Датчик высоты лазерной головки

Контроллеры, драйверы, датчики, управляющие устройства.
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

Всем привет

Хочется "на коленке" сделать датчик высоты лазерной головки волоконного лазера
раньше брал у Serg (Uavpilot) , но его больше нет с нами

на алишке есть вот такие девайсы

Их есть у меня, в составе станка на основе FSCUT2000

Исследования показали - там 4 вывода
PE
GND
+5V
Сигнал

На сигнальном выводе периодический сигнал (кривая синусоида) частотой около 2100 кгц
частота меняется в зависимости от высоты головки над металлом, но как-то очень незначительно
ну где-то районе единиц килогерц.

есть у кого-нибудь мысли, как там все реализовано?
решение в лоб - тупой частотомер, как то кривовато, что-ли...
для точности, нужно время, а для контроля высоты - быстродействие

если там термокомпенсированный LC генератор то идея как бы работает, но на практике термокомпенсация штука тонкая...
как то слабо в это верится.
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

триггер шмидта, конденсатор и индуктивность
измеряется частота = индуктивность

аналогично этому
https://habr.com/ru/post/595025/
kochevnik
Мастер
Сообщения: 214
Зарегистрирован: 13 окт 2013, 16:24
Репутация: 8
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение kochevnik »

Тоже в ближайшее время предстоит с этим ковыряться. Пока занят проектированием железа, так что послушаю.
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

Конечно можно добавить компаратор на вход и драйвер на выход, но смысл тот же
Снимок экрана 2022-01-15 091936.png (299 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=201170&sid=80e39582e43477b18eed314df6348990&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (17.52 КБ)</a>
Вложения
MicroCap.zip
(175.85 КБ) 11 скачиваний
kochevnik
Мастер
Сообщения: 214
Зарегистрирован: 13 окт 2013, 16:24
Репутация: 8
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение kochevnik »

Cujo писал(а): 15 янв 2022, 09:22 Конечно можно добавить компаратор на вход и драйвер на выход, но смысл тот же
Снимок экрана 2022-01-15 091936.png
А что скажете по поводу AD7747? Есть мысль попробовать на ней сделать
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

дак на чем угодно можно делать, индуктивных преобразователей довольно много
вот как пример
смысл везде одинаковый - делается резонатор и измеряется частота, а остальное зависит от желаний и возможностей
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

ну на самом деле, не хочу ковыряться, проще купить блок на али, чем открывать НИОКР
Просто хочу понять, действительно ли это единственный вариант работы этого блока?
может чего не понимаю, может там полезная информация передается в виде ЧМ, или ФМ или еще чего...
кстати идея - надо будет проверить сигнал спектроанализатором...
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

Cujo писал(а): вот как пример
Кстати - а никому не кажется что Cujo post просто свою статью раскручивает?
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

odekolon писал(а): Кстати - а никому не кажется что Cujo post просто свою статью раскручивает?
статья не моя
ладно, больше сюда писать не буду
Kost_irk
Мастер
Сообщения: 700
Зарегистрирован: 19 июл 2018, 07:46
Репутация: 142
Откуда: Иркутск
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Kost_irk »

kochevnik писал(а): А что скажете по поводу AD7747? Есть мысль попробовать на ней сделать
Сергей похоже свои платы делал на fdc1004, возможно это вариант поудачнее. Вообще надо бы посмотреть прошивки для блоков, выложенные на его сайте, может получится прошить без загрузчика и возобновить производство. Жаль, предлагал ему выложить свои наработки, теперь вот все утрачено.
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

Cujo писал(а): статья не моя
ладно, больше сюда писать не буду
Извините, обидеть не хотел
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

ну на самом деле, фигня в том, что датчиком, является сопло, оно изолировано от корпуса и подключается к преобразователю коаксиальным разъемом. то есть датчик емкостный.
а есть где-нибудь нормальное описание подключения? те как физически это реализовано, 0, сигнал и характеристики
ну и что в итоге нужно видеть: высоту в мкм или порог?
что измеряется - не суть важно важно, измеряется резонансная частота, в данном случае будет переменная паразитная емкость
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

а вот как вам такая идея устройства китайского датчика?
LC генератор, в котором емкость переключается между известной емкостью с ТКЕ=0 и измеряемой емкостью (сопло) с некоторой (поднесущей) частотой.

на приемной стороне - PLL FM детектор, затем отсекая постоянную составляющую, по амплитуде этой поднесущей частоты можно довольно точно определить емкость.
причем в этом случае проблема стабилизации частоты от температуры не стоит вообще. лишь бы в полосу захвата фапч попало..
причем поднесущая частота тоже ни на что не влияет и может быть не термостабилизированной.
влиять будет только ТКЕ опорного конденсатора.

чет сдается мне, что там все так и устроено....
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

думаю как-то так, стоимость всего в любом магазине электроники - рублей 20
Безымянный.png (216 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=201181&sid=80e39582e43477b18eed314df6348990&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (19.07 КБ)</a>
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

Cujo писал(а): думаю как-то так, стоимость всего в любом магазине электроники - рублей 20
это слишком просто, нет термостабилизации, трудно быстро измерить емкость с достаточной точностью
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Cujo »

odekolon писал(а): это слишком просто, нет термостабилизации, трудно быстро измерить емкость с достаточной точностью
стабилизации чего?
температура датчика меняется?
емкости NP0 есть, индуктивность не меняется, к триггеру добавить компаратор на входе и все
ну и непонятно какая там точность нужна в принципе
Аватара пользователя
odekolon
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 05 ноя 2014, 14:53
Репутация: 356
Настоящее имя: Борис
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение odekolon »

емкость головы около 12 pf на 50 мм от металла
на расстоянии 0.2 мм от металла емкость будет где-то 15-20 пф
голова, на которой установлен преобразователь, греется
точность определения расстояния нужна около 0.1 мм измерение нужно получать хотя бы 100 раз в секунду
это нужно ловить около 0.05 пф
Это только с виду кажется, что все просто - "замерь частоту и все"
никогда не видели катух на керамике, с вожженой серебряной спиралью для термостабильности? и то приходилось подбирать к этой катухе кондюки с нужной группой ТКЕ, и выбег частоты после прогрева генератора был в пределах сотни герц

китайцы,
подобной хренью не занимаются.
там явно все "простенько и со вкусом"
.
лирическое отступление :D (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
кстати как-то пришлось чинить китайский индикатор контроля работы саморезоштамповочного автомата - там все было так:
датчик катушка -автогенератор

молоточек-индикатор приближался к катухе - при этом менялась амплитуда генерации, этот сигнал отфильтровывался и подавался на АЦП(правда автоподстройкой 0) и вот на основе этой информации автоматика принимала решение правильно работает автомат или нет. А заготовки из этого автомата вылетали как из пулемета.

и TI разрабатывая свою FDC1004 понимали что тут компаратором не обойдешься...
PS
на плате от Serg (а она точно была на FDC) - где - то при 10 разрядах, 7 были "шумом" - хаотически менялись при замерах
"Капиталистом стать можно лишь тогда, когда обогатишь свою память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество"
Kost_irk
Мастер
Сообщения: 700
Зарегистрирован: 19 июл 2018, 07:46
Репутация: 142
Откуда: Иркутск
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Kost_irk »

odekolon писал(а): на приемной стороне - PLL FM детектор, затем отсекая постоянную составляющую, по амплитуде этой поднесущей частоты можно довольно точно определить емкость.
А нафига такие сложности, если практически любой современный микроконтроллер тупо может посчитать количество периодов этой самой частоты за фиксированный период времени.
гражданинъ
Мастер
Сообщения: 603
Зарегистрирован: 07 фев 2020, 21:00
Репутация: 82
Настоящее имя: Дмитрий
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение гражданинъ »

viewtopic.php?f=163&t=14445
Я в электронике ноль ,но вроде у Serg и картинка там хорошая и ссылка на документацию ? Может попытаться повторить ?
Гражданином Непала может быть любой гражданин,зачатый НЕпалкой и НЕпальцем.
Alex777_72
Новичок
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 15 мар 2019, 12:59
Репутация: 0
Настоящее имя: Алексей
Откуда: С-Петербург
Контактная информация:

Re: Датчик высоты лазерной головки

Сообщение Alex777_72 »

Делал подобный датчик для лазера, регулировка высоты сопла. Давно это правда было, но что то осталось. Если кому надо, пишите в личку. делал на AD7745 вроде. Сразу предупреждаю, датчик получился не простой, требует калибровки и нежного отношения, а так же вопрос заземления станка и материала тут главный и к нему относиться надо очень ответственно.
Ответить

Вернуться в «Электроника»