¿Tiene sentido este esquema de control de frenos?

Estoy participando en un proyecto estudiantil en el que estamos construyendo vehículos pequeños y portátiles, comenzando con una bicicleta de bolsillo y algunos materiales. También se nos permite comprar piezas por nuestra cuenta.

Nuestro plan actual es hacer un longboard motorizado (con motor de gasolina de 49 cc, plan realmente peligroso, ¡lo sé!).

Lo que sería realmente genial es tener celdas de carga en la parte delantera y trasera, para controlar el acelerador y los frenos. El acelerador y los frenos están controlados por cables, y un intento de medir la fuerza necesaria para frenar dio un resultado de alrededor de 20N.

Entonces pensé: "Tal vez podamos obtener algún tipo de solenoides de tracción proporcional y conectarlos a un circuito de control y a los cables". Y ahora he esbozado un esquema para uno de esos circuitos. ¡ La cosa completa está AQUÍ!

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

• A la izquierda reduzco (divido) la tensión de alimentación con un potenciómetro para la calibración según tres incertidumbres: 1. La ganancia del amplificador operacional. 2. El peso exacto del ciclista. 3. El sesgo de la celda de carga plana china barata.

• Tenga en cuenta que he intentado modelar el sensor como un puente de Wheatstone y el estado del mismo con un pequeño potenciómetro en uno de los brazos inferiores del puente.

• Luego, en el medio, conduzco la pequeña señal de dos voltajes a un amplificador operacional sin ningún tipo de retroalimentación.

• Después del amplificador operacional, coloqué un diodo, que se supone que representa un diodo de referencia directa que básicamente solo resta un voltaje fijo (idealmente), que representa aproximadamente la mitad del peso del ciclista, para que el tablero no acelere fácilmente y frenar simultáneamente, y por supuesto para evitar que acelere o frene cuando estás parado en punto muerto.

• Luego hay una resistencia, dimensionada para limitar la corriente del emisor de base del transistor que enciende la corriente al actuador que tira del cable. Por ahora, he representado el actuador por un inductor.

Prácticamente, la calibración se realizará después de que el ciclista monte la tabla. Él/ella se agachará y girará el potenciómetro (que, supongo, se puede compartir entre los pedales delantero y trasero) lentamente hasta que los actuadores comiencen a tirar de los cables, y luego un poco hacia atrás, para que los transistores no lo hagan. perder demasiada corriente a través de los actuadores, vaciando la batería demasiado rápido.

Tenga en cuenta que la linealidad estricta entre la carga y la aceleración no es un requisito, aunque sería bueno cierta previsibilidad y un comportamiento razonable. Es un proyecto de aprendizaje, sobre todo. (Para la cosa real, estaríamos usando motores eléctricos y un circuito digital, supongo).

Así que mi pregunta es simplemente: ¿Tiene esto algún sentido?

Tengo dudas específicas:

• Algunos de los sensores sobre los que he leído especifican "impedancia de entrada" e "impedancia de salida", ambas alrededor de 1kOhm. ¿Tengo razón al suponer que eso significa que la resistencia de los brazos en el puente está alrededor de ese valor, o es una completa confusión?

• ¿Está bien reducir el voltaje sobre el sensor en lugar de hacer trucos de retroalimentación difíciles (difíciles de encontrar) con el amplificador operacional, o esto generará un ruido inaceptable o algo así?

• ¿La ganancia de los amplificadores operacionales baratos varía demasiado como para que un potenciómetro sea suficiente para la calibración?

• ¿Se puede usar un diodo de referencia directa de esta manera?

• ¿Será un problema hacer funcionar todas las partes de este circuito con la misma batería?

• ¿Se puede modelar un solenoide proporcional real simplemente como un inductor y, de ser así, cuál sería el valor de inductancia típico de uno de esos dispositivos que funciona con 5 V, tirando de unos 10 mm como máximo con una fuerza de 20 N?

• ¿Será un actuador de este tipo lo suficientemente rápido para el frenado de emergencia, pero lo suficientemente lento como para que conducir en un terreno irregular no te haga caer del tablero? De lo contrario, ¿debo ejecutarlo con un voltaje superior a 5 V o (en el segundo caso) suavizar la señal de otra manera?

Ahora bien , si todo esto tiene sentido: ¿Cómo, de qué manera, voy a fallar al intentar implementarlo? (Según su experiencia, eso es).

Realmente agradezco una recomendación sobre qué tipo de actuador debo buscar. Los sitios web comerciales que estoy buscando no me ayudan a reducir la búsqueda.

Gracias de antemano por ayudarme a resolver algunas inquietudes en el proceso de planificación. He tratado de encontrar respuestas por mi cuenta, pero parece que las piezas de conocimiento esencialmente relevantes son un poco difíciles de localizar y controlar.

Actualización: después de leer este tutorial, resulta que es posible usar un solenoide de tracción simple, pero requerirá algunos trucos. Creo que hacer una señal de control periódica y sesgada con polarización y amplitud proporcionales podría ser el camino a seguir. Y parece que necesito algo llamado "diodo volante" para proteger el BJT.