Схема регулировки двигателя с линейным лазерным управлением

В сообщении объясняется простая схема драйвера двигателя, управляемая линейным лазером, которая работает, реагируя на прецизионную горизонтальную лазерную линию, генерируемую устройством линейного лазерного нивелирования, и автоматически регулирует выравнивание подключенного инструмента или работу с высочайшим совершенством и точностью.

Что такое линейный лазер

Линейное лазерное оборудование - это высокоточная электронная замена старого духового выравнивателя плотников.

Линейное лазерное устройство на самом деле представляет собой современное лазерное излучающее оборудование, которое может генерировать 360 ° высокоточная горизонтальная лазерная линия с подсветкой для обеспечения эталонной калибровки для всех промышленных или строительных инженерных работ, так что конечный результат работы будет идеально ровным и выровненным без малейшей ошибки.

Схема была запрошена одним из преданных читателей этого блога, г-ном Рафалом.

Подробное обсуждение рабочего процесса двигателя с линейным лазером можно узнать из следующих параграфов:

Цель дизайна

Мистер. Рафаль: Я новичок в этом. Я провел небольшое исследование за последние несколько недель и не нашел именно то, что мне нужно.

Буду признателен за любую помощь. Прилагаю фото своей идеи. Я хочу управлять двумя двигателями постоянного тока 12 В с помощью лазерного уровня.

Линейный лазерный уровень подаст сигнал приемникам.

Этот сигнал затем должен будет управлять направлением двигателя 12 В постоянного тока. Двигатель вращает стержень с резьбой вперед и назад, чтобы отрегулировать высоту инструмента.

Из того, что я обнаружил, будет несколько фотодиодов, подключенных параллельно, один установлен для обнаружения лазера выше нулевого уровня, а другой ниже этого уровня. Нулевой уровень - это просто своего рода пауза между фотодиодами, чтобы система не просыпалась. Лазерный датчик без дисплея. Я дал только фото.

Мне нужна H-мостовая схема, но все, что я нашел, нужно использовать с системой Arduino. При необходимости могу приобрести готовый мост по разумной цене до 30 долларов.

В идеале это могло бы работать как с красным, так и с зеленым лазерами, но длины волн настолько различаются, что я сомневаюсь, что это возможно, и это не сработает во всем спектре света.

Изначально я хотел бы установить уровень этой балки, прикрепленной к двигателям с помощью кнопок вверх-вниз. Я был бы счастлив, если бы второй двигатель затем выровнялся с гироскопом во время его настройки, но без Arduino это может быть очень сложно.

Я чувствую, что то, что я пытаюсь сделать, настолько простое, что я могу обойтись без использования Arduino. А я настаиваю на аналоге, в связи с тяжелыми условиями на стройке и мне кажется, что чем больше электроники, тем ненадежнее прибор.

Он будет работать только в помещении, а расстояние до лазера составляет не более 10 м. Двигатель, который я обнаружил вначале, потребляет большое количество тока (не более 2,19 А) 200 мА, но также имеет большой крутящий момент.

Питание 18 В постоянного тока от аккумулятора Makita.
Спасибо заранее за любые предложения.
С приветом из Польши
Рафаль

Раскачиваться : У меня путаница по поводу работы валов мотора. Винт с резьбой на обоих двигателях толкает инструмент, но не может вытащить его обратно? Как это работает?

Можно ли сделать то же самое с одним двигателем?

Мистер. Рафаль: Нижние выравнивающие линейки будут, возможно, 70 см, только для небольших помещений, например. туалет, чтобы вы могли войти через дверь.

Машина без привода, ручная, только выравнивающие линейки. На видео два желтых объекта на мачтах - это лазерные детекторы, жестко прикрепленные к линейкам.

Лазер стоит где-то подальше и дает горизонтальную линию.

Двигатели будут прикреплены к тележке, а винт с резьбой - к выравнивающим линейкам с лазерными детекторами. Для выравнивания обеих сторон должно быть два двигателя, но это зеркальное отображение.

Единственной общей деталью будет двухканальный H-мост, как если бы я делал это из готового модуля и, возможно, гироскопа, но это мечта :).
Важно, чтобы были кнопки для левого и правого оборотов мотора.
Порядок такой. Я подвешиваю лазер, например, на 2 м над обозначенным уровнем пола. Отмеряю 2 метра от лазерного луча до нижнего края линейок.

Регулирую высоту нажатием кнопок переключателей вправо-влево так, чтобы она была равна 2 метрам до нижнего края линейки. Детекторы кладу на мачты так, чтобы лазерный луч между секциями фотодиода находился на нулевом уровне. А остальное сделает само

Во вложении приложил схему работы детектора.

Рафаль

Схемотехника

Глядя на приведенный выше рисунок, два таких идентичных каскада схемы потребуются для обнаружения и корректировки связанного с ним инструмента, управляемого двигателем, в отношении точности прямолинейности лазерной линии.

Две идентичные стадии являются зеркальным отображением друг друга, как показано ниже:

Схема довольно проста. Он работает с оконным компаратором, который гарантирует, что приводные двигатели не работают, пока пара LDR экспонируется с одинаковой яркостью лазерной линии.

Затем половина напряжения питания генерируется на неинвертирующем входе A1 и инвертирующем входе A2.

Как только обнаруживается отклонение лазерной линии (что может произойти, если инструмент, управляемый двигателем, не выровнен по прямой), яркость, влияющая на LDR R1 и R2, изменяется.

В этой ситуации входное напряжение оконного компаратора отклоняется от половины напряжения питания. Эта ситуация приводит к тому, что выход компаратора дает команду мостовой сети двигателя перемещать двигатель по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Транзисторы Т1. . . T4 сконфигурированы как мостовая сеть для включения двигателя в прямое и обратное направления в зависимости от освещенности ЛДР или угла отклонения лазерной линии.

Диоды D1. . . D4 предназначены для устранения пиков напряжения, возникающих во время работы двигателя. Предустановленные потенциометры P1 и P2 предназначены для облегчения регулировки выравнивания.

Они точно настроены, чтобы гарантировать, что двигатель полностью отключен и неактивен, пока соответствующая пара LDR подвергается точно такой же яркости лазерного света.

Скажем, например, из-за неправильной юстировки инструмента, управляемого двигателем, наклон лазерной линии приводит к тому, что свет на LDR R2 уменьшается, чем на LDR R1. Это приведет к тому, что напряжение в точке А превысит половину напряжения питания.

В этой ситуации выходной сигнал операционного усилителя A1 становится высоким, заставляя транзисторы T1 и T4 работать. Это, в свою очередь, заставляет двигатель вращаться в соответствующем направлении. Это действие автоматически перемещает подключенный инструмент по прямой линии до тех пор, пока точность его горизонтального выравнивания не будет совпадать с точностью лазерной линии.

И наоборот, если мы предположим, что инструмент наклонен с противоположной ориентацией, так что освещение LDR противоположно описанному выше, напряжение в точке A упадет ниже половины напряжения питания. Это условие запускает выход операционного усилителя A2 на высокий уровень, так что T3 и T2 становятся рабочими.

Это приводит к тому, что двигатель теперь работает в противоположном направлении, пытаясь скорректировать соосность инструмента в соответствующем направлении, пока он не станет совершенно прямым, совпадающим с горизонтальной точностью лазерной линии.

Кнопка вверх / вниз

Кнопки «вверх-вниз» для первоначальной предварительной настройки высоты спиртового уровня могут быть легко реализованы путем подключения кнопочных переключателей параллельно каждой из LDR.

Установка LDR

Для получения правильного отклика от LDR, левая правая пара должна быть установлена ​​внутри трубы, подобной кожуху, так, чтобы они могли «видеть» только лазерное освещение, а не какой-либо другой окружающий свет.

Идею можно увидеть на следующем изображении:

Здесь мы можем видеть, что LDR расположены очень близко друг к другу, что гарантирует, что, когда лазерная линия находится точно в центре, некоторая часть обеих пар LDR равномерно освещается лазерным светом.

Передняя часть корпуса LDR может быть покрыта рассеивающей линзой, так что лазерное излучение может равномерно рассеиваться внутри над соответствующими LDR.