通过电机振动数量调节强度程序

提到电机，大家都很熟悉，这个部件被广泛的应用到了很多产品中，从电动玩具到汽车轮船都可以看到它的身影，高转速电机作为其中的一员，也有着很多新奇的应用，像无人机、微型风机、快速充气泵等都要用到它。

记得第一次接触高转速电机是在五年前，当时我们要给一个设备里的风机做驱动板，用的是BLDC的驱动，刚开始的时候出现了很多的问题，电机时不时的堵转，电流迅速升高，电机控制板发热烧毁，由于电机的转速要从几千转到几万转连续可调，并且一部分的电路在电机的内部，所以很难从外部检测电机的运行状态，这个给我的设计带来了很多的麻烦，所以耗费了两个月的时间。

最近有一个之前的同事联系到我，要我解决一个比较棘手的电机问题，和之前做电机驱动遇到的是同样的问题，想在高转速电机外部安装检测装置判断电机的异常振动。其实从我刚接触高转速电机的时候，我就想到了一个可能的方案，正好可以用到这个方面。在介绍方案之前我们来分析一下这位同事遇到的问题，他的产品是用于检测物质的，需要用高转速电机将容器内的物质摇匀，但是电机的转速达到了惊人的十万转，这个是很快的速度，虽然电机厂家提供了基本的驱动板，上面有防堵转，过流过温保护，但是毕竟是比较精贵的设备，不能出现风险，想通过加速度传感器来判断电机的振动偏移情况，但是没有想到的是电机的高速转动带来了很大的电磁辐射，辐射大到干扰到手机通信的程度，检测电路根本无法正常读取数据，很是头疼。通过电机振动数量调节强度程序

为了解决这个问题，我想到了之前检测转速的方法，在电机转动部件上安装反射点，通过光学方法检测电机转速，具体来说就是先发射光照射电机转动部分，使用光电传感器接收由反射点反射回来的脉冲信号，然后通过计算脉冲个数来实现转速检测。可是我们想要获取电机的振动情况，如何才能通过这种方法实现振动检测呢？我们可以在电机振动面上放置3个反射点，当电机平稳运动时由于动平衡特性会相对稳定，我们从三个反射点获取的脉冲数据会相对稳定，如果发生振动或是偏移，那么脉冲数据就会丢失，导致读数变小，可以根据自定义的振动幅度门限来设计反射点的尺寸和位置，这个需要精确的测试和大量的数据积累，后续可以为产品验收提供测试曲线等依据标准。

上面介绍的方法虽然可以实现需求的功能，但不是最方便的解决办法，比较费时间，而且难度比较大，电路部分受到电磁干扰的问题也会很大，需要在电路部分加装屏蔽，并且随着电机转速的加快，脉冲的宽度会变窄很多，容易受到干扰，不容易被电路捕捉到，需要用到性能比较好的器件，如果不是想获得精确数据，不建议采用这样的方案。其实我也做了一个改进的方案，同样是光学法，既可以达到检测的目的，又可以实现数据的精确计量，唯一复杂的就是反射面的设计。通过电机振动数量调节强度程序

图片里是面镜子，由于光线的原因，可以看到这面镜子每个部分的亮度出现了分区，有的地方很亮，有的地方相对比较暗，我的改进方案大体也是这个思路，首先我们将一个拥有不同反射能力的反射片贴到高速电机的外壳或是转动部件上，你可以把这个反射片看成是拥有不同灰度的条纹信号，就像下面的这幅图所呈现的样子：

中间靠下的部分的竖线条纹，你可以理解为不同反射能力的反射点，光线照到上面反射回来信号强度会发生变化，我们可以读取这个信号的强度，经过简单的处理，这个信号变成了一个连续的模拟量，它不容易受到外界辐射的高频信号影响，即便是掺杂了部分毛刺也可以通过简单的滤波去掉，我们可以根据需要加宽或变窄反射条的宽度来设置门限值，比如可以定义每个宽度代表振动变化1度，这样就可以很直观地获知电机的振动幅度，从而采取应对保护措施。

以上的方案适合于小型的电机，如果要用到大的电机使用，可以考虑采用摄像头代替光电传感器的方案，这个后续有时间我再详细阐述一下。