Baue einen elektronischen Stromabnehmer mit Halleffektsensoren
Baue einen elektronischen Stromabnehmer mit Halleffektsensoren
Arduino-Team – 22. August 2022
Ein Stromabnehmer ist eine Maschine, die es einem Künstler ermöglicht, ein Bild zu kopieren, indem er das Original nachzeichnet. Herkömmliche mechanische Stromabnehmer verwenden ein komplexes Verbindungssystem, um den Ausgangsstift relativ zum Stift zu bewegen. Während 1:1-Stromabnehmer einen Zweck erfüllen, ergibt sich der wahre Wert aus der Fähigkeit eines Stromabnehmers, die Leistung zu skalieren. Es ist möglich, eine Ausgabezeichnung zu erstellen, die mehrfach so groß ist wie das geplottete Bild, und auch umgekehrt, was besonders für feine Gravurarbeiten nützlich ist. Mechanische Pantographen sind jetzt Nischenmaschinen, aber dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie eine elektronische Version mit einem Arduino und Hall-Effekt-Sensoren erstellen.
Hall-Effekt-Sensoren erkennen das Vorhandensein eines Magnetfelds und Ingenieure verwenden sie oft als Näherungssensoren. Beispielsweise verwenden Sicherheitssysteme Hall-Effekt-Sensoren, um zu erkennen, wann sich eine Tür schließt oder öffnet. Aber Hall-Effekt-Sensoren erkennen auch die Größe des Magnetfelds, was bedeutet, dass sie nicht nur für binäre Näherungssensoren nützlich sind. Dabei überwachen zwei lineare Hallsensoren 49E in den Gelenken der Tastarme des Stromabnehmers den Drehwinkel. Diese werden als analoge Eingänge mit einem Arduino Nano-Board verbunden, sodass das Arduino die Größe der Magnetfelder überwachen und den Winkel jedes Gelenks bestimmen kann.
Mit einfacher Trigonometrie kann der Arduino Gelenkwinkel und Armlängen verwenden, um kartesische XY-Koordinaten zu berechnen. Ein Druckknopf am Eingabestift teilt dem Arduino mit, wenn der Benutzer eine Linie zeichnet oder sich zwischen Linien bewegt. Der Arduino gibt dann die gezeichneten Linien als eine Reihe von G-Code-Befehlen aus, ähnlich wie ein 3D-Drucker oder ein Stiftplotter. Eine einfache GUI zeigt das geplottete Bild an und der Benutzer kann den Maßstab und die Auflösung konfigurieren. Um eine skalierte Ausgabe zu erzeugen, kann der Benutzer entweder das Bild drucken oder den G-Code an einen Stiftplotter senden. Dieser elektronische Stromabnehmer hat praktische Anwendungen, ist aber besonders nützlich als Bildungsprojekt zum Erlernen der Grundlagen von Hall-Effekt-Sensoren, analogen Eingängen und angewandter Trigonometrie.
Arduino-Team – 22. August 2022
Ein Stromabnehmer ist eine Maschine, die es einem Künstler ermöglicht, ein Bild zu kopieren, indem er das Original nachzeichnet. Herkömmliche mechanische Stromabnehmer verwenden ein komplexes Verbindungssystem, um den Ausgangsstift relativ zum Stift zu bewegen. Während 1:1-Stromabnehmer einen Zweck erfüllen, ergibt sich der wahre Wert aus der Fähigkeit eines Stromabnehmers, die Leistung zu skalieren. Es ist möglich, eine Ausgabezeichnung zu erstellen, die mehrfach so groß ist wie das geplottete Bild, und auch umgekehrt, was besonders für feine Gravurarbeiten nützlich ist. Mechanische Pantographen sind jetzt Nischenmaschinen, aber dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie eine elektronische Version mit einem Arduino und Hall-Effekt-Sensoren erstellen.
Hall-Effekt-Sensoren erkennen das Vorhandensein eines Magnetfelds und Ingenieure verwenden sie oft als Näherungssensoren. Beispielsweise verwenden Sicherheitssysteme Hall-Effekt-Sensoren, um zu erkennen, wann sich eine Tür schließt oder öffnet. Aber Hall-Effekt-Sensoren erkennen auch die Größe des Magnetfelds, was bedeutet, dass sie nicht nur für binäre Näherungssensoren nützlich sind. Dabei überwachen zwei lineare Hallsensoren 49E in den Gelenken der Tastarme des Stromabnehmers den Drehwinkel. Diese werden als analoge Eingänge mit einem Arduino Nano-Board verbunden, sodass das Arduino die Größe der Magnetfelder überwachen und den Winkel jedes Gelenks bestimmen kann.
Mit einfacher Trigonometrie kann der Arduino Gelenkwinkel und Armlängen verwenden, um kartesische XY-Koordinaten zu berechnen. Ein Druckknopf am Eingabestift teilt dem Arduino mit, wenn der Benutzer eine Linie zeichnet oder sich zwischen Linien bewegt. Der Arduino gibt dann die gezeichneten Linien als eine Reihe von G-Code-Befehlen aus, ähnlich wie ein 3D-Drucker oder ein Stiftplotter. Eine einfache GUI zeigt das geplottete Bild an und der Benutzer kann den Maßstab und die Auflösung konfigurieren. Um eine skalierte Ausgabe zu erzeugen, kann der Benutzer entweder das Bild drucken oder den G-Code an einen Stiftplotter senden. Dieser elektronische Stromabnehmer hat praktische Anwendungen, ist aber besonders nützlich als Bildungsprojekt zum Erlernen der Grundlagen von Hall-Effekt-Sensoren, analogen Eingängen und angewandter Trigonometrie.
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