线激光控制电机驱动电路

本文介绍了一个简单的线激光控制电机驱动电路，该电路通过响应由线激光水平仪设备生成的精密水平激光线来工作，并以极其完美和精确的方式自动调整连接工具或工作工作的对齐方式。

什么是线激光

线激光设备是木匠老式水平仪的高精度电子替代器。

线激光设备实际上是一种先进的激光发射设备，可以产生360°高精度照明水平激光线，为所有工业或建筑工程工作提供校准参考，使工作的最终结果完全笔直和对齐，没有丝毫误差。

该电路是由本博客的一位忠实读者Rafal先生要求的。

关于线激光控制电机工作程序的详细讨论可以从以下段落中了解到：

设计目标

先生。 拉法尔：我对此很陌生。在过去的几周里，我做了一些研究，但还没有找到我需要的东西。

我将不胜感激任何帮助。我附上我的想法的照片。我想用激光水平仪控制两个 12 V DC 电机。

线激光水平仪将向接收器发出信号。

然后，该信号必须控制 12 V 直流电机的方向。电机来回旋转螺纹杆以调整工具的高度。

根据我的发现，将有几个光电二极管并联连接，一组用于检测零电平以上的激光，另一组用于检测该电平以下的激光。零电平只是光电二极管之间的某种停顿，以防止系统唤醒。不带显示屏的激光传感器。我只给了一张图片照片。

最初，我想使用上下按钮设置连接到发动机的该梁的水平。如果第二个电机在设置陀螺仪时能与陀螺仪调平，我会很高兴，但如果没有 Arduino，这可能会非常困难。

我觉得我想要做的事情非常简单，我可以不使用Arduino。由于建筑工地的困难条件，我坚持使用模拟，在我看来，电子设备越多，设备就越不可靠。

它只能在室内工作，激光距离最大为10m。我一开始发现的电机电流消耗大，最大200mA，最大2.19A，但扭矩也很大。

从牧田电池为 18 V DC 供电。

提前感谢您的任何建议。

来自波兰

拉法尔的问候

赃物：我对电机轴的工作感到困惑。两个电机上的螺纹螺钉会推动工具，但无法将其拉回？这是怎么回事？

是否可以用单个电机实现相同的功能？

拉法尔先生：较低的水平直边可能是 70 厘米，仅适用于小房间，例如厕所，以便您可以从门进入。

机器没有驱动，手动拉动，只有调平直尺。在视频中，桅杆上的两个黄色物体是刚性连接到直边上的激光探测器。

激光站在更远的地方，它产生一条水平线。

电机将连接到推车和螺纹螺钉上，以使用激光探测器调平直边。必须有两个电机来调平两侧，但这是一个镜像。

我需要一个H桥电路，但我找到的所有电路都将与Arduino系统一起使用。如有必要，我可以以高达30美元的合理价格购买现成的桥梁

理想情况下，这将适用于红色和绿色激光器，但波长如此不同，以至于我怀疑它是否可以完成，并且它不会在整个光谱上工作。

唯一常见的部分是双通道H桥，就好像我是从现成的模块和陀螺仪上做的一样，但这是一个梦幻：）。

重要的是有用于左右电机旋转的按钮。

程序是这样的。例如，我将激光悬挂在指定地板上方 2 m 处。我测量从激光束到直边底部边缘的 2 米。

我调节高度按下按钮的开关左右，使其等于直边的底部边缘2米。我将探测器放在桅杆上，使激光束在光电二极管部分之间处于零水平。其余的会自己做

在附件中，我放了一张探测器操作的图纸。

拉法尔

电路设计

从上图可以看出，需要两个这样的相同电路级来检测和校正相关的电机控制工具相对于激光线直线度精度。

两个相同的阶段是彼此的镜像，如下所示：

电路相当简单。它与窗口比较器配合使用，只要一对LDR以相同的激光线亮度曝光，就可以确保驱动电机不工作。

然后在A1的同相输入和A2的反相输入上产生一半的电源电压。

一旦检测到激光线的偏转（如果电机控制工具未正确对齐，则可能会发生这种情况），影响LDR R1和R2的亮度就会发生变化。

在这种情况下，窗口比较器的输入电压漂移远离电源电压的一半。这种情况导致比较器输出命令电机桥接网络沿顺时针或逆时针方向移动电机。

晶体管 T1 T4 的配置类似于桥接网络，可根据 LDR 照明或激光线偏差角度在正向和反向方向上切换电机。

二极管 D1 D4的位置用于抵消电机在可用和运行期间产生的电压峰值。预设电位计P1和P2的功能是便于校准调整。

这些经过微调，以确保只要相关的LDR对暴露在完全相同的激光亮度下，电机就会完全关闭和不活动。

例如，由于电机控制工具的未对齐，激光线倾斜导致LDR R2上的光比LDR R1上的光减少。这将导致A点的电压上升到电源电压的一半以上。

在这种情况下，A1运算放大器输出变为高电平，迫使晶体管T1和T4工作。这反过来又导致电机沿相关方向旋转。此操作会自动沿直线移动连接的工具，直到其水平对准精度与激光线精度一致。

相反，如果我们假设工具以相反的方向倾斜，使得LDR的照明与上面讨论的相反，则会导致A点的电压降至电源电压的一半以下。这种情况触发输出A2运算放大器变为高电平，使T3和T2开始工作。

这导致电机现在以相反的方向运行，试图纠正工具在相关方向上的对齐，直到它变得完全笔直，与激光线的水平精度重合。

向上/向下按钮

用于初始预设水平仪高度的向上按钮可以通过将按钮开关并联到每个LDR来简单地实现。

LDR 安装

为了从LDR获得正确的响应，左右对必须安装在管状外壳内，以便它们只能“看到”激光照明，而不能“看到”任何其他环境光。

下图中可以看到这个想法：

在这里，我们可以看到LDR的位置彼此非常接近，这确保了当激光线位于精确的中心时，两个LDR对的某些部分被激光均匀地照亮。

LDR外壳的前部可以用漫射透镜覆盖，以便激光照明可以均匀地扩散到相应的LDR上。