500线电机光电码盘

^500线光电测速码盘 | 包括有圆形光栅和测量电路板^

^None

车模竞赛中对于车速的控制至关重要，特别对于今年信标组中H车模尤其如此。但对H车模上四个电机如何进行方便的测速就成了一个很大的问题。在推文“

”,介绍了车模提供商在电机同轴上增加HALL传感器获得电机转速的方案，但该方案不能够满足对于速度精度的要求。今天，H车模提供商发送过来四个500线光电码盘样品进行测试，看是否满足竞赛要求，据说每套光电码盘组件价格在50元左右。

^{赛璐璐光栅}

这种光电码盘的核心是硬质透明塑料(Polycarbonate:聚碳酸酯)光栅，每周印制了500条黑线。配合专用的光栅读取传感器，可以获得码盘转动的角度。

下图显示了在高倍放大镜显示的码盘光栅图案。相比于普通的金属码盘中的镂空光栅，这种码盘光栅是通过特殊工艺在聚碳酸酯透明薄片表面刻画上中心辐射分布光栅，光栅更加密集和均匀，成本更低。

^高倍放大后的光栅 | 左图中包括有配套的电路板^

为了能够固定在电机转子轴上，码盘光栅粘在一个中空金属圆柱体上。在侧面钻有两个用于固定螺丝孔，使用销钉螺栓可以将金属圆柱体锁定在电机输出轴上。

^{使用内六角螺栓可以将金属圆柱体固定在电机转子轴上}

下面是配套的测量电路板。其中包括有光栅传感器，可以检测到光栅转动的线数。通过两路正交脉冲输出，可以表明光栅旋转的方向。

在电路板直径上包括有两个电机引脚焊接孔。可以直接将电路板焊接固定在电机后面的定子电枢引脚上。

电路板有一个六引脚插座，插座的间距为2mm。从左到右的管脚定义为：

M+，+5V，GND，P1，P2，M-。

^{光电码盘测量电路板}

在引脚M+,M-上施加电机驱动电压。在+5V,GND两端施加编码器工作电压。P+,P-输出两路正交方波脉冲信号。

将编码器组将安装在电机外壳后面，需要先将光栅上金属圆柱体中塞入固定螺栓，此时拧入螺栓操作比较方便。需要留有一定余量，别将螺栓拧入固定孔太多，否则影响固定光栅。

然后将光栅和测量电路板同时插入电机背后转子轴上。一方面将光栅固定在转子轴上，一方面将电路板两个电机引脚焊孔插入电机引脚上。

^{同时将光栅和测量电路板固定在电机后轴上}

使用烙铁焊接两个电机引脚，这样便可以固定好测量电路板。

此时需要注意要维持电路板保持与点击后端平行状态。

^{焊接电机引脚，固定传感器电路板}

然后使用六角改锥，固定光栅。在旋紧锁定螺栓时，需要调整光栅的上下位置，使其能够处在光栅传感器缝槽中的中间位置。光栅旋转一周，不要触碰到测量电路及其传感器。

^{调制光栅高度并固定}

如果在安装过程中触碰到光栅，其表面可能存在一些污渍，影响光栅测量。在安装完毕后使用酒精或者其他清洁剂对光栅表面进行清理。

^{清理光栅表面}

安装完后的电机便可以重新安装在车模上了。不过在安装电机之前，最好对传感器的功能进行测试，以检测测速光栅是否安装正确，没有其他的瑕疵。

按照测量电路板输出管脚的定义。给电机施加3V左右的恒压电压。此时电机转子能够带动光栅旋转。检查光栅旋转过程中是否不会触碰到其他障碍物。

^{将电机固定好进行功能测试}

使用示波器测试编码器的两路输出信号。观察它们的波形参数，幅值是否与施加的+5V相近。方波的上升沿和下降沿是否陡峭。两路方波脉冲信号在相位上是否为90°左右。

通过改变电机驱动电压极性，观察两路脉冲信号的相位是否也发生转换。

^{电机转动，示波器显示两路脉冲信号}

^{电机反向转动，示波器显示两路脉冲信号}

这种塑料光栅，价格低，精度高，清洗起来也比较方便。但是，它不耐高温。电机如果长期处在过载，或者启停比较频繁的情况下，电机损耗比较大，温度可能会很高。通过转子轴传递到光栅上，就有可能使其融化变形。

聚碳酸酯材料玻璃过渡温度为147摄氏度。高于这个温度，材料就会软化，并逐步变成流体。一般情况下，需要低于80摄氏度，材料才能够抵抗外力。所以需要保持电机轴承温度不要超过80摄氏度。

^{光栅在热风枪下迅速变形}

为了能够显示塑料光栅在高温下的变形，使用热风枪对准光栅进行加热。塑料光栅迅速变形，失去功能。

为遭到热风摧残的塑料光栅默哀十秒钟。

光栅在高温下变形后无法进行恢复。

^{变形后无法回复的聚碳酸酯光栅}

除了上面在使用中放置高温之外，还需要注意防尘。由于光栅非常精密，所以灰尘颗粒、污渍很容易破坏光栅的检测，给输出信号中带来噪声。

因此，在安装完光栅之后，还需要在电机后面增加一个防尘罩，保护光栅在使用过程中不会被触碰，或被污染。

卓老师这个可以做节能组车模吧？

^{节能组的车模结构需要先谋定而后动}

回答：当然可以了。

• 点赞
• 收藏
• 分享
• • 文章举报

卓晴 发布了218 篇原创文章 · 获赞 1 · 访问量 5482 私信 关注

标签：引脚,电机,电路板,车模,码盘,光栅,500
来源： https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/104135211