请教如何使用光电计数确定电机位置

ID:773929 · 发表于 2024-10-12 15:27

各位师傅，老板要求用一个光电传感器+电机+齿轮控制滑轨上的滑块来回运动，通俗点就是类似编码器一样的装置，要求滑块可以到指定位置，目前思路是利用正反转输出IO做正反转反馈，以此来确定光电计数是否应该加或减，以下是一些疑惑的地方：

1.这个虽然不是编码器，但定义计数值变量的时候要不要考虑正负？
2.电机齿轮上只有5个齿，光电输入中断应该设置为上升沿触发还是上升沿+下降沿触发？
3.滑轨开端有一个行程开关，我想将其作用到滑块归零设置上，但领导建议作为出轨报警功能，哪一个更好？

这个电机是带有刹车的。

还请问各位师傅我这个思路可行吗，或者有什么建议？

代码框架：

unsigned long 计数值

光电中断函数（）
{
if(正转 == 1)
{
计数值++；

}else 计数值--；

}

ID:982617 · 发表于 2024-10-14 10:22

你的思路总体可行，但是细节上需要调整。以下是对你提出的问题进行解答：
1. 计数值变量是否要考虑正负？
要考虑正负。你需要定义一个方向变量，例如，用于记录滑块是正向运动还是反向运动，然后根据方向变量来决定计数值是加还是减。direction
2. 光电中断触发方式？
建议使用上升沿 + 下降沿触发。这样可以确保每次光电传感器检测到齿轮上的齿，都能触发中断，即使滑块速度很快，也不会漏掉计数。
3. 行程开关功能？
你的领导建议将其作为出轨报警功能更合理。因为行程开关主要用于检测滑块是否超出滑轨范围，作为出轨报警可以提高系统安全性。而将行程开关用于归零设置，需要考虑滑块初始位置的不确定性，可能导致归零不准确。

改进建议：
添加方向变量：定义一个变量，用于记录滑块运动方向，初始值为（正向）或（反向）。direction1-1
修改中断函数：将的加减操作与变量关联起来。计数值direction
使用刹车功能：使用电机刹车功能，可以更快速地停止滑块运动，并保证滑块停在目标位置。
考虑误差累计：齿轮只有 5 个齿，可能导致计数误差累积。建议考虑增加齿轮的齿数，或者使用其他传感器来辅助定位，例如霍尔传感器。
代码框架示例：
unsigned long 计数值 = 0;
int direction = 1; // 初始值为正向运动
void 光电中断函数()
{
  if (direction == 1)
  {
计数值++;
  }
  else
  {
计数值--;
  }
}

void 设置目标位置(int targetCount)
{
  // ... 根据计数值和方向变量控制电机正反转，直到计数值达到目标值
}

void 行程开关中断函数()
{
  // ... 设置报警标志
}
其他建议：
使用更专业的传感器，例如编码器，可以提高定位精度，减少误差累积。
考虑使用 PID 控制，可以更精确地控制滑块运动，并减少抖动和误差。
希望以上建议能够帮助你更好地实现你的项目！

ID:982617 · 发表于 2024-10-14 10:24

你的思路基本上是可行的，但有一些细节需要注意和调整。以下是针对你提到的几个疑惑的具体建议和思考：
1. 计数值的正负
是否需要考虑正负取决于你的设计逻辑。如果你的电机有明确的正向和反向，那么最好使用正负值来表示滑块的运动方向。比如：
- 正值表示正向运动（向右）。
- 负值表示反向运动（向左）。
通过这种方式，计数值可以反映滑块相对于初始位置的偏移，更加直观。
2. 光电输入中断的触发方式
由于电机齿轮上只有5个齿，如果你希望在每个齿到达光电传感器时都能进行计数，那么可以设置为**上升沿 + 下降沿触发，这样每次齿的进入和离开都能触发中断，从而更精确地进行计数。
3. 行程开关的作用
关于行程开关的用途，建议将其除了作为出轨报警功能外，最好也作为滑块归零设置的功能。这里有几个理由：
- 归零设置可以为滑块提供一个参考位置，使得在系统中可以更容易地计算滑块的确切位置。
- 设定归零位置后，滑块可以在这个位置上进行校准，避免误差积累。
- 如果单独作为出轨检测，可能在滑块正常工作时无故产生误报，容易导致不必要的停机。
4. 代码框架的完善
以下是改进后的代码框架示例，考虑了你提到的正负计数和光电中断的触发模式。

```c
unsigned long 计数值 = 0;    // 移动计数值
int 正转 = 1;                // 设定运动方向标志

void 光电中断函数() {
// 在中断处理函数中判断触发方向
if (光电传感器触发 == 上升沿) {
      // 进入时，当电机正转
      if (正转 == 1) {
         计数值++;
      } else {
         计数值--;
      }
} else if (光电传感器触发 == 下降沿) {
      // 离开时，亦可反向计数
      if (正转 == 1) {
         计数值++;
      } else {
         计数值--;
      }
}
}

// 设置归零位置的行程开关函数
void 行程开关处理() {
if (行程开关触发) {
      计数值 = 0; // 归零
      // 可能还需要增加电机停止或其他安全机制
}
}
```
其他建议
- 刹车控制：考虑电机刹车的触发条件，确保在滑块到达目标位置或出轨时能够及时刹车。
- 安全性：在程序上增加安全检查，以避免滑块在达到行程开关时仍继续运动。
- 调试与测试：完善调试过程，确保每个部分都能正常工作。可以在光电中断和行程开关上增加LED指示灯，便于实时观察状态。
总的来说，考虑到准确性和安全性，是非常重要的。希望这些建议对你有所帮助！

ID:844772 · 发表于 2024-10-14 15:03

1.要不要考虑正负？
原则上不考虑，把初始点设成原点，不存在负值。
2.电机齿轮上只有5个齿，光电输入中断应该设置为上升沿触发还是上升沿+下降沿触发？
看你要求控制精度，以及光电模块输出特性，上下同时的理论精度高一倍。
3.滑轨开端有一个行程开关，我想将其作用到滑块归零设置上，但领导建议作为出轨报警功能，哪一个更好？
应该设置在归零点。我理解滑台一端归零点，一端为出轨点，因为归零点风险最大，滑块经常滑到，不做保护比出轨端风险更大，而且归零点有开关可以消除累积误差。

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