Czy dobrym pomysłem jest użycie potencjometru do pomiaru kąta?

Chciałbym zmierzyć kąt między dwoma elementami na zawiasach za pomocą arduino. Czy mogę użyć obrotowego potencjometru?

Jeśli wezmę odczyt w dwóch pozycjach krawędzi dla kalibracji (0 i 90 °), czy mogę założyć, że rezystancja zmieni się liniowo między tymi pozycjami?

Musiałem to zrobić wcześniej, gdy wał był podłączony do ciągle obracanej doniczki. To normalna pula z dwoma wycieraczkami rozstawionymi o 1/2 obrotu.

Odkryłem, że pula była dość liniowa, ale niewystarczająca do tego, co próbowaliśmy zrobić. Dodałem procedurę kalibracji i zakończyłem liniowy przegląd fragmentów. Jeśli dobrze pamiętam ten garnek i pożądaną przez nas dokładność, punkt kalibracji co około 20 stopni wydawał się wystarczający. Każda pula po skalibrowaniu pozostała niezmienna. Jestem pewien, że z czasem zużyją się i będą wymagały ponownej kalibracji, ale początkowo pojedyncza kalibracja dostosowała system wystarczająco dobrze, aby go wysłać. Określiliśmy kalibrację w regularnych odstępach czasu, kiedy zaplanowano już inną konserwację.

Doniczki długoterminowe prawdopodobnie nie są dobrą miarą kąta, chyba że przeprowadzasz regularną ponowną kalibrację po pewnym użyciu. Wycieraczka ociera się o suwak, który ostatecznie zużywa materiał i zmienia opór.

Jeśli potrzebujesz długoterminowej spójności, zdobądź enkoder obrotowy.

Istnieją dwa problemy z doniczką jako czujnikiem.

1. Wycieraczki mogą generować szum elektryczny, gdy wycieraczka ociera się o tor.
2. Potencjometr jest dość wysokim czujnikiem impedancji, więc przewody sygnałowe mogą wychwytywać szumy, jeśli są długie.
3. Ta wysoka impedancja powoduje również problemy, jeśli próbkujesz pojemnik za pomocą ADC, ze względu na próbkę ADC i kondensator trzymający.

Problem szumu elektrycznego można po prostu rozwiązać za pomocą małego kondensatora między wycieraczką a ziemią. Około 10nF powinno wystarczyć. Większe wartości są lepsze, ale ograniczą szybkość, z jaką sygnał może się wahać.

Dodanie wzmacniacza operacyjnego o wzmocnieniu jednostkowym oznacza, że ​​możesz poprowadzić sygnał wzdłuż długiego przewodu. Ładnie doprowadza sygnał do próbki ADC i utrzymuje kondensator, zapewniając dobry odczyt bez szumów.

Zastosowanie liniowego potencjometru obrotowego jest praktycznym pomysłem, jeśli zapewnia potrzebną liniowość. Być może będziesz musiał ustalić to eksperymentalnie, w zależności od wybranego peotentiometru. Wyższe potencjometry, które są przeznaczone do stosowania jako czujniki kąta, mają specyfikacje liniowości, a garnki niskiej klasy nie będą.

W zależności od zastosowania, orientacji fizycznej, potrzeb dokładności i budżetu; możesz również rozważyć optyczny enkoder wałkowy lub inklinometr.

Edytowano, aby dodać ten link do informacji o liniowości potencjometru .

Opór zmienia się również z umiarkowanym, co oznacza, że ​​nawet na początku dokładność może być nieco podejrzana nawet po kalibracji.

Na przykład, jeśli zero omów wynosi 0 stopni, a 1 M omów wynosi 90, to wpłynęłoby na prąd, a następnie na moc rozpraszaną przez rezystor (wyobrażam sobie, że umieszczenie rezystora w szeregu jest dobrym pomysłem) Różnica byłaby prawdopodobnie trywialna, gdyby zaprojektowany dokładnie tak, jak sobie wyobrażam.

Właściwe urządzenie do pomiaru kąta nazywa się enkoderem obrotowym . Istnieją dwa rodzaje, absolutne lub przyrostowe. Enkodery inkrementalne generują przyrost kąta na wale i służą do pomiaru ruchu kątowego. Enkoder absolutny wyprowadza aktualną pozycję na wale i służy do pomiaru kąta bezwzględnego.

Można do tego użyć puli, ale tylko wtedy, gdy nie potrzebujesz dużej precyzji. Rezystancje doniczkowe mają dryf termiczny, rezystancja również dryfuje wraz ze zużyciem, brudzi się itp. Tylko garnek i stół przeglądowy wymagałyby ciągłej ponownej kalibracji, chyba że chcesz tylko wiedzieć, czy zawias jest otwarty czy zamknięty. W takim przypadku wystarczy prosty przycisk z trzonem o odpowiedniej długości. Jeśli chcesz zmierzyć kąt, użyj enkodera obrotowego.

To kompletne nie-nie ... Próbowałem użyć jednego do bota równoważącego, przymocowałem go do lekkiego wahadła i zawiodło niestety. Istnieje wyraźne opóźnienie z powodu tarcia i jego niewystarczająca czułość. Zdecydowanie polecam użyć żyroskopu. Jedną bardzo tanią alternatywą jest korzystanie z WiiMotion Plus (10–15 USD)

To zależy od tego, jak dokładnie można zmierzyć opór powiedzmy 1 stopień. im większa średnica potencjometru, tym większa rozdzielczość.