В данной статье представлен обзор вариантов датчиков для измерения толщины нити, проволоки, линии. Такие датчики можно применять для измерения толщины филамента, интенсивности спектральных линий, числа капель, штрих-меток и др.
В продаже можно найти датчики различные по конструкции и цене.
Рассмотрим два возможных варианта построения таких датчиков.
Первый вариант, наиболее простой конструктивно, на основе USB камеры.
Для оценки возможностей такого датчика, взял дешевую камеру за 4$ с разрешением 640×480, что позволяет сделать датчик с линейным полем обзора 4 мм.
Такая камера позволяет измерить с погрешностью около 7 мкм и частотой кадров до 30 Гц.
На основе библиотеки OpenCV написал тест захвата, преобразования и измерения изображения нити толщиной примерно 800 мкм с этой камеры.
Второй вариант построения датчика на основе линейной CCD микросхемы.
Например, микросхема TCD1304: 3694 пиксель, погрешность 8 мкм, поле обзора 29 мм. Максимальная частота синхронизации TCD1304 составляет 4МГц,частота считывания пикселя — 1МГц, частота кадров 250 Гц.
Датчик на основе микросхемы TCD1304 конструктивно проще сделать на основе следующих микроконтроллеров:
1) ESP8286 разрядность АЦП 11 бит, частота 0.37 МГц, частота кадров 100 Гц. Параметры получены с использованием прямого обращения к регистрам управления GPIO и SAR.
2) ESP32, STM32F401 разрядность АЦП 12 бит, частота 1 МГц, частота кадров 250 Гц.
Подключение TCD к указанным микроконтроллерам не требует дополнительных элементов.
Для тестирования данного варианта собрал макет из TCD1304 и ESP8266.
