Самодельный лазерный энкодер

Понадобилось выдумать энкодер (линейный тоже как вариант) с очень высоким разрешением (в районе 50000 импульсов на оборот) при размерах, близким к обычным энкодерам. Оптический сенсор мыши с линзой очень сложно качественно сфокусировать подобно микроскопу и не шибко надежно. Может как-то с использованием лазерного диода и доступной оптики, используя дифракцию как-то или еще чего, не выходя за размеры около 5 см?

 

5см/50000=1 микрон, на пределе , понадобится хорошпя фотолитография, качественная подложка (кварц) тонкая и острая фокусировка луча

 

Имел ввиду без рисок, как-нибудь иначе, может по интерференционной картине на оптическом датчике или еще чего специфическое для лазеров, хз.

 

Энкодеры кот я знаю все сделаны на основе чередования проозраных -непрозрачных областей. Если надо точнее то интерферомер. С интерферометром много всяких схем для измерения расстояний, главное чтобы измеряемая платформа не тряслась сама.

 

можно сделать на основе камеры, разрешение фактически будет зависеть от разрешения матрицы и поля зрения, но лазер для этого ине нужен

 

длина круга диамтром 5см = 157мм. 50000/157=320 точек/мм. . матрица 5МП имеет ширину = 2888 точек. 2888/320=9 полей зрения на 1 оборот, вполне реально сделать

 

Вы забываете , ТЗ 50000 импульсов в пределах 5 см, те щель 1 микрон, а это означает значительную дифракцию и интерфернцию с соседними промежутками!

 

зачем щель? макрокамера смотрит на диск, нанести на него несколько рисок, риска попадает в кадр, считаем на сколько пикселей переместилась риска. вобщем как в оптикал маусе, только нормальную матрицу надо и обьективчик

 

Камера не успеет считать, а контроллер обработать это перемещение. Можно для этого использовать сенсоры от мыши, но нет гарантии воспроизведения позиции без пропуска "шагов". Пока не проверял, но приобрел высокоточный магнитный энкодер, судя по отзывам дает меньше 0.01 градуса точность.

 

да это все равно , свет идет с одной стороны диска с рисками, камера с другой, дифракция смазывает картину полностью. Оставляя в стороне вопрос чем делать микронные риски, чтобы рассматривать их нужен объектив 50х. Глубина резкости у него тоже несколько микрон, малейший перекос в диске... и все фокус потерян.

Ну и это в добавок полностью хоронит использование этого принципа в данном случае
Энкодеры делают на принципе кодировки, те система светлых темных секторов.

 

если не хватает скорости есть матрицы с global shutter, к тому же не надо читать все поле, только полоску по ширине.
у магнитных свои приколы, там влияет внешний ЭМ и магнитный шум, использовали такие в локаторах

микронные риски и не надо, риска может быть любой разумной ширины, надо считывать границу риски и фона
света можно сделать много, тот же лазырь, поэтому можно уменьшить относительное отверстие и получить большую глубину резкости

 

ТЗ топик стартера см
Понадобилось выдумать энкодер (линейный тоже как вариант) с очень высоким разрешением (в районе 50000 импульсов на оборот) при размерах, близким к обычным энкодерам. Оптический сенсор мыши с линзой очень сложно качественно сфокусировать подобно микроскопу и не шибко надежно. Может как-то с использованием лазерного диода и доступной оптики, используя дифракцию как-то или еще чего, не выходя за размеры около 5 см?

Эти камеры медленные, у них короткая выдержка, но скорость передачи кадров ограничега

 

Есть еще идея в катушку вводить кусок феррита и частота резонанса будет обратной связью. Но построить таблицу все равно нужно с эталонным энкодером, при таких требованиях корявости конструктивных элементов должны влиять сильно, небось даже кривизна поверхности подвижного сердечника будет нелинейные отрезки давать. Понятия не имею, как в гальво решают проблему, судя по разбору с ютюба там два фотодиода жирных и светодиод.

 

А почему вы решили что там энкодеры с заявленными вами характеристиками?

 

Смотрел информацию о точности позиционирования и повторяемости популярных граверов, те что с гальво головой. Другого источника информации не нашел.
EDIT: не помню, упоминал ли. Была еще идея направить луч лазера на крохотный стальной цилиндр или шар и отраженный луч уже камерой детектировать. Проверил на зеленом лазере и шарике от подшипника, отлично видно каустику от кривизны поверхности и никаких заморочек с фокусировкой. Но опять же, камера и считывание это проблема. Global shutter не так много найдешь интегрированных решений на микроконтроллере и скорость определения optical flow ставит крест. Готовые сенсоры, мышиные в том числе, ну может если несколько поставить и отбрасывать ошибочные результаты части из них, хз, громоздко и муторно.

 

Сообщите сюда, почти уверен никаких супер энкодеров там нет. иначе стоимость улетит в небеса

 

Область гравировки 175 х 175 мм
Точность позиционирования ≤ 0,001 мм
Точность повторения ≤ 0,001 мм
Вот например. Но я не говорил про энкодеры в них, обычные гальво моторы с обратной связью. Смысла делать нет, раз нечем калибровать.

 

На мой взгляд цифры не достоверные, как китайские ватты

 

Интересно посмотреть реализацию обратной связи в гальванометрах.
Что глобал шуттер что обычный роллинг шуттер, они обычно дезинтегрированные) камера + контроллер, две платы, но если взялись создавать собственный энкодер это наименьшая из проблем)

 

такое даже при изменении темературы на 1 гр будет уплывать хз куда