Skocz do zawartości
calla

Jak wykonać dokładną śrubę metryczną?

Rekomendowane odpowiedzi

Ja słyszałem o takiej technice, gdzie naprzemienne czarno biale paski rejestrowal czujnik, nie jako 0 1, tylko analogowo, podawal odcienie szarosci. Taki czujnik mial pole widzenia (rejestracji) ok szerokosci paska. Wowczas, gdy np czujnik byl miedzy paakiem czarnym i bialym, to wskazywal 50%. Gdy w 3/4 byl nad bialym, to pokazywal 75% itp. Na wyjsciu z takiego czujnika powstawala sinusoida, zamiast kwadratu. Podem uklad ADC probkowal ten analogowy sygnal z jakas rozdzielczoscia.

Zasadniczo zasada dzialania tego enkodera przypomina odwrotnosc silnika krokowego. Tam tez jest np 200 mechanicznych pozycji, a zwiekszenie rozdzielczosic uzyskuje sie dzieki mikrokrokom, czyli zalaczaniu sasiednich uzwojen w pewnych proporcjach, za pomoca sygnalu sinusoidalnego na wejsciu.

I to byl taki enkoder za kilka tysiecy :) Niestety nie wiem, ile mial "mechanicznych" paskow, ale ostateszna rozdzielczosc byla rzedu milioniw (ponizej 1 arcsec).

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Gdyby dało się wykonać enkoder z odpowiednio wypalonej płyty CD, DVD itp. To ile było by kroków na obrót? Czyli ile bitów wchodzi na jeden obrót płyty ?

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Gdyby dało się wykonać enkoder z odpowiednio wypalonej płyty CD, DVD itp. To ile było by kroków na obrót? Czyli ile bitów wchodzi na jeden obrót płyty ?

 

nie wiem czy to by było praktyczne (problem z odczytem...) ale świetny pomysł na niekonwencjonalne wykorzystanie płyty i przykład obiektu fizycznego, na którym na którym bez specjalistycznego da się uzyskać bardzo precyzyjny wzór!

 

Comparison_CD_DVD_HDDVD_BD.svg.png

przy takich wymiarach na obwodzie płyty CD wychodzi mi około 200 tysięcy "kropek"

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Napisano (edytowane)

A wracając do początku problemu, prosta śruba w napędzie nożycowym nawet najprecyzyjniej wykonana i sterowana idealnie równymi kroczkami nic nie da bez kompensacji ruchu prostoliniowego. Śruba powinna być wygięta w łuk wtedy można napędzać ją równymi krokami.

Edytowane przez dj_peterka
  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

A wracając do początku problemu, prosta śruba w napędzie nożycowym nawet najprecyzyjniej wykonana i sterowana idealnie równymi kroczkami nic nie da bez kompensacji ruchu prostoliniowego. Śruba powinna być wygięta w łuk wtedy można napędzać ją równymi krokami.

W przypadku napędów nożycowych to "oczywista oczywistość" i zakładam, że każdy kto bierze się za budowę takiego montażu ma to na uwadze. Przy czym trzeba zaznaczyć, że śruba łukowa choć wydaje się naturalnym rozwiązaniem, nie sprawdza się z praktyce, o czym sam przekonałem się przy okazji budowy astrokoziołka. Chodzi o to, że nie sposób wykonać śrubę łukową tak, by prowadziła równomiernie.

Co do dokładności prowadzenia w napędzie nożycowym, to wszelkiego rodzaju enkodery raczej odłożył bym na bok, bo koszt, stopień komplikacji i gabaryty stawiają pod znakiem zapytania sens takiej inwestycji. Jak dla mnie to jest dwie alternatywy; Albo stosunkowo długie ramiona i mały skok gwintu, wtedy dokładność wykonania śruby nie będzie aż tak ważna, ale wzrosną wymiary i waga, albo krótsze ramiona i bardzo precyzyjna śruba.

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Napisano (edytowane)

 

nie wiem czy to by było praktyczne (problem z odczytem...) ale świetny pomysł na niekonwencjonalne wykorzystanie płyty i przykład obiektu fizycznego, na którym na którym bez specjalistycznego da się uzyskać bardzo precyzyjny wzór!

 

attachicon.gifComparison_CD_DVD_HDDVD_BD.svg.png

przy takich wymiarach na obwodzie płyty CD wychodzi mi około 200 tysięcy "kropek"

 

Ciekawe, też wpadłem na ten pomysł... Ale trzeba byłoby mieć dedykowaną nagrywarkę, bo sygnał na płycie zapisywany jest w bardzo skomplikowany sposób, i nie jest oczywiste, jaki będzie ostateczny rozkład rowków.

Przy odrobinie pomysłowości możnaby stworzyć taki enkoder, ale jego dokładność - jak sam wspomniałeś - wcale nie jest aż tak ultradokładna, bo wynosi kilka sekund łuku, a pewnie trzebaby z rok dłubać, żeby dostać dobre, powtarzalne i użyteczne efekty.

Przy okazji researchu dowiedziałem się, że ASA DDM 60 ma enkodery o rozdzielczości ok. 0.01 arcsek :)

 

A wracając do początku problemu, prosta śruba w napędzie nożycowym nawet najprecyzyjniej wykonana i sterowana idealnie równymi kroczkami nic nie da bez kompensacji ruchu prostoliniowego. Śruba powinna być wygięta w łuk wtedy można napędzać ją równymi krokami.

 

Sterowanie nieliniowe załatwia sprawę kompensacji ruchu prostoliniowego i z poziomu sterownika to raczej banalne zadanie, są dokładne wzory na czas pomiędzy kolejnymi krokami.

 

A wracając do kwestii enkoderów: wcale nie uważam to za głupi pomysł, żeby dążyć do wypracowania low-cost direct drive. Jestem pewien, że wielu osobom wystarczyłoby prowadzenie np. na poziomie 10 arcsec (czyli jakieś 17-18 bitów rozdzielczości enkodera) gdyby można byłoby to złożyć za 500 - 600 zł (wg wypracowanej tutaj instrukcji :) ), było powtarzalne i przewidywalne, a najlepiej niezawodne i ładnie opakowane :)

 

Jednym z pomysłów, jakie poważnie rozważam to pomiar odległości liniowej pomiędzy ramionami (czyli już na końcu drogi mechanicznej od silnika krokowego do aparatu) za pomocą prostego interferometru michelsona i fotodiody. Przy powtarzalności odczytu sygnału z diody na poziomie 8bitowego przetwornika uzyskuje się dokładność pomiaru odległości rzędu pojedynczych nanometrów, czyli dla ramienia 200mm są to setne części arcsek!

 

Pozdrawiam!

Edytowane przez Behlur_Olderys

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Ciekawe, też wpadłem na ten pomysł... Ale trzeba byłoby mieć dedykowaną nagrywarkę, bo sygnał na płycie zapisywany jest w bardzo skomplikowany sposób, i nie jest oczywiste, jaki będzie ostateczny rozkład rowków.

Przy odrobinie pomysłowości możnaby stworzyć taki enkoder, ale jego dokładność - jak sam wspomniałeś - wcale nie jest aż tak ultradokładna, bo wynosi kilka sekund łuku, a pewnie trzebaby z rok dłubać, żeby dostać dobre, powtarzalne i użyteczne efekty.

Przy okazji researchu dowiedziałem się, że ASA DDM 60 ma enkodery o rozdzielczości ok. 0.01 arcsek :)

No właśnie, na płycie mamy 6,5", a w ASA 0,01 :) Tak prawie trzy rzędy wielkości. Oczywiście nam by starczyła dokładność rzędu 1/2 no może 1/3", żeby pociągnąć przeciętny teleskop. Do astrokoziołka z teleobiektywem płyta by starczyła :)

No ale poza zapisaniem trzeba jeszcze odczytać. Nie odczytamy tego napędem DVD, bo tam płyta się kręci bez naszej kontroli. Potrzeba zrobić własną głowicę czytającą (nawet na bazie tej z napędu). Problem w tym, aby trafić w te wzorki. Napęd DVD ma specjalny układ kompensujący położenie, żeby się "utrzymać" na ścieżce "kropek" podczas obrotu płyty. A nie da się tego nagrać jako wachlarza, czyli takich jakby kresek zbiegających się w środku, bo odstępy między punktami są ustalone i to się nie zejdzie.

 

A więc generalnie, pomysł ciekawy, możliwe efekty przeciętne i sporo trudności w realizacji.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Jednym z pomysłów, jakie poważnie rozważam to pomiar odległości liniowej pomiędzy ramionami (czyli już na końcu drogi mechanicznej od silnika krokowego do aparatu) za pomocą prostego interferometru michelsona i fotodiody. Przy powtarzalności odczytu sygnału z diody na poziomie 8bitowego przetwornika uzyskuje się dokładność pomiaru odległości rzędu pojedynczych nanometrów, czyli dla ramienia 200mm są to setne części arcsek!

O, też ciekawe. No ale czy te 8 bitów to efektywna wartość, czy tylko teoretyczna? Są tak dokładne czujniki w niskiej cenie? Jeśli tak, to proszę o link :)

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Napisano (edytowane)

Dokładne czujniki? 10bit przetwornik ADC to chyba coś, co można znaleźć w każdym arduino:) intensywność światła padającego na fotodiodę jest zależna od cos(lambda*2d) gdzie d jest mierzoną przez ramię interferometru odległością. Różnica pomiędzy max a min natężenia to pół cosinusa przekladające się na 170 nm dla światła czerwonego. W cosinusie najtrudniej zmierzyć okolice maximum dla argumentów 0, pi, 2pi itd, bo jest wtedy najbardziej płasko. Dokładny, powtarzalny pomiar tego kosinusa na 8bitach daje w najgorszym wypadku ok. 0.09rad rozdzielczości, co przekłada się na 5nm, co z kolei dla 20 cm ramienia daje dokładność w położeniu początkowym 0.05 arcsek. Spory margines błędu dla mojego wymarzonego +/- 1arcsek :)

Problemem okazuje się zbyt *duża* dokładność pomiarowa. Dotknięcie, mocniejszy podmuch już się dadzą zmierzyć. Poza tym prędkość obrotowa Ziemi to 15 arcsek na sekundę, nasz miernik będzie więc generował sygnał bardzo gęsto, pewnie powyżej 100Hz. Zresztą na początku to samo "taktowanie" krokowca właśnie tą częstotliwością już powinno dać fantastyczne możliwości. Od biedy można wyobrazić sobie analogową pętlę sprzężenia zwrotnego założoną na zwykły silnik, nawet nie krokowiec, opartą o pomiar częstotliwości zmian prążków. Oczywiście, w dłuższej perspektywie najlepiej wycisnąc max z tego układu, a dokładny pomiar ilości pełnych okresów i jednocześnie przesunięcia w fazie w takich warunkach może być wyzwaniem, ale wciąż mógłbym się założyć, że będzie prościej, niż z DVD :)

Edytowane przez Behlur_Olderys

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Taki czujnik moznaby ustawic gdziesprzy samej osi urządzenia, pewnie generowałby zaszumione w jakis sposób dane. Jakby obróbkę ich dało sie zrobic na jakims raspberry, to by wystarczyło. Dobrze pamiętać, że teraz możemy mieć 1ghz procesor w pudełku od zapałek za cenę połowy okularu, kiedyś tego nie było.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Dokładne czujniki? 10bit przetwornik ADC to chyba coś, co można znaleźć w każdym arduino:) intensywność światła padającego na fotodiodę jest zależna od cos(lambda*2d) gdzie d jest mierzoną przez ramię interferometru odległością. Różnica pomiędzy max a min natężenia to pół cosinusa przekladające się na 170 nm dla światła czerwonego. W cosinusie najtrudniej zmierzyć okolice maximum dla argumentów 0, pi, 2pi itd, bo jest wtedy najbardziej płasko. Dokładny, powtarzalny pomiar tego kosinusa na 8bitach daje w najgorszym wypadku ok. 0.09rad rozdzielczości, co przekłada się na 5nm, co z kolei dla 20 cm ramienia daje dokładność w położeniu początkowym 0.05 arcsek. Spory margines błędu dla mojego wymarzonego +/- 1arcsek :)

Problemem okazuje się zbyt *duża* dokładność pomiarowa. Dotknięcie, mocniejszy podmuch już się dadzą zmierzyć. Poza tym prędkość obrotowa Ziemi to 15 arcsek na sekundę, nasz miernik będzie więc generował sygnał bardzo gęsto, pewnie powyżej 100Hz. Zresztą na początku to samo "taktowanie" krokowca właśnie tą częstotliwością już powinno dać fantastyczne możliwości. Od biedy można wyobrazić sobie analogową pętlę sprzężenia zwrotnego założoną na zwykły silnik, nawet nie krokowiec, opartą o pomiar częstotliwości zmian prążków. Oczywiście, w dłuższej perspektywie najlepiej wycisnąc max z tego układu, a dokładny pomiar ilości pełnych okresów i jednocześnie przesunięcia w fazie w takich warunkach może być wyzwaniem, ale wciąż mógłbym się założyć, że będzie prościej, niż z DVD :)

Oczywiście nie chodzi mi o dokładność ADC, bo z tym nie ma problemu :) Chodzi mi o to, czy ta sinusoida jest taka równiutka i daje realną dokładność na takim poziomie, jak rozmawiamy, czy to totalnie poszarpany sygnał. Generalnie nie myślałem, że takie czujniki oparte na interferometrze są dostępne w niskiej cenie i w małych rozmiarach. Podeślesz link? :)

 

No faktycznie częstotliwość tej sinusoidy jest spora, choć te 100 Hz to nadal nic nawet dla Atmegi8 :)

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Oczywiście nie chodzi mi o dokładność ADC, bo z tym nie ma problemu :) Chodzi mi o to, czy ta sinusoida jest taka równiutka i daje realną dokładność na takim poziomie, jak rozmawiamy, czy to totalnie poszarpany sygnał. Generalnie nie myślałem, że takie czujniki oparte na interferometrze są dostępne w niskiej cenie i w małych rozmiarach. Podeślesz link? :)

 

Mateuszu, no przecież jaki link, do czego, skoro ja to chcę samemu wszystko zrobić, DIY-style

Fotodiodę czy tam fotorezystor mam. Mam też arduino... i to tyle :)

Wkrótce spróbuję zmontować z jakichś luster i laserów interferometr... I zobaczymy, jak to wszystko wyjdzie ...

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

 

Mateuszu, no przecież jaki link, do czego, skoro ja to chcę samemu wszystko zrobić, DIY-style

Fotodiodę czy tam fotorezystor mam. Mam też arduino... i to tyle :)

Wkrótce spróbuję zmontować z jakichś luster i laserów interferometr... I zobaczymy, jak to wszystko wyjdzie ...

A, to już wiem o czym mówimy - o pomyśle, a nie gotowym rozwiązaniu :) Myślałem, że takie czujniki na bazie interferometru są normalnie w sprzedaży, tak jak dalmierze laserowe na przykład. Coś mi się wydaje, że taki interferometr to nie jest trywialna sprawa :)

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

A, to już wiem o czym mówimy - o pomyśle, a nie gotowym rozwiązaniu :) Myślałem, że takie czujniki na bazie interferometru są normalnie w sprzedaży, tak jak dalmierze laserowe na przykład. Coś mi się wydaje, że taki interferometr to nie jest trywialna sprawa :)

 

Będę się wzorował na tym:

http://www.instructables.com/id/Desktop-Michelson-Morely-Interferometer/

Wydaje się, że wystarczy rozdzielacz promienia ze starego Blu-raya, najzwyklejszy laserek i parę lusterek powierzchniowych.

Szkoda, że nie będę miał teraz dużo czasu na "zabawę" w młodego fizyka, bo akurat dużo "dorosłych" spraw na głowie...

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Przypomniałem sobie, że w drukarkach atramentowych jest enkoder w formie paska folii z prążkami o sporej rozdzielczości który ustala pozycję glowicy. Można wykorzystać go montując wzdłuż ramienia i liczyć wysów lub zwinąć w okrąg i liczyć kąt nożyc. Odczyt z paska porównać z zegarem licznikiem wzorcowym wysyłać korekty do silnika krokowego. Taki pasek można ze złomu razem z czytniki wyciągnąć lub zrobić własny metodą fotograficzną na kliszy.

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Przypomniałem sobie, że w drukarkach atramentowych jest enkoder w formie paska folii z prążkami o sporej rozdzielczości który ustala pozycję glowicy. Można wykorzystać go montując wzdłuż ramienia i liczyć wysów lub zwinąć w okrąg i liczyć kąt nożyc. Odczyt z paska porównać z zegarem licznikiem wzorcowym wysyłać korekty do silnika krokowego. Taki pasek można ze złomu razem z czytniki wyciągnąć lub zrobić własny metodą fotograficzną na kliszy.

Tylko ten pasek jest znacznie mniej dokładny, niż potrzebujemy.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Już omawialiśmy ten temat (skarby z drukarki) zdaje się. Renishaw ma doskonałe enkodery zarówno liniowe jak i rotacyjne, zarówno magnetyczne jak i optyczne, ale najtańszy chyba w miarę satysfakcjonujący sprzęt (rozdzielczość 1") to ok. 250 EUR. Ale, jak wiadomo, w DIY chodzi o to, żeby nie kupować :)

 

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się


×