قياس الدوران باستخدام مستشعر الماوس البصري

يستخدم مثال التصميم هذا المستشعر الموجود في فأرة الكمبيوتر الضوئية لقياس دوران القرص ، حيث يمكن توصيل القرص ميكانيكيًا بأي جهاز دوار. عن طريق تغيير موضع المستشعر على طول نصف قطر القرص ، يمكن ضبط النبض لكل دوران.

يمكن أن يوفر المستشعر البصري CMOS لشريحة الماوس محرك تتبع غير ميكانيكي. في الرقاقة ، يمكن إتمام التقاط الصور ورقمنتها ومعالجتها الرقمية. خذ على سبيل المثال om02 البسيط ومنخفض التكلفة. يقيس المستشعر الموضع عن طريق تجميع إطارات الصور السطحية ، ويحدد اتجاه الحركة والمسافة من خلال العملية الحسابية. يتم تثبيت المستشعر في حزمة بصرية من البوليسترين وهو مصمم للاستخدام مع مصابيح LED عالية السطوع. لديها محرك تتبع كامل ومضغوط. لا توجد أجزاء متحركة ولا تتطلب المحاذاة البصرية الدقيقة. Om02 يمكن أن يولد إشارات خرج تربيعية لحركة الاتجاهين X و Y. تبلغ الدقة حوالي 0.0025 بوصة وتصل سرعة الحركة إلى 16 بوصة في الثانية.

تحاكي إشارة خرج الاتجاه المتعامد X التي تم إنشاؤها بواسطة الشريحة إخراج المشفر العادي. يمكن استخدام كل من إشارات X و Y في الأنظمة ثنائية الأبعاد. يولد Om02 إشارات تربيعية X1 و X2 بتردد يصل إلى حوالي 25 كيلو هرتز. يوضح الشكل 1 مخطط توقيت للحركة الأمامية x (الاتجاه الصحيح). يمكن أيضًا استخدام هذا الخرج التربيعي للتحكم في محرك السائر بالتيار المستمر عند الحاجة. تستخدم في هذا الوقت (الشكل. 2). تحدد المقاومة ROSC معدل الإطارات: كلما كانت قيمته أصغر ، ارتفع المعدل المقابل.

الشكل 2: قياس دوران القرص باستخدام مستشعر om02 - يمكن أن يؤدي توصيل مخرجات X1 و X2 ببوابة XOR إلى مضاعفة معدل البيانات ، ولكن سيتم فقد معلومات الاتجاه.

من أجل الحصول على تأثير التعرف البصري الجيد على نمط السطح ، يجب أن يكون لقرص الكشف أو الأسطح الأخرى نسيج أو نمط أو خدش أو معالجة سطح الفرشاة (الشكل. 3) الشكل 3: المبدأ المادي لاكتشاف الدوران. تم تطبيق الهيكل الموضح في الشكل 4 بنجاح على خطوط التجميع وأحزمة النقل وأجهزة نشر الملصقات والطباعة على الكائنات المتحركة والتطبيقات الأخرى لتوفير حركة متزامنة. أكثر من 100 منتج تم إنتاجها لا تزال تعمل بشكل جيد بعد سنوات من التشغيل.

الشكل 4: الهيكل الذي تم تطبيقه بنجاح على الإنتاج: هناك ICs أخرى مستشعرات في السوق ، والتي يمكنها التعامل مع مصادر الضوء المختلفة ولها خرج وسرعة مختلفة ومؤشرات أخرى. على سبيل المثال ، يستخدم مستشعر الماوس البصري pan3101 CMOS SPI ، ويحتوي مستشعر التنقل البصري pan101bcmos على SPI وإخراج التربيع في نفس الوقت.

لا يُسمح لأجهزة الاستشعار المزودة بواجهة SPI (أو واجهة USB التي تستخدم أكثر من IC) بتتبع كل نبضة على حدة لأنها ترسل حزمًا (الشكل. 5). بالنسبة لتطبيقات الوقت الفعلي الصعبة ، يُفضل استخدام المستشعرات التي توفر إخراجًا تربيعيًا ، وسيكون من المثير جدًا إنشاء برنامج تشفير باستخدام فأرة كمبيوتر لاسلكي ، وقد يكون استخدام المستشعرات في الفرجار الرقمي أكثر إثارة للاهتمام ، لأن معظمها يحتوي على واجهات I2C الشكل 5: مثال تخطيطي لواجهة SPI.