O post explica um circuito de driver de motor controlado por laser de linha simples, que funciona respondendo a uma linha de laser horizontal de precisão, gerada a partir de um dispositivo de nível de laser de linha, e ajusta automaticamente o alinhamento da ferramenta conectada ou o trabalho de trabalho com extrema perfeição e precisão.
O que é laser de linha
O equipamento de laser de linha é uma substituição eletrônica de alta precisão do alinhador de nível de bolha antigo dos carpinteiros.
O dispositivo de laser de linha é na verdade um equipamento avançado de emissão de laser que pode gerar um 360° linha de laser horizontal iluminada de alta precisão, para fornecer uma referência de calibração para todos os trabalhos de engenharia industrial ou de construção, para que o resultado final do trabalho seja perfeitamente reto e alinhado sem o menor erro.
O circuito foi solicitado por um dos dedicados leitores deste blog, o Sr. Rafal.
As discussões detalhadas sobre o procedimento de trabalho do motor controlado por laser de linha podem ser aprendidas nos seguintes parágrafos:
Objetivo do projeto
Senhor. Rafal: Sou muito novo nisso. Eu fiz algumas pesquisas nas últimas semanas e não encontrei exatamente o que eu preciso.
Serei grato por qualquer ajuda. Anexo uma foto da minha ideia. Quero controlar dois motores de 12 V DC com nível de laser.
O nível do laser de linha sinalizará os receptores.
Este sinal deverá então controlar a direção do motor de 12 V DC. O motor gira a haste rosqueada para frente e para trás para ajustar a altura da ferramenta.
Pelo que descobri, haveria vários fotodiodos conectados em paralelo, um configurado para detectar o laser acima do nível zero e outro abaixo desse nível. O nível nulo é apenas algum tipo de pausa entre os fotodiodos para impedir que o sistema acorde. Sensor a laser sem visor. Eu só dei uma foto pictórica.
Eu preciso de um circuito de ponte H, mas todos encontrados por mim devem ser usados com um sistema Arduino. Se necessário, posso adquirir uma ponte pronta por um preço razoável de até R$ 30
Idealmente, isso funcionaria com lasers vermelho e verde, mas os comprimentos de onda são tão diferentes que duvido que isso possa ser feito e não funcionaria em todo o espectro de luz.
Inicialmente, gostaria de definir o nível deste feixe ligado aos motores com os botões de cima para baixo. Eu ficaria encantado se o segundo motor se nivelasse com o giroscópio enquanto o configurava, mas sem o Arduino pode ser muito difícil.
Sinto que o que estou tentando fazer é tão simples que posso fugir sem usar o Arduino. E eu insisto em um analógico, devido às difíceis condições de um canteiro de obras e me parece que quanto mais eletrônicos, menos confiável o dispositivo.
Ele só funcionará em ambientes fechados e a distância do laser é de no máximo 10 m. O motor que encontrei no início tem um grande consumo de corrente de 200mA max 2,19 A, mas também um grande torque.
Alimentar 18 V DC de uma bateria Makita.
Obrigado antecipadamente por quaisquer sugestões.
Saudações da Polônia
Rafael
Swag: eu tenho uma confusão sobre o funcionamento dos eixos do motor. O parafuso rosqueado em ambos os motores empurrará a ferramenta, mas não poderá puxá-la de volta? Como é que isso funciona?
É possível implementar o mesmo com um único motor?
Sr. Rafael: As réguas de nivelamento inferiores seriam talvez 70 cm, apenas para salas pequenas, por exemplo, um banheiro para que você possa entrar por uma porta.
Máquina sem acionamento, puxada à mão, somente réguas de nivelamento. No vídeo, os dois objetos amarelos nos mastros são detectores de laser rigidamente presos às réguas.
O laser está em algum lugar mais distante e produz uma linha horizontal.
Os motores seriam fixados em um carrinho e o parafuso rosqueado em réguas de nivelamento com detectores a laser. Deve haver dois motores para nivelar os dois lados, mas é uma imagem espelhada.
A única parte comum seria uma ponte H de dois canais como se eu estivesse fazendo isso a partir de um módulo pronto e possivelmente um giroscópio, mas isso é um sonho :).
É importante que haja botão para as revoluções dos motores esquerdo e direito.
O procedimento é este. Eu penduro o laser, por exemplo, 2 m acima do nível do piso designado. Eu meço 2 metros do feixe de laser até a borda inferior das réguas.
Eu regulo a altura pressionando os botões dos interruptores direita-esquerda para que fique igual a 2 metros da borda inferior das réguas. Eu coloco os detectores nos mastros para que o feixe de laser fique no nível zero entre as seções do fotodiodo. E o resto se faz sozinho
No anexo coloquei um desenho do funcionamento do detector.
Rafael
Projeto de Circuito
Observando a figura acima, serão necessários dois estágios de circuito idênticos para detectar e corrigir a ferramenta controlada por motor associada em relação à precisão da retidão da linha do laser.
Os dois estágios idênticos são imagens espelhadas um do outro, como mostrado abaixo:
O circuito é bastante simples. Ele funciona com um comparador de janela que garante que os motores de acionamento não funcionem desde que o par de LDRs seja exposto com o mesmo brilho da linha de laser.
Metade da tensão de alimentação é então gerada na entrada não inversora de A1 e na entrada inversora de A2.
Assim que uma deflexão na linha do laser é detectada (o que pode acontecer se a ferramenta controlada por motor não estiver alinhada em linha reta), o brilho que afeta os LDRs R1 e R2 muda.
Nesta situação, a tensão de entrada para o comparador de janela se afasta da metade da tensão de alimentação. Esta situação faz com que a saída do comparador comande a rede da ponte do motor para mover o motor no sentido horário ou anti-horário.
Transistores T1 . . . T4 são configurados como uma rede de ponte para permitir a comutação do motor nas direções para frente e para trás, dependendo da iluminação do LDR ou do ângulo de desvio da linha do laser.
Diodos D1. . . D4 são posicionados para cancelar os picos de tensão gerados durante o tempo em que o motor está ativo e funcionando. A função dos potenciômetros predefinidos P1 e P2 é facilitar os ajustes de alinhamento.
Eles são ajustados para garantir que o motor seja completamente desligado e inativo, desde que o par LDR relevante seja exposto exatamente ao mesmo brilho da luz do laser.
Digamos, por exemplo, devido ao alinhamento incorreto da ferramenta controlada por motor, a inclinação da linha do laser faz com que a luz diminua no LDR R2 do que no LDR R1. Isso fará com que a tensão no ponto A suba acima da metade da tensão de alimentação.
Nesta situação, a saída do amplificador operacional A1 torna-se alta, forçando os transistores T1 e T4 a operar. Isso, por sua vez, faz com que o motor gire na direção relevante. Esta ação desloca automaticamente a ferramenta conectada em uma linha reta até que a precisão do alinhamento horizontal coincida com a precisão da linha do laser.
Por outro lado, se assumirmos que a ferramenta está inclinada com a orientação oposta, de modo que a iluminação dos LDRs seja oposta à discutida acima, faz com que a tensão no ponto A caia abaixo da metade da tensão de alimentação. Esta condição faz com que o amplificador operacional A2 de saída fique alto, de modo que T3 e T2 se tornem operacionais.
Isso faz com que o motor agora funcione na direção oposta, na tentativa de corrigir o alinhamento da ferramenta na direção relevante até que ela fique perfeitamente reta, coincidindo com a precisão horizontal da linha do laser.
Botão para cima/para baixo
Os botões para cima e para baixo para predefinir inicialmente a altura do nível de bolha podem ser implementados simplesmente conectando os botões de pressão em paralelo a cada um dos LDRs.
Instalação LDR
Para obter a resposta correta dos LDRs, os pares esquerdo-direito devem ser instalados dentro de um tubo tipo gabinete, de modo que possam “ver” apenas a iluminação do laser e não qualquer outra luz ambiente.
A ideia pode ser testemunhada na imagem a seguir:
Aqui, podemos ver que os LDRs estão posicionados muito próximos um do outro, o que garante que, quando a linha do laser estiver no centro exato, alguma parte de ambos os pares de LDR seja iluminada pela luz do laser de maneira uniforme.
A parte frontal do compartimento do LDR pode ser coberta com uma lente difusa, para que a iluminação do laser possa ser difundida dentro dos respectivos LDRs de maneira uniforme.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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