Mert TURANLI

Bir motora  hız ya da konum kontrolü yapılması için gereken temel ve pratikte çokça kullanılan sensörlerden biri encoder'dir. Bir süredir planladığım ve iskeleti üzerinde çevre birimlerini tasarlamaya başladığım diferansiyel sürüşlü mobil robotum için bir çift encoder'e ihtiyacım oldu. Hız kontrolü yapacağım ve üst seviyede yörünge kontrolü için kontrol ve durum kestirimi algoritmaları çalıştıracağım için encoder çözünürlüğünün yüksek olması temel gereksinimlerimden biri.

Eğer projenizin bütçesi yeterli ise; Dunkermotor, Faulhaber ya da Maxon gibi motor üreticilerinden özel olarak temin ettiğiniz motorlara uygun istediğiniz çözünürlükte encoder modülleri de satın alabiliyorsunuz. Fakat düşük bütçeli bir proje için fiyatlar biraz yüksek çıkabiliyor, ki gümrükte yaşayacağınız sorunlardan bahsetmiyorum.

Bu gibi nedenlerden ötürü bir hobicinin kendi motoruna encoder sensörünü kendi tasarlayabilmesi en uygun yaklaşımlardan biri olmakta.. Encoder'ler arasında hobi olarak robotik ile uğraşanlar için CNY70 ya da biraz daha küçüğü olan TCRT1000 entegreleri optik encoder oluşturmak için yaygın olarak kullanılıyor. Bu yöntem yansıtıcı (reflective) bir kağıt üzerinde kodlanmış siyah ve beyaz geçişlerini algılayarak, motorun bir turundaki atma sayısını bulmaya dayalı. Ucuz bir çözüm olmasına rağmen, küçük motorlarda motor milinden doğrudan çıkış alamamanız, redüktör ucuna takılan sensörün ise yeterli çözünürlüğü sağlayamaması nedeniyle benim uygulamamda bana pratik bir sonuç verebilecek bir yöntem değil.

Bir diğer yöntem olan transmissive yani deliklerden ışık geçirme yöntemine göre çalışan kodlayıcılarda ise fiziksel olarak üzerinde delikler olan bir disk üzerinde çalışmak gerekiyor. Bu diskin kendi motorunuza uygun olması ve yeterli çözünürlüğü sağlayabilmesi için üzerindeki delik sayısını düzgün seçmeniz tasarım kriterlerinizi oluşturuyor. Kullandığım motor ve çalıştığı ortam boyut olarak küçük olduğundan bu tür bir diski üretmek zor ve maliyeti yüksek. Örnek bir çizim yapıp yurtdışındaki bir iki firmadan fiyat teklifi almam sonucunda, el yakan fiyatlarla karşılaştım. Ayrıca delik sayısını yüksek seçerseniz, diski ürettireceğiniz yerdeki kesim hassasiyetinin yüksek olması gerekiyor, kimi firmalar bir takım kimyasal ve ışığa dayalı prosesler ile kimileri ise kesme yöntemleri ile çalışıyor, bunlar da doğal olarak maliyet problemini doğuruyor. Daha basit bir çözümü olmalı diye düşünmeden edemiyorsunuz.

İşte şu ana kadar encoder konusunda karşılaştığım çözümlerden en iyisi ve basiti manyetik sensörler kullanma mantığına dayanıyor. Austriamicrosystems firması, 10 bit ya da daha yüksek çözünürlükte pozisyon algılamayı mümkün kılan encoder entegreleri üretiyor. Tek yapmanız gereken bu entegrenin çalışacağı uygun kutuplanmış ve uygun boyutlarda bir mıknatıs seçmek ve motorunuzun miline yerleştirmek. Bir turda 10 bit için 1024 atma verebilen bu sensör için Amazingmagnets sitesinden mıknatıs siparişi verebilirsiniz. Türkiye'de bu özel mıknatısı bulmak zor, distribütorler bazı standart mıknatıslar dışında mıknatıs türlerini getirmeye pek sıcak yaklaşmıyor.

İlerleyen yazılarımda manyetik sensör için hazırlayacağım devreler ve sensörün çalışması ile ilgili sonuçları koyabilirim.