Страница 1 из 2

Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 14 янв 2022, 11:57
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.

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 14 янв 2022, 17:18
Cujo
триггер шмидта, конденсатор и индуктивность
измеряется частота = индуктивность

аналогично этому
https://habr.com/ru/post/595025/

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 14 янв 2022, 18:29
kochevnik
Тоже в ближайшее время предстоит с этим ковыряться. Пока занят проектированием железа, так что послушаю.

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 09:22
Cujo
Конечно можно добавить компаратор на вход и драйвер на выход, но смысл тот же
Снимок экрана 2022-01-15 091936.png (3462 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=201170&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (17.52 КБ)</a>

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 12:04
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 12:54
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 13:22
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...

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 13:23
odekolon
Cujo писал(а): вот как пример
Кстати - а никому не кажется что Cujo post просто свою статью раскручивает?

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 13:41
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 15:14
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.

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 16:24
odekolon
Cujo писал(а): статья не моя
ладно, больше сюда писать не буду
Извините, обидеть не хотел

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 17:17
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 17:20
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....

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 17:30
Cujo
думаю как-то так, стоимость всего в любом магазине электроники - рублей 20
Безымянный.png (3379 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=201181&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (19.07 КБ)</a>

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 17:37
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 17:58
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 20:04
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

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 21:35
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.

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 15 янв 2022, 21:42
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 ?

Re: Датчик высоты лазерной головки

Добавлено: 17 янв 2022, 10:14
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.