Ist es eine gute Idee, ein Potentiometer zur Winkelmessung zu verwenden?

Ich möchte mit Arduino einen Winkel zwischen zwei Elementen an Scharnieren messen. Kann ich ein Drehpotentiometer verwenden?

Kann ich davon ausgehen, dass sich der Widerstand zwischen diesen Positionen linear ändert, wenn ich zur Kalibrierung an zwei Kantenpositionen (0 und 90 Grad) lese?

Ich musste dies vorher tun, wo die Welle mit einem kontinuierlich drehbaren Topf verbunden war. Das ist ein normaler Topf mit zwei Scheibenwischern, die eine halbe Umdrehung auseinander liegen.

Ich fand, dass der Topf einigermaßen linear war, aber nicht gut genug für das, was wir versuchten zu tun. Ich fügte ein Kalibrierungsverfahren hinzu und führte schließlich eine stückweise lineare Suche durch. Wenn ich mich richtig an diesen Topf und die Genauigkeit erinnere, die wir wollten, schien ein Kalibrierungspunkt alle 20 Grad oder so gut genug zu sein. Jeder Topf blieb nach der Kalibrierung ziemlich konstant. Ich bin sicher, dass sie sich mit der Zeit mehr abnutzen und eine Neukalibrierung erfordern würden, aber anfangs hat eine einzige Kalibrierung das System gut genug eingestellt, um versendet zu werden. Wir haben die Kalibrierung in regelmäßigen Abständen festgelegt, wenn bereits eine andere Wartung geplant war.

Langzeittöpfe sind wahrscheinlich kein gutes Maß für den Winkel, es sei denn, Sie kalibrieren regelmäßig nach einer bestimmten Menge an Gebrauch neu. Der Scheibenwischer reibt am Schieber, der schließlich Material abnutzt und den Widerstand verändert.

Wenn Sie eine langfristige Konsistenz benötigen, besorgen Sie sich einen Drehgeber.

Es gibt zwei Probleme mit einem Topf als Sensor.

1. Die Scheibenwischer können elektrische Geräusche erzeugen, wenn der Scheibenwischer entlang der Strecke kratzt.
2. Ein Topf ist ein Sensor mit ziemlich hoher Impedanz, und daher können die Signaldrähte Rauschen aufnehmen, wenn sie lang sind.
3. Diese hohe Impedanz verursacht aufgrund des Abtast- und Haltekondensators des ADC auch Probleme, wenn Sie den Pot mit einem ADC abtasten.

Das Problem des elektrischen Rauschens kann einfach mit einem kleinen Kondensator zwischen Wischer und Masse gelöst werden. Etwa 10 nF sollten ausreichen. Größere Werte sind besser, begrenzen jedoch die Geschwindigkeit, mit der das Signal schwingen kann.

Durch Hinzufügen eines Operationsverstärkers mit Einheitsverstärkung können Sie das Signal über ein langes Kabel ansteuern. Es treibt das Signal auch gut in den Abtast- und Haltekondensator des ADC und liefert so einen guten rauschfreien Messwert.

Die Verwendung eines Rotationspotentiometers mit linearer Verjüngung ist eine praktikable Idee, wenn es die erforderliche Linearität bietet. Je nachdem, welches Peotentiometer Sie wählen, müssen Sie dies möglicherweise experimentell bestimmen. High-End-Potentiometer, die als Winkelsensoren verwendet werden sollen, haben garantierte Linearitätsspezifikationen, Low-End-Poti nicht.

Abhängig von Ihrer Anwendung, der physischen Ausrichtung, den Genauigkeitsanforderungen und dem Budget. Sie können auch einen optischen Wellencodierer oder Neigungsmesser in Betracht ziehen.

Bearbeitet , um diesen Link zu Informationen über die Linearität des Potentiomenter hinzuzufügen .

Der Widerstand ändert sich auch mit der Temperatur, was bedeutet, dass die Genauigkeit selbst zu Beginn auch nach der Kalibrierung etwas verdächtig sein kann.

Wenn beispielsweise Null Ohm bei 0 Grad und 1 M Ohm bei 90 Grad liegt, würde dies den Strom und anschließend die Verlustleistung über diesen Widerstand beeinflussen (es wäre eine gute Idee, einen Widerstand in Reihe zu schalten). Der Unterschied wäre wahrscheinlich trivial, wenn richtig entworfen, stelle ich mir vor.

Das richtige Gerät zur Winkelmessung wird als Drehgeber bezeichnet . Es gibt zwei Arten, absolut oder inkrementell. Inkrementalgeber geben das Winkelinkrement auf der Welle aus und werden zur Messung der Winkelbewegung verwendet. Der Absolutwertgeber gibt die tatsächliche Position auf der Welle aus und dient zur Messung des absoluten Winkels.

Ein Topf kann dafür verwendet werden, aber nur, wenn Sie nicht viel Präzision benötigen. Topfwiderstände haben eine thermische Drift, der Widerstand driftet auch mit dem Verschleiß, sie werden schmutzig usw. Nur ein Topf und eine Nachschlagetabelle müssten ständig neu kalibriert werden, es sei denn, Sie möchten nur wissen, ob ein Scharnier geöffnet oder geschlossen ist. Wenn dies der Fall ist, funktioniert ein einfacher Druckknopf mit einer Welle mit geeigneter Länge einwandfrei. Wenn Sie den Winkel tatsächlich messen müssen, verwenden Sie einen Drehgeber.

Es ist ein komplettes Nein-Nein ... Ich habe versucht, eines für einen Ausgleichsbot zu verwenden, es an einem leichten Pendel befestigt und es ist kläglich ausgefallen. Es gibt definitiv eine Verzögerung aufgrund von Reibung und es ist nicht empfindlich genug. Ich empfehle dringend, einen Kreisel zu verwenden. Eine sehr günstige Alternative ist die Verwendung einer WiiMotion Plus (10 bis 15 US-Dollar) für

Es hängt davon ab, wie genau Sie den Widerstand von beispielsweise 1 Grad messen können. Je größer der Potentiometerdurchmesser ist, desto mehr Auflösung haben Sie.