Wie funktioniert ein elektronischer Bremssattel?

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Wie funktionieren diese elektronischen Bremssättel ?:

Bremssattel

Ich weiß, dass sie irgendwie durch Messen der Kapazität der Laufbahn funktionieren. Aber wie messen sie Entfernungen mit Kapazität - ist es ein lineares Verhältnis von Kapazität zu Entfernung oder ist noch etwas los? Diese sind wirklich genau - die Spezifikation von ± 0,02 mm von 0 bis 100 mm, und die Auflösung ist auf 0,01 mm herunter. Ich bin auch überrascht, wie diese die Spezifikationen zu einem sehr niedrigen Preis erfüllen können - ich habe meine für 8 GBP gekauft und sie mit ein paar gängigen Objekten ausprobiert, deren Abmessungen ich kannte, und sie wurden getestet.

Thomas O.
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Nützlicher Blogbeitrag zu diesem Thema: Digital Caliper Teardown (nur Referenzmaterial aufstapeln )
Nick Alexeev

Antworten:

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Das Verhältnis von Position zu Kapazität und von Frequenz zu Wert. Der Schlüssel verwendet ungleichmäßig strukturierte Leiter in der Nähe von zwei Kondensatoren. Die Schaltung spricht langsam an, arbeitet aber bemerkenswerterweise als Bremssattel.


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Jemand riss ein Set auseinander, damit Sie die Muster sehen können: adafruit.com/blog/2010/11/08/digital-calipers-tear-down
Michael Kohne
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Nett. Ich kann mir vorstellen, wie früh der Erfinder es entdeckt hat. Er (sie) stellte das Radio ein, indem er mit der einen Hand das Messgerät / den Kondensator drehte, mit der anderen das logarithmische Lineal, dann schaute er auf LCD-Uhren an einem Handgelenk und sagte ... Eureka!
Hier ist die Flickr-Seite, auf der sie alle zu sehen sind, wenn Sie verwirrt waren, wie ich 'WHERE DA PICS ??'
Nick T
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Hatte gerade ein bisschen Spaß beim Versuch, die Signale zu erfassen, da ist etwas wirklich Irres los.

"Hier ist eine gute Webseite" <- diese Seite? falsch! nicht was da überhaupt passiert, es gibt nur ein eingangssignal, nicht sin und cos

"Der Schlüssel verwendet ungleichmäßig strukturierte Leiter in der Nähe von zwei Kondensatoren." <- schon wieder falsch

Wenn Sie jemals eine Webseite finden, auf der jemand tatsächlich eine Kopie dieser erstellt hat, dann glaube ich, was sie sagen.

Jedenfalls ist es das, was ich gemessen habe, ich kann keine dieser Informationen von Google finden

Die vertikalen Streifen, die zu 8 gruppiert sind, sind mit den digitalen Ausgängen des Chips auf dem Blob verbunden und werden von PWM-Signalen angesteuert - ungefähr Sinuswelle. 8 Phasen, Sinusperiode 1800us (YMMV), Pulsperiode ~ 5,6us. Jede Phase wurde um 1800us / 8 = 225us verschoben

Die Empfangsplatte erhält die Summe, die durch kapazitive Kopplung durch den Stator kommt. Jetzt ist das Empfangssignal meistens ein Haufen Müll, aber die Signalspitzen, die den ansteigenden Flanken des Ausgangsimpulses entsprechen, bilden eine Sinusform. Die Phase dieser Sinuskurve hängt von der Position des Stators ab. Ich vermute, dass RX-Messungen mit Ausgangsimpulsen getimt werden müssen, und dann gibt es eine flippige Signalverarbeitung, um die Phasenverschiebung zu erhalten. Ich bin nicht 100% sicher, wie ich die RX-Seite davon machen soll.

Da sich das Statormuster und das Muster der TX-Platten alle 5 mm wiederholen, ist der Endwert eine Summe aus Grob- und Feinmessungen. Grobmessung ist die Anzahl der 5-mm-Wiederholungen, die genau wie bei normalen Encoder-Werten gezählt und gespeichert werden. Sie können dies durcheinander bringen, wenn Sie den Abtastkopf auf dem Messschieber zu schnell bewegen. Der Messschieber verliert seinen 0-Punkt. Die Feinmessung ist die Phasenverschiebungsmessung der Ausgangssinuskurve. Diese werden summiert und auf dem LCD angezeigt.

Hier ist eine Illustration: Bildbeschreibung hier eingeben

Warum ist das überhaupt wichtig?

a) Wenn es jemand geschafft hat, es in ein DIY-Projekt zu kopieren, kann ich es auf Google nicht finden. Ich bin mir sicher, dass jemand es getan hat, aber es sieht nicht so aus, als hätte er sein Projekt veröffentlicht. Dies bedeutet, dass für ein solches gemeinsames Element die Anleitungen einfach nicht zur Verfügung stehen.

b) Die Fähigkeit, spottbillige DIY-Linear-Encoder herzustellen, zählt viel. Sie wissen zum Beispiel, wie anfällig es ist, dass alle DIY-3D-Drucker ausfallen? Das liegt daran, dass es sich um Steuerungssysteme mit offenem Regelkreis handelt, die wenig Stau oder Schlupf aufweisen und das Steuerungssystem nicht mehr weiß, wo sich der Roboter befindet. Jetzt kaufen Sie für einen Industrieroboter einen Lineargeber, einen für jede Achse. Heidenhein und 100 andere Unternehmen verkaufen Ihnen gerne eine für ~ 1k €. Kellerbastler haben leider keine derartigen Budgets. Aber sie würden gerne kapazitive Linear-Encoder kaufen (oder herstellen, die Herstellung ist einfach genug), wie sie in digitalen Messschiebern verwendet werden. Wenn die Anleitung irgendwo da draußen war.

r2k-in-the-vortex
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Einige der industriellen Systeme, die ich gesehen habe, verwenden String-Encoder. Ich bin mir sicher, dass diese Probleme haben können, aber sie können entweder absolut oder relativ leicht gemacht werden.
Supercat
Verdammt, dieser letzte Kommentar hat meine Gedanken in Wallung gebracht. Es wäre fantastisch, ein Feedback-System mit geschlossenem Regelkreis für DIY-3D-Drucker / CNC-Maschinen zu erstellen. Ich bin nie auf die Idee gekommen, auf die digitalen Messschieber zu schauen. Ich dachte nur an etwas Optisches.
dext0rb
Haben Sie die Zeitung unter capsense.com/capsense-wp.pdf gelesen? Hier kommt die Behauptung von Sünde und Lattich ins Spiel, die von LS Starrett Co. für einen digitalen Messschieber verwendet wird. Trotzdem versuche ich immer noch, diesen Entwurf in den Griff zu bekommen. Wenn ein solches Design mit einer Genauigkeit von 0,01 m über die gesamte Länge auf bis zu 1 m erweitert werden könnte ... könnte dies für viele Leute von Interesse sein.
dext0rb
"capsense-wp.pdf. Hier kommt die Behauptung von sin and cos ins Spiel" Ja, ich bin mir sicher, dass es viele Möglichkeiten gibt, solche kapazitiven Messungen durchzuführen, nur dass diese sin cos-Version in diesen billigen nicht verwendet wird Bremssättel. "Wenn eine solche Konstruktion mit einer Genauigkeit von 0,01 m entlang der Gesamtlänge auf ~ 1 m erweitert werden könnte ..." Grundsätzlich ist die Beschränkung, wie lange Sie die Statorstreifen herstellen können. Oder wenn Sie 2x Leseköpfe hatten, können Sie zwei Zeilen Lesestreifen verwenden und diese überlappen. Die Statorstreifen bestehen im Grunde genommen aus Leiterplatten und sind recht genau gefertigt. Für zusätzliche Genauigkeit können Sie jederzeit kalibrieren.
r2k-in-the-vortex
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Die niedrige Antwort ist ein Begrenzungsfaktor für die Verwendung als 3D-Drucker-Encoder
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Die Kapazität bildet einen Resolver, mit dem Sie einen Sin- und Cos-Wert ablesen können, mit dem Sie im Vergleich zum Mastersignal die Position sehr genau bestimmen können.

Jim C
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