دائرة محاذاة المحرك التي يتم التحكم فيها بالليزر

يشرح المنشور دائرة سائق محرك بسيطة يتم التحكم فيها بالليزر ، والتي تعمل من خلال الاستجابة لخط ليزر أفقي دقيق ، يتم إنشاؤه من جهاز مستوى الليزر الخطي ، ويقوم تلقائيًا بضبط محاذاة الأداة المتصلة أو العمل بأقصى درجات الكمال والدقة.

ما هو جهاز الليزر الخطي

إن معدات الليزر الخطية عبارة عن بديل إلكتروني عالي الدقة لمحاذاة مستوى الروح القديمة للنجارين.

جهاز الليزر الخطي هو في الواقع جهاز انبعاث ليزر متقدم يمكنه توليد 360 ° خط ليزر أفقي مضيء بدقة عالية ، لتوفير مرجع معايرة لجميع وظائف الهندسة الصناعية أو الإنشائية ، بحيث تكون النتيجة النهائية للعمل مستقيمة ومتماسكة تمامًا دون أدنى خطأ.

تم طلب الحلبة من قبل أحد القراء المتفانين لهذه المدونة ، السيد رافال.

يمكن تعلم المناقشات التفصيلية المتعلقة بإجراءات عمل المحرك الخطي الذي يتم التحكم فيه بالليزر من الفقرات التالية:

هدف التصميم

السيد. رافال: أنا جديد جدًا على هذا. لقد أجريت بعض الأبحاث في الأسابيع القليلة الماضية ولم أجد ما أحتاجه بالضبط.

سأكون ممتنا لأي مساعدة. أرفق صورة لفكرتي. أريد التحكم في محركين بجهد 12 فولت تيار مستمر بمستوى ليزر.

سيشير مستوى الليزر الخطي إلى أجهزة الاستقبال.

سيتعين على هذه الإشارة بعد ذلك التحكم في اتجاه محرك 12 فولت تيار مستمر. يقوم المحرك بتدوير القضيب الملولب للخلف وللأمام لضبط ارتفاع الأداة.

مما اكتشفته ، سيكون هناك العديد من الصمامات الثنائية الضوئية متصلة بالتوازي ، مجموعة واحدة للكشف عن الليزر فوق مستوى الصفر والأخرى تحت هذا المستوى. المستوى الفارغ هو مجرد نوع من التوقف المؤقت بين الثنائيات الضوئية لمنع النظام من الاستيقاظ. مستشعر ليزر بدون شاشة. لقد أعطيت صورة مصورة فقط.

أحتاج إلى دائرة جسر H ، ولكن كل ما وجدته سيتم استخدامه مع نظام Arduino. إذا لزم الأمر ، يمكنني شراء جسر جاهز بسعر معقول يصل إلى 30 دولارًا

من الناحية المثالية ، سيعمل هذا مع كل من الليزر الأحمر والأخضر ، لكن الأطوال الموجية مختلفة جدًا لدرجة أنني أشك في إمكانية القيام بها ولن تعمل عبر طيف الضوء بأكمله.

في البداية ، أود ضبط مستوى هذا الشعاع المتصل بالمحركات باستخدام الأزرار العلوية. سأكون سعيدًا إذا كان المحرك الثاني قد استقر بعد ذلك مع الجيروسكوب أثناء إعداده ، ولكن بدون Arduino قد يكون الأمر صعبًا للغاية.

أشعر أن ما أحاول القيام به بسيط للغاية لدرجة أنني أستطيع الابتعاد دون استخدام Arduino. وأصر على التناظرية ، بسبب الظروف الصعبة في موقع البناء ويبدو لي أنه كلما زاد عدد الأجهزة الإلكترونية ، زاد عدم موثوقية الجهاز.

سوف يعمل فقط في الداخل ، ومسافة الليزر هي 10 أمتار كحد أقصى. المحرك الذي وجدته في البداية لديه استهلاك تيار كبير يبلغ 200 مللي أمبير بحد أقصى 2.19 أمبير ، ولكن أيضًا عزم دوران كبير.

طاقة 18 فولت تيار مستمر من بطارية ماكيتا.
شكرا مقدما على أي اقتراحات.
تحياتي من بولندا
رافال

غنيمة : لدي ارتباك حول عمل أعمدة المحرك. المسمار الملولب على كلا المحركين سيدفع الأداة ، لكن لا يمكنه سحبها للخلف؟ كيف يعمل ذلك؟

هل من الممكن تنفيذ الأمر نفسه بمحرك واحد؟

السيد. رافال: ربما تكون قواطع التسوية السفلية 70 سم ، فقط للغرف الصغيرة ، على سبيل المثال مرحاض بحيث يمكنك الدخول من خلال الباب.

آلة بدون محرك ، يتم سحبها يدويًا ، فقط حواف التسوية. في الفيديو ، الجسمان الأصفران الموجودان على الصاري هما كاشفان ليزر متصلان بشكل صارم بالقواعد.

يقف الليزر في مكان ما بعيدًا وينتج خطًا أفقيًا.

سيتم توصيل المحركات بعربة والمسمار الملولب لتسوية المستقيمات باستخدام أجهزة الكشف عن الليزر. يجب أن يكون هناك محركان لتسوية كلا الجانبين ، لكنها صورة معكوسة.

سيكون الجزء المشترك الوحيد هو جسر H ثنائي القناة كما لو كنت أفعل ذلك من وحدة جاهزة وربما جيروسكوب ، لكن هذا حلم :).
من المهم أن يكون هناك زر لثورات المحركات اليمنى واليسرى.
الإجراء هو هذا. أعلق الليزر على سبيل المثال 2 متر فوق مستوى الأرض المحدد. أقيس مسافة مترين من شعاع الليزر إلى الحافة السفلية للقوائم.

أقوم بتنظيم ارتفاع الضغط على الأزرار ، والمفاتيح من اليمين إلى اليسار بحيث تكون مساوية لـ 2 متر من الحافة السفلية للمسطحات. وضعت الكواشف على الصواري بحيث يكون شعاع الليزر عند مستوى الصفر بين مقاطع الثنائي الضوئي. والباقي سيفعل نفسه بنفسه

في المرفق أضع رسمًا لعملية الكاشف.

رافال

تصميم الدوائر

بالنظر إلى الشكل أعلاه ، ستكون هناك حاجة إلى مرحلتين متطابقتين للدائرة لاكتشاف وتصحيح الأداة المرتبطة بالتحكم في المحرك فيما يتعلق بدقة استقامة خط الليزر.

المرحلتان المتماثلتان هما صورتان متطابقتان لبعضهما البعض كما هو موضح أدناه:

الدوائر مباشرة إلى حد ما. إنه يعمل مع مقارنة النوافذ التي تضمن عدم تشغيل محركات الدفع طالما أن زوج LDRs معرضين لسطوع خط الليزر المماثل.

يتم بعد ذلك إنشاء نصف جهد إمداد واحد على المدخلات غير المقلوبة لـ A1 والمدخل المقلوب لـ A2.

بمجرد اكتشاف أي انحراف في خط الليزر (والذي يمكن أن يحدث إذا لم يتم محاذاة الأداة التي يتم التحكم فيها بالمحرك بشكل مستقيم) ، يتغير السطوع الذي يؤثر على LDRs R1 و R2.

في هذه الحالة ، ينحرف جهد الدخل لمقارن النافذة عن نصف جهد الإمداد. يتسبب هذا الموقف في إخراج المقارنة لأمر شبكة جسر المحرك لتحريك المحرك في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة.

الترانزستورات T1. . . تم تكوين T4 مثل شبكة الجسر لتمكين تبديل المحرك في الاتجاهات الأمامية والخلفية اعتمادًا على إضاءة LDR أو زاوية انحراف خط الليزر.

الثنائيات D1. . . يتم وضع D4 لإلغاء قمم الجهد المتولدة أثناء وقت تشغيل المحرك. وظيفة مقاييس الجهد المحددة مسبقًا P1 و P2 هي تسهيل تعديلات المحاذاة.

يتم ضبطها لضمان إيقاف تشغيل المحرك تمامًا وعدم نشاطه طالما تعرض زوج LDR ذي الصلة لنفس سطوع ضوء الليزر بالضبط.

لنفترض على سبيل المثال ، بسبب المحاذاة غير الصحيحة للأداة التي يتم التحكم فيها بالمحرك ، يتسبب إمالة خط الليزر في تقليل الضوء على LDR R2 عن LDR R1. سيؤدي ذلك إلى ارتفاع الجهد عند النقطة A فوق نصف جهد الإمداد.

في هذه الحالة ، يصبح خرج A1 op amp مرتفعًا ، مما يجبر الترانزستورات T1 و T4 على العمل. وهذا بدوره يتسبب في دوران المحرك في الاتجاه المناسب. يقوم هذا الإجراء تلقائيًا بإزاحة الأداة المتصلة في خط مستقيم حتى تتوافق دقة المحاذاة الأفقية مع دقة خط الليزر.

على العكس من ذلك ، إذا افترضنا أن الأداة تميل بالاتجاه المعاكس بحيث تكون إضاءة LDRs معاكسة لما تمت مناقشته أعلاه ، فإن الجهد عند النقطة A ينخفض ​​إلى أقل من نصف جهد الإمداد. تؤدي هذه الحالة إلى تشغيل الإخراج A2 op amp للانتقال إلى مستوى عالٍ بحيث يتم تشغيل T3 و T2.

ينتج عن ذلك تشغيل المحرك الآن في الاتجاه المعاكس ، في محاولة لتصحيح محاذاة الأداة في الاتجاه ذي الصلة حتى يصبح مستقيمًا تمامًا بالتزامن مع دقة خط الليزر الأفقي.

زر أعلى / أسفل

يمكن تنفيذ الأزرار لأعلى لأسفل للضبط المسبق لارتفاع مستوى الروح ببساطة عن طريق مفاتيح الضغط على زر الأسلاك بالتوازي مع كل من LDRs.

تركيب LDR

للحصول على الاستجابة الصحيحة من LDRs ، يجب تثبيت الأزواج اليمنى اليسرى داخل أنبوب مثل العلبة بحيث تكون قادرة على 'رؤية' إضاءة الليزر فقط ، وليس أي ضوء محيط آخر.

يمكن رؤية الفكرة في الصورة التالية:

هنا ، يمكننا أن نرى أن LDRs موضوعة بالقرب من بعضها البعض ، مما يضمن أنه عندما يكون خط الليزر في المركز الدقيق ، فإن جزءًا من كلا أزواج LDR يضيء بواسطة ضوء الليزر بشكل موحد.

يمكن تغطية الجزء الأمامي من حاوية LDR بعدسة منتشرة ، بحيث يمكن نشر إضاءة الليزر في الداخل على LDRs المعنية بشكل موحد.