アレイド・ホールセンサ (非接触リニア位置センサ)

先日のセンサですが、ノイズテスト中に5V電源ラインに間違って12V設定の安定化電源をつないでしまい、臭い匂いが発生してしまいました。(ホールセンサ焼損)
幸い比較的高価な16bit-ADCは壊れませんでした。(ほっ)

勿論勢いで作り直しましたが、そのままでは面白くない!?
ということでホールセンサを4個並べてアレイ構成にしてみました。

世の中に普及しているディスク・アレイやフェーズド・アレイ・レーダ(これは違うか、普及という点で)がありますが、ホールセンサをアレイ化している例は見たことないです...。(普通は磁気スケールに、ホールセンサを当ててという構成なので)

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センサの横幅が僅かに4mmを超えるので、やすり仕上げで4mmに揃えて組みましたが、
なかなかきれいに隙間無くとはいきませんね~。

ADコンバータはSingleEndで4チャンネル受けれるので、フル接続です。
また磁石のS極専用にして、ゲインレベルを上げて精度アップ。

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電源もUSB 5Vから、DC-DC(奥側の黒い箱状部品)で12Vに一旦昇圧してから、ローノイズLDOで5Vを作るように変更しました。これで電源の安定度は格段にアップ、さらにサンプリングの平均化処理は入れていますが、一段進めてモード処理を入れると一段と安定度が増すでしょう。


センサ間のハンドオーバーはソフトウェア処理になりますが、測定範囲は大幅拡大!
先日の2センサでは測定範囲が5mm程度でしたが、ざっとテストしてみた感じは15mm程度確保出来そうです。
ちなみに15mmで30,000カウント程なので最小読み取りは0.5um、実質精度は2um程度でしょうか。

センサ間の特性ズレをどうするかは課題ですが、ここまでやればフォーカサーに使えるレベルになりそうです。
今後精度面の検証と、入れ物を作っていきます。(先日のプラケースには微妙にはいらないので)

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この記事へのコメント

やまぎり
2018年04月14日 09:59
minerさんに触発されて既製品のリニアエンコーダーをネットで探しています^_^;minerさんの記事を見ても自作出来そうもないので。。
この記事を読むだけでも、ネットで用語の検索をしながらじゃいと理解できません、じゃなくて、それでも理解出来ません。。
ソフトウェアが出来ると自作の幅が広がりますね。出来上がったら、回路図とソフトください^_^;
2018年04月14日 17:05
やまぎりさん、
リニアエンコーダー、高価ですよね!
でも今作っているのは、ちょっとイロイロありすぎて公開できないと思ってます。というのは回路や基板設計がある程度出来ないと、まともに動かない感じなのです。

電源のつくり方やGNDの引き回し、しかも磁界いも考えないといけないなんて...。
今もブレッドボードではうまく動いていても、小さい基板に詰め込むと、うまく動かなかったり。OLEDを付けると測定が不安定になったり...
素子の特性調整なども考えると、公開は無理かなあと。
(アナログ回路は難しいです)

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