воскресенье, 29 января 2017 г.

Моторы с энкодерами и редукторами

Небольшая статья о приводах моей новой платформы.


Фото 1


Фото 2


Размеры


(вид сбоку)


(вид спереди)

Коллекторные электродвигатели постоянного тока с датчиками угла поворота и редукторами.

Куплены приводы были у Shenzhen ASLONG Motor Co., Ltd

Ссылка на сами моторы: https://ru.aliexpress.com/item/JGB37-520B-With-encoder-Gear-motor-DC-gear-motor-Encoder-speed-with-encoder-A-B-phase/32698299894.html

По этой ссылке продается несколько различных вариантов приводов.


Основные отличия в частоте вращения выходного вала и развиваемом моменте.

Можно подобрать наиболее подходящий для своего проекта.

Купленные мной моторы должны работать в диапазоне от 6 до 15 вольт. Но рекомендуется эксплуатация при 12 вольтовом питании. При этом без нагрузки мотор будет потреблять 120 миллиампер и обороты выходного вала составят 111 в минуту. Под нагрузкой мотору потребуется 350 миллиампер при моменте в 3.4 килограмма на сантиметр и 88 оборотах в минуту. Мощность на выходе должна составить 3 ватта. КПД получается 0.7 = (3.0 / (12.0 * 0.350). При заблокированном вале потребляемый ток достигнет 1 ампера, а момент увеличится до 13 килограмм на сантиметр. Редуктор имеет передаточное отношение 1 к 90 и длину в 24 миллиметра. Масса мотора с энкодером и редуктором составляет около 188 грамм.

Энкодер состоит из многополюсного магнита закрепленного на валу электродвигателя и платки с двумя датчиками холла припаянной к выводам мотора. Схема платки довольно проста.


IC1, IC2 - датчики холла. Судя по всему, внутренняя структура датчиков схожа с A3144. R1, R2 - подтягивающие резисторы на 3300 ом. R3 - токоограничительный резистор на 3300 ом. LED1 - красный индикаторный светодиод.

Два датчика холла нужно для того, чтобы была возможность определения направления вращения вала мотора.

Проверить работу энкодера можно с помощью совсем простой схемы.


Если крутить магнитный диск, то светодиоды будут загораться и гаснуть.

На один оборот вала электродвигателя получается по 11 импульсов с каждого датчика холла.

Таким образом на один оборот выходного вала будет 990 импульсов.

11.0 * 90.0 = 990.0

Это один импульс на 0.36 градуса.

360.0 / (11.0 * 90.0) = 0.3636

При 111 оборотах в минуту получается 546 микросекунд между двумя импульсами.

(1.0 / (990.0 * (111.0 / 60.0))) * 1000000.0 = 546.0

Не много.

Скажу несколько слов о подключении. В комплекте уже есть кабель с разъемом. И контакты разъема на платке подписаны.

У меня всё выглядит так:
M1 --- зеленый провод,
GND --- оранжевый провод,
C1 --- желтый провод,
C2 --- белый провод,
3.3V --- красный провод,
M2 --- черный провод.

Подключается всё согласно нижеизложенным инструкциям.

M1, M2 - питание двигателя (12 вольт).
GND, 3.3V - питание датчика.
C1, C2 - данные датчика.

Устройство китайское. Поэтому перед подключением стоит его проверить. Хотя бы омметром.

Подведу итог. В общем решение не плохое. Однако сейчас можно найти вариант с бесколлекторным двигателем постоянного тока. Такой привод лучше, но существенно дороже.