si necesita consistencia a largo plazo, obtenga un codificador rotatorio.

Olin Lathrop
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Aquí hay un codificador magnético interesante: austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/… Un compañero de trabajo lo ha usado y me dice que funciona bien.
markrages
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Hay dos problemas con una olla como sensor.

  1. Los limpiaparabrisas pueden generar ruido eléctrico a medida que el limpiaparabrisas se arrastra a lo largo de la pista.
  2. Una olla es un sensor de impedancia bastante alta, por lo que los cables de señal pueden captar ruido si son largos.
  3. Esta alta impedancia también causa problemas si está muestreando la olla con un ADC, debido a la muestra del ADC y al capacitor de retención.

El problema del ruido eléctrico simplemente se puede resolver con un pequeño condensador entre el limpiador y la tierra. Aproximadamente 10nF debería ser suficiente. Los valores más grandes son mejores, pero limitarán la velocidad a la que puede oscilar la señal.

Agregar un amplificador operacional de ganancia de unidad significa que puede conducir la señal a lo largo de un cable largo. También conduce la señal de forma agradable al condensador de muestra y retención del ADC, lo que proporciona una buena lectura sin ruido.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Rocketmagnet
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El uso de un potenciómetro rotativo cónico lineal es una idea viable si proporciona la linealidad que necesita. Es posible que necesite determinar esto de manera experimental, dependiendo del peotentiómetro que elija. Los potenciómetros de extremo superior que están diseñados para ser utilizados como sensores de ángulo tienen especificaciones de linealidad garantizadas, los potes de extremo bajo no.

Dependiendo de su aplicación, orientación física, necesidades de precisión y presupuesto; También podría considerar un codificador de eje óptico o un inclinómetro.

Editado para agregar este enlace a la información sobre la linealidad del potenciómetro .

B Pete
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La resistencia también cambiará con el templado, lo que significa que incluso al principio la precisión podría ser algo sospechosa incluso después de la calibración.

Por ejemplo, si cero ohmios está a 0 grados y 1M ohmios es 90, eso afectaría la corriente y, posteriormente, la potencia que se disipa sobre esa resistencia (es buena idea poner algo de resistencia en serie), la diferencia probablemente sería trivial si diseñado a la derecha me imagino.

Bufón
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La mayoría de las macetas son de 3 terminales, 2 terminales atraviesan toda la resistencia y una está en el medio del limpiador. Esto significa que conecta la alimentación de los dos primeros terminales y mide el voltaje de salida del limpiador.
Kortuk
Sin embargo, se producirá un aumento de la calefacción local entre el limpiaparabrisas y los terminales de alimentación, @Kortuk. Nunca me preocupo por esta fuente de error.
tyblu
@tyblu, un circuito bien diseñado no extraerá ninguna corriente significativa a través del limpiador. Por lo tanto, cualquier calentamiento es uniforme a lo largo de toda la resistencia de la olla. Por lo tanto, la salida de voltaje sigue siendo agradablemente radiométrica incluso con un cambio de resistencia del autocalentamiento.
markrages
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El dispositivo correcto para medir el ángulo se llama codificador rotatorio . Hay dos tipos, absolutos o incrementales. Los codificadores incrementales generan el incremento del ángulo en el eje y se utilizan para medir el movimiento angular. El codificador absoluto genera la posición real en el eje y se utiliza para medir el ángulo absoluto.

Se puede usar una olla para esto, pero solo si no necesita mucha precisión. Las resistencias de la olla tienen deriva térmica, la resistencia también se desplaza con el desgaste, se ensucian, etc. Solo una olla y una mesa de búsqueda necesitarían una recalibración constante, a menos que solo desee saber si una bisagra está abierta o cerrada. Si ese es el caso, un simple botón con un eje de longitud adecuada funcionará bien. Si necesita medir realmente el ángulo, use un codificador rotatorio.

Mono Código Borracho
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Es un completo no-no ... Intenté usar uno para un bot de equilibrio, lo conecté a un péndulo ligero y falló miserablemente. Hay un retraso definitivo debido a la fricción, y no es lo suficientemente sensible. Recomiendo encarecidamente usar un giroscopio. Una alternativa muy barata es usar un WiiMotion Plus ($ 10- $ 15) por

Rupin
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Las macetas no tienen retraso. Cuando se mueve el limpiaparabrisas, la resistencia cambia de inmediato. Puede haber retraso debido al filtrado de paso bajo en el circuito. También puede haber una pequeña banda muerta, pero la mayoría de las ollas están bastante "apretadas" ya que una pequeña rotación del eje da como resultado un movimiento del limpiaparabrisas.
Olin Lathrop
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¡Lag, quise decir fue el retraso físico (debido a la fricción), y no el eléctrico!
Rupin
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¿Qué retraso físico? El limpiaparabrisas en la mayoría de las ollas está muy bien conectado al eje. Cuando el eje gira, el limpiaparabrisas se mueve. Para que se mueva más tarde, tendría que deformarse significativamente. No funciona de esa manera. Además, la fricción es una fuerza resistiva a la rotación del eje, pero no causa retraso. La fricción no es algo relacionado con el tiempo.
Olin Lathrop
@OLin, sólo una suposición, pero a juzgar por la descripción de la aplicación, Rupin puede estar hablando de la fricción estática que había que superar antes de que el eje se movió en absoluto . Esto daría lugar a movimientos bruscos que podrían llamarse "retraso" si esperaba movimientos y mediciones suaves.
wjl
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@wjl: Quizás, pero ese es un problema del sistema, no uno inherente a las ollas. El OP quiere medir el ángulo entre dos bisagras. Con la olla conectada a las bisagras, puede evitar que las bisagras se muevan por una pequeña fuerza aplicada. Sin embargo, si la bisagra se mueve, la olla se moverá, y así medirá el ángulo sin retraso. El OP solicitó la medición del ángulo , no el cambio del ángulo como resultado de alguna fuerza.
Olin Lathrop
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Depende de cuán preciso pueda medir la resistencia de, digamos, 1 grado. cuanto mayor sea el diámetro del potenciómetro, más resolución tendrá.

doubleE
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Los potenciómetros son analógicos. Cualquier tipo de vía de resistencia al carbono variará proporcionalmente a la posición, independientemente del diámetro. Un tipo de alambre enrollado podría tener una tendencia a mostrar pasos discretos, pero un diámetro mayor probablemente sería para una mayor potencia y usaría un cable de mayor diámetro y tendría el mismo problema que el más pequeño.
Transistor