Bisakah mouse optik digunakan untuk mengukur jarak ke 1-10μm?

Saya sedang mengerjakan mesin CNC buatan rumah yang menggunakan motor stepper dan timing belt MXL untuk pergerakan mesin. Karena saya menggunakan steppers, tidak ada umpan balik kepada pengontrol tentang posisi aktual mesin (yaitu, loop terbuka). Kadang-kadang ketika saya membuat luka, pecahan-pecahan material terbang ke jalur gantry dan gum naik ke trek, menyebabkan motor melompati langkah. Untuk mengatasi ini, saya memasang sepatu debu dan penghisap debu untuk menjaga area itu tetap bersih, tetapi ini masih tidak mengatasi masalah melewatkan langkah karena sejumlah alasan.

Tentu saja, ada solusi yang sudah ada yang "tutup loop" untuk pasar industri, tapi saya pikir mereka akan keluar dari anggaran untuk penghobi homebrew. Jika sesuatu seperti di mana-mana sebagai sensor mouse optik dapat digunakan, itu akan menjadi keuntungan besar untuk meningkatkan ketahanan mesin DIY, bahkan jika sedikit. Ini juga dapat digunakan untuk kalibrasi sendiri jika pengukurannya cukup akurat.

Jejak mesin saya adalah 750x1000mm, jadi saya perlu sesuatu yang dapat mengukur secara akurat jarak itu. Jelas, mouse optik dapat digunakan untuk mengukur jarak (itulah yang dirancang untuk dilakukan!), Tetapi parameter apa yang harus saya cari untuk memenuhi tujuan saya (DPI, CPI, resolusi kamera, dll) untuk mengukur hingga presisi 1-10μm dan apakah pengukuran ini akurat berulang?

(Setiap langkah motor menggerakkan mesin sekitar 0,01143mm, jadi saya kira presisi 1μm lebih disukai tetapi itu mungkin terlalu banyak meminta.)

Sayangnya, sepertinya petunjuk terbaik saya dan keluarga sensor yang paling banyak dibahas dari Avago (ADNS) dihentikan. Misalnya, ADNS-9800 . Sudahkah mereka menjual teknologinya ke perusahaan lain? Apakah ada alternatif yang mudah didapat dan memiliki lembar data yang tepat? Saya menduga mereka telah dihentikan karena perusahaan lain telah mengintegrasikan aspek USB ke dalam die modul sensor, membuat semuanya menjadi lebih murah untuk diproduksi (daripada membutuhkan mikro lain untuk melakukan konversi USB SPI / I2C-> USB).

Apakah ada cara yang lebih baik untuk melakukan ini sambil tetap mengendalikan biaya? Hingga $ 30 per sensor akan menjadi target pasar semacam ini, saya pikir.

distance optics

— dext0rb
sumber

adafruit.com/blog/2010/11/08/digital-calipers-tear-down

— Ignacio Vazquez-Abrams

Diberikan mouse optik yang melakukan 1000dpi. Satu inci adalah 0,0254m, jadi dibagi dengan 1000 akan menjadi 25μm. Saya tidak memikirkannya lebih dari itu, tidak tahu apakah sensor mouse biasa akan bekerja dengan andal pada materi yang Anda coba kerjakan. Dpi biasanya di manual user mouse atau bahkan di kotak.

— jippie

@ IgnacioVazquez-Abrams Saya memang melihat tautan itu dari Q lain di EE.SE. Saya masih belum sepenuhnya memahami cara kerjanya, bahkan setelah membaca beberapa hal. Sepertinya itu mungkin cara terbaik untuk pergi, tapi kemudian saya harus membuat track 700-1000mm untuk sensornya, yang mungkin menantang.

— dext0rb

Anda dapat membangunnya menjadi potongan-potongan dengan 2 atau lebih driver PWM dan kemudian masing-masing menangani satu set ruang tertentu, sehingga selalu ada satu yang tersedia untuk pengukuran ketika yang lain berada di atas celah. Dan membuatnya lebih luas dapat meningkatkan resolusi.

— Ignacio Vazquez-Abrams

Angka-angka DPI sering kali lebih banyak berutang kepada departemen pemasaran daripada apa pun (lihat juga printer, pemindai, dll.) - Saya juga khawatir bahwa dengan serpihan / debu beterbangan di sekitar getaran, sensor optik semacam itu (membaca permukaan) mungkin punya masalah. Saya akan memikirkan dengan seksama tentang mode kegagalan - apakah slip mekanik (sabuk tergelincir terhadap gigi) atau listrik (motor sedang berlari langkah), apakah ada perangkat penginderaan / pengkodean / pengukuran yang biasa digunakan yang tidak akan mengalami kesalahan yang sama? DRO murahan dari Cina eBay mungkin layak untuk dilihat.

— John U

Jawaban:

Saya sudah mencoba ini sebelumnya, menggunakan sensor Avago yang dipanen dari mouse optik.

Itu tidak bekerja.

Resolusi ini sangat baik tetapi akurasinya mengerikan. Dan kalibrasi bervariasi dengan jarak dari bahan ke sensor.

Saya mengatur tes dengan roda 3 "diameter dan sensor membaca" tapak "roda luar. Saya juga meletakkan bendera di roda, melewati sensor interrupter optik. Jumlah hitungan membaca per revolusi bervariasi oleh beberapa persepuluh persen, tidak ada pengulangan yang cukup dekat untuk permesinan.

Saya kira Anda dapat menggunakan sensor mouse optik dalam kombinasi dengan sensor resolusi rendah yang akurat untuk mengisi di antara titik-titik. Tapi sungguh, saya pikir teknologi sensor lain lebih tepat untuk ini.

— markrages
sumber

Resolusi ini sangat baik tetapi akurasinya mengerikan. Itu yang saya takut dengar.

— dext0rb

+1 hanya untuk menggambarkan dengan tepat antara resolusi dan akurasi .

— Connor Wolf

Ide yang rapi. Saya mempertimbangkan untuk menggunakan pena Livescribe yang diretas dengan rel titik khusus untuk tujuan yang sama, maka lokasi absolut akan diberikan, daripada lokasi relatif yang akan disediakan oleh mouse optik dasar. Saya tahu pena mengklaim memiliki presisi hingga 1μm, tetapi sulit untuk mengatakan akurasinya. Saya masih berpikir ini adalah ide yang bagus; Aku hanya belum sempat mencobanya. Jika Anda mencobanya, silakan perbarui kami.

Sedangkan untuk parameter mouse optik, Anda ingin mencari DPI tinggi. Dalam kasus Anda untuk resolusi 1μm, Anda menginginkan lebih dari 25.400 DPI. Tidak perlu dikatakan bahwa itu agak tinggi. Mouse gaming optik dasar mungkin memiliki DPI 2.500. Sekali lagi, itu presisi, bukan akurasi. Tikus optik mungkin bukan cara yang tepat.

— Samuel
sumber

Komentar menarik tentang Livescribe! Saya punya satu duduk di meja saya yang tidak pernah saya gunakan. Mungkin menarik untuk membacanya lagi.

— dext0rb

Presisi dan akurasi sama. Mungkin Anda berbicara tentang resolusi vs akurasi?

— johnfound

@ Johnfound Tidak, mereka tidak sama . Resolusi dan presisi mungkin sama. Resolusi dan presisi merujuk pada berapa banyak angka signifikan yang dimiliki suatu nilai, akurasi merujuk pada seberapa benar nilai-nilai itu. Ini adalah perbedaan yang sangat penting.

— Samuel

Ini mungkin pertanyaan bodoh, tetapi bisakah saya menggunakan pembesar optik untuk meningkatkan DPI? yaitu akankah pembesar 10x pada sensor 2.500 DPI membuat saya 25.000 DPI?

— dext0rb

Jika Anda menggunakan sensor mouse pada roda encoder besar Anda mungkin mendapatkan peningkatan DPI yang efektif. Artinya, titik-titik yang dihitung pada roda akan lebih tinggi (tergantung pada gearing / diameter roda) dibandingkan dengan perjalanan linear dari sumbu yang dimaksud.

— Samuel

Jika Anda menggunakan sistem berbasis timah hitam, Anda dapat meletakkan encoders optik di ujung sekrup. Memanen nyali dari bola mouse akan memberi Anda beberapa encoders resolusi tinggi dan sebagian besar sirkuit kontrol juga. Saya tidak dapat menemukan resolusi roda enkoder yang umum, tetapi bola bertindak sebagai gir-kereta yang signifikan secara internal, jadi mungkin mekanisme serupa dapat diterapkan.

— Bryan Boettcher
sumber

Sistem saya digerakkan oleh sabuk MXL sekarang.

— dext0rb

Bisakah Anda melewati sabuk itu (well, under) kata ballmouse roller?

— Bryan Boettcher

Rencana yang buruk, karena tidak akan menjelaskan nonlinier seperti serangan balik. Ukur di meja, dan tempat lain

— Scott Seidman

Encoder bola mouse adalah resolusi RENDAH. Mereka memiliki puluhan pulsa per revolusi (beberapa menggunakan graticules konduktif) dan tidak ada gearing yang terjadi. Bola digunakan untuk memasangkan gerakan linear dari meja ke roda encoder 1: 1 di dua sumbu ortogonal. Elektronik secara teoretis dapat menggunakan subsampling sinus-kosinus dari sinyal quadrature jika sinyal tersebut dibaca (dan digenerasi) dengan cara analog untuk mendapatkan resolusi yang lebih banyak. Encoder optik komersial mungkin memiliki ribuan baris per revolusi.

— KalleMP