Construyendo una "perilla" controlable


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Estoy tratando de construir un temporizador semi-analógico. Algo así como esos viejos temporizadores de huevo sobre los que giras la cara. Quiero una perilla que pueda girar que pueda leer un microcontrolador, y también quiero que el microcontrolador pueda colocar la perilla. Me gustaría implementar "paradas" dejando que el microcontrolador empuje la perilla hacia ciertas posiciones. A medida que baja, la perilla debe girar. Este es mi primer proyecto de este tipo; He construido pequeños robots en el pasado, pero han pasado muchos años.

He considerado hackear un servomotor para leer su posición, pero los pequeños servos de pasatiempo que he probado son demasiado difíciles de girar, muy ruidosos y captan demasiado impulso cuando se gira. No actúan como una buena perilla.

Ahora estoy considerando un codificador rotativo conectado a un motor, pero después de buscar en varios sitios (SparkFun, ServoCity, DigiKey, Trossen y algunos otros), no he podido encontrar nada que parezca apropiado. No estoy seguro de cómo encontrar un motor que tenga el tipo correcto de par bajo.

Esto parece que no debería ser un problema realmente poco común. ¿Existe un enfoque bastante normal para crear una perilla que pueda ajustar tanto el usuario como un microcontrolador?


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Encontré exactamente lo que estás describiendo en el control de volumen de un viejo reproductor de CD. Cuando girabas la perilla, giraba el potenciómetro directamente. Cuando presionaba un botón en el control remoto, un motor conectado a través de un embrague giraba la perilla y el potenciómetro. El embrague evitaría que el motor gire y haga ruido cuando la perilla se gire manualmente. ¿Quizás pueda salvar este tipo de mecanismo de un reproductor de CD o dispositivo similar?
Chris

Respuestas:


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Tengo un par de opciones para ti.

Opción 1, construye tu propio servomecanismo

Como solo necesita un par muy bajo para mover una perilla, un motor muy pequeño debería hacer el trabajo bien. Probablemente necesite agregar algo de fricción para que no se mueva con demasiada facilidad, o use un pequeño motor paso a paso con un torque de retención decente y un poco de engranaje.

Una forma muy barata de obtener su retroalimentación de posición es encontrar un viejo mouse opto-mecánico .

ratón opto-mecánico: el titular de los derechos de autor de este archivo permite que cualquier persona lo use para cualquier propósito, siempre que el titular de los derechos de autor se atribuya correctamente.  Se permite la redistribución, el trabajo derivado, el uso comercial y cualquier otro uso. Ratón opto-mecánico

Conecte el eje al eje de su motor / perilla y luego gire su propio codificador de cuadratura (tomando las entradas de fase A / B directamente en su microcontrolador) o reutilice toda la placa de circuito y conecte el 'mouse' a un puerto serie y lea retroceder la posición del mouse X o Y a través del software.

El artículo Reciclar ratones PS / 2 en generadores de pulsos rotativos es un buen ejemplo de alguien haciendo esto.

Opción 2, perseverar con el servo RC

La razón por la cual sus servos RC son difíciles de girar es que tienen un tren de engranajes de alta relación para darles el torque que necesitan, y esto hace que sean difíciles de conducir . Eche un vistazo a este diagrama en despiece de la página de Servomecanismo de Wikipedia :

Explosión de servo RC - Este trabajo ha sido lanzado al dominio público por su autor, Sonett72 en el proyecto wikipedia. Pequeño servo mecanismo R / C

  1. motor eléctrico

  2. potenciómetro de retroalimentación de posición

  3. reducción de engranajes

  4. brazo actuador

Un pequeño giro del eje del actuador de este servo RC produciría un gran movimiento (muchas vueltas) del motor, si pudiera hacer que se mueva sin pelar los engranajes.

Nuevamente, dado que en su aplicación solo necesita suficiente torque para girar la perilla, es posible que pueda deshacerse de ese engranaje y usar la posición del motor directamente. Al quitar o reducir el engranaje, debe encontrar que el motor se mueve muy libremente. De hecho, es posible que deba agregar algo de fricción (o dejar algunos engranajes en su lugar) para evitar que el motor esté muy nervioso.


Gracias por todo esto, realmente ayudó. Mi hijo y yo desmontamos uno de nuestros servos ayer y aprendimos mucho jugando con él. Creo que también puedo tener algunos ratones PS / 2 viejos para experimentar.
Rob Napier

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@RobNapier: me alegra haber podido ayudar. Cuando era niño, me encantaba desarmar las cosas, incluso (principalmente) me las arreglé para volver a armarlas y aprendí mucho en el proceso. Tantas cosas en estos días no son partes reparables por el usuario en el interior que me pregunto qué hacen los niños orientados a la tecnología en estos días.
Mark Booth

Por cierto, he seguido trabajando en esto con un servo. El secreto que creo es agregar un cinturón para permitir el deslizamiento entre el motor y la olla.
Rob Napier el

@RobNapier: gracias por la actualización, siéntase libre de responder su propia pregunta con lo que intentó y lo que finalmente encontró funcionado, obtendrá al menos un voto positivo de mi parte. * 8 ')
Mark Booth

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No sé si hay un enfoque normal para esto, pero definitivamente deberías ver un video que encontré hace años y aún me sorprende: The Secret Knock Detecting Lock . Básicamente, el tipo construyó un dispositivo basado en Arduino que puede conectar a su puerta y configurar un golpe secreto que hará que se abra ... ¡Impresionante!

Estoy seguro de que solo el video sería bastante bueno como inspiración (es lo primero que se me ocurrió cuando leí el título de su pregunta), pero después de una búsqueda rápida en Google, también encontré la página instructiva que lo explica todo.

Esta es una parte de la página de instrucciones donde dice el motor que usa y da algunas recomendaciones:

1 motor reductor de 5v. Cuanto mayor es el par, mejor. Aquí hay una buena. (El diámetro de 14-16 mm es ideal porque cabe dentro del tubo de PVC de 1/2 "). Recomiendo uno con al menos 15 oz / pulg. (11 N-cm) de torque a 5v para activar un bloqueo básico.


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¿Qué tal si usas una stepper motor, podrás controlar la posición exactamente?


Bienvenido a R.SE: ¿quizás podría ampliar su respuesta para dar razones de apoyo?
Andrew

Actualmente, esta respuesta solo aborda la mitad de la pregunta. Si la perilla se gira a mano, ¿hay algún truco que pueda usar para volver a leer la nueva posición del motor sin tener también un codificador? ¿Puede, por ejemplo, utilizar algún tipo de detección en los cables de la bobina del motor para detectar que el motor paso a paso ha sido accionado manualmente?
Mark Booth

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Use un potenciómetro rotatorio. Conéctelo a un pin ADC de su microcontrolador y, según la resolución, puede obtener entre 256 y 65536 valores, que luego puede usar para establecer "paradas".


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Actualmente esta respuesta solo responde la mitad de la pregunta. Esto le permitiría detectar la posición actual de la perilla, pero no mover la perilla del controlador.
Mark Booth

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El estándar de la industria para resolver este problema es con los faders móviles .

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