本文介紹了一個(gè)簡(jiǎn)單的線激光控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電路通過響應(yīng)由線激光水平儀設(shè)備生成的精密水平激光線來工作，并以極其完美和精確的方式自動(dòng)調(diào)整連接工具或工作工作的對(duì)齊方式。

什么是線激光

線激光設(shè)備是木匠老式水平儀的高精度電子替代器。

線激光設(shè)備實(shí)際上是一種先進(jìn)的激光發(fā)射設(shè)備，可以產(chǎn)生360°高精度照明水平激光線，為所有工業(yè)或建筑工程工作提供校準(zhǔn)參考，使工作的最終結(jié)果完全筆直和對(duì)齊，沒有絲毫誤差。

該電路是由本博客的一位忠實(shí)讀者Rafal先生要求的。

關(guān)于線激光控制電機(jī)工作程序的詳細(xì)討論可以從以下段落中了解到：

設(shè)計(jì)目標(biāo)

先生。 拉法爾：我對(duì)此很陌生。在過去的幾周里，我做了一些研究，但還沒有找到我需要的東西。

我將不勝感激任何幫助。我附上我的想法的照片。我想用激光水平儀控制兩個(gè) 12 V DC 電機(jī)。

線激光水平儀將向接收器發(fā)出信號(hào)。

然后，該信號(hào)必須控制 12 V 直流電機(jī)的方向。電機(jī)來回旋轉(zhuǎn)螺紋桿以調(diào)整工具的高度。

根據(jù)我的發(fā)現(xiàn)，將有幾個(gè)光電二極管并聯(lián)連接，一組用于檢測(cè)零電平以上的激光，另一組用于檢測(cè)該電平以下的激光。零電平只是光電二極管之間的某種停頓，以防止系統(tǒng)喚醒。不帶顯示屏的激光傳感器。我只給了一張圖片照片。

最初，我想使用上下按鈕設(shè)置連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的該梁的水平。如果第二個(gè)電機(jī)在設(shè)置陀螺儀時(shí)能與陀螺儀調(diào)平，我會(huì)很高興，但如果沒有 Arduino，這可能會(huì)非常困難。

我覺得我想要做的事情非常簡(jiǎn)單，我可以不使用Arduino。由于建筑工地的困難條件，我堅(jiān)持使用模擬，在我看來，電子設(shè)備越多，設(shè)備就越不可靠。

它只能在室內(nèi)工作，激光距離最大為10m。我一開始發(fā)現(xiàn)的電機(jī)電流消耗大，最大200mA，最大2.19A，但扭矩也很大。

從牧田電池為 18 V DC 供電。

提前感謝您的任何建議。

來自波蘭

拉法爾的問候

贓物：我對(duì)電機(jī)軸的工作感到困惑。兩個(gè)電機(jī)上的螺紋螺釘會(huì)推動(dòng)工具，但無法將其拉回？這是怎么回事？

是否可以用單個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)相同的功能？

拉法爾先生：較低的水平直邊可能是 70 厘米，僅適用于小房間，例如廁所，以便您可以從門進(jìn)入。

機(jī)器沒有驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)拉動(dòng)，只有調(diào)平直尺。在視頻中，桅桿上的兩個(gè)黃色物體是剛性連接到直邊上的激光探測(cè)器。

激光站在更遠(yuǎn)的地方，它產(chǎn)生一條水平線。

電機(jī)將連接到推車和螺紋螺釘上，以使用激光探測(cè)器調(diào)平直邊。必須有兩個(gè)電機(jī)來調(diào)平兩側(cè)，但這是一個(gè)鏡像。

我需要一個(gè)H橋電路，但我找到的所有電路都將與Arduino系統(tǒng)一起使用。如有必要，我可以以高達(dá)30美元的合理價(jià)格購買現(xiàn)成的橋梁

理想情況下，這將適用于紅色和綠色激光器，但波長(zhǎng)如此不同，以至于我懷疑它是否可以完成，并且它不會(huì)在整個(gè)光譜上工作。

唯一常見的部分是雙通道H橋，就好像我是從現(xiàn)成的模塊和陀螺儀上做的一樣，但這是一個(gè)夢(mèng)幻：）。

重要的是有用于左右電機(jī)旋轉(zhuǎn)的按鈕。

程序是這樣的。例如，我將激光懸掛在指定地板上方 2 m 處。我測(cè)量從激光束到直邊底部邊緣的 2 米。

我調(diào)節(jié)高度按下按鈕的開關(guān)左右，使其等于直邊的底部邊緣2米。我將探測(cè)器放在桅桿上，使激光束在光電二極管部分之間處于零水平。其余的會(huì)自己做

在附件中，我放了一張?zhí)綔y(cè)器操作的圖紙。

拉法爾

電路設(shè)計(jì)

從上圖可以看出，需要兩個(gè)這樣的相同電路級(jí)來檢測(cè)和校正相關(guān)的電機(jī)控制工具相對(duì)于激光線直線度精度。

兩個(gè)相同的階段是彼此的鏡像，如下所示：

電路相當(dāng)簡(jiǎn)單。它與窗口比較器配合使用，只要一對(duì)LDR以相同的激光線亮度曝光，就可以確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)不工作。

然后在A1的同相輸入和A2的反相輸入上產(chǎn)生一半的電源電壓。

一旦檢測(cè)到激光線的偏轉(zhuǎn)（如果電機(jī)控制工具未正確對(duì)齊，則可能會(huì)發(fā)生這種情況），影響LDR R1和R2的亮度就會(huì)發(fā)生變化。

在這種情況下，窗口比較器的輸入電壓漂移遠(yuǎn)離電源電壓的一半。這種情況導(dǎo)致比較器輸出命令電機(jī)橋接網(wǎng)絡(luò)沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向移動(dòng)電機(jī)。

晶體管 T1 T4 的配置類似于橋接網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù) LDR 照明或激光線偏差角度在正向和反向方向上切換電機(jī)。

二極管 D1 D4的位置用于抵消電機(jī)在可用和運(yùn)行期間產(chǎn)生的電壓峰值。預(yù)設(shè)電位計(jì)P1和P2的功能是便于校準(zhǔn)調(diào)整。

這些經(jīng)過微調(diào)，以確保只要相關(guān)的LDR對(duì)暴露在完全相同的激光亮度下，電機(jī)就會(huì)完全關(guān)閉和不活動(dòng)。

例如，由于電機(jī)控制工具的未對(duì)齊，激光線傾斜導(dǎo)致LDR R2上的光比LDR R1上的光減少。這將導(dǎo)致A點(diǎn)的電壓上升到電源電壓的一半以上。

在這種情況下，A1運(yùn)算放大器輸出變?yōu)楦唠娖?，迫使晶體管T1和T4工作。這反過來又導(dǎo)致電機(jī)沿相關(guān)方向旋轉(zhuǎn)。此操作會(huì)自動(dòng)沿直線移動(dòng)連接的工具，直到其水平對(duì)準(zhǔn)精度與激光線精度一致。

相反，如果我們假設(shè)工具以相反的方向傾斜，使得LDR的照明與上面討論的相反，則會(huì)導(dǎo)致A點(diǎn)的電壓降至電源電壓的一半以下。這種情況觸發(fā)輸出A2運(yùn)算放大器變?yōu)楦唠娖?，使T3和T2開始工作。

這導(dǎo)致電機(jī)現(xiàn)在以相反的方向運(yùn)行，試圖糾正工具在相關(guān)方向上的對(duì)齊，直到它變得完全筆直，與激光線的水平精度重合。

向上/向下按鈕

用于初始預(yù)設(shè)水平儀高度的向上按鈕可以通過將按鈕開關(guān)并聯(lián)到每個(gè)LDR來簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。

LDR 安裝

為了從LDR獲得正確的響應(yīng)，左右對(duì)必須安裝在管狀外殼內(nèi)，以便它們只能“看到”激光照明，而不能“看到”任何其他環(huán)境光。

下圖中可以看到這個(gè)想法：

在這里，我們可以看到LDR的位置彼此非常接近，這確保了當(dāng)激光線位于精確的中心時(shí)，兩個(gè)LDR對(duì)的某些部分被激光均勻地照亮。

LDR外殼的前部可以用漫射透鏡覆蓋，以便激光照明可以均勻地?cái)U(kuò)散到相應(yīng)的LDR上。