La precisión de este sensor no viene del plástico: nace del opto-interruptor que hace de núcleo del instrumento. Pero las partes impresas en 3D resuelven el resto de la mecánica y le devuelven a un maker aficionado la capacidad de medir desplazamientos por debajo del umbral de las 2 micras.

¿Cómo funciona el diseño?

El sensor tiene un stylus central. Un extremo del vástago contacta con el objeto a medir. El otro extremo se aplana en una cuchilla (knife-edge blade) que se ubica exactamente entre los diodos del opto-interruptor. A medida que la punta se presiona hacia adentro, la cuchilla bloquea progresivamente más luz sobre el fotodiodo. El resultado es una señal de salida proporcional al desplazamiento del stylus.

Para evitar que el stylus se tuerza o se mueva de lado, el diseño usa dos flexuras circulares planas que lo mantienen centrado dentro de una carcasa cilíndrica. Toda esa geometría se imprime en filamento estándar, sin necesidad de mecanizado.

¿Qué mejoró frente a la versión anterior?

El maker [Bubs] imprimió varias variantes de flexura para ver cuál resistía y permitía distintos torques y fuerzas. La variante simétrica ganó el pulso. Una vez ensamblado el sensor, corrió pruebas contra las mediciones de un sensor láser confocal de desplazamiento para calibrar la mejora.

Esta iteración es una actualización de una versión anterior publicada hace dos años. Mejora en tres aspectos concretos:

  • Menor no linealidad en la respuesta del opto-interruptor.
  • Repetibilidad mejor a 2 micras, un umbral que en instrumentos comerciales suele empujar el precio arriba de USD 500.
  • Montaje mucho más simple, lo que lo vuelve una herramienta finalmente práctica y no sólo un experimento.

El costo es visible: el rango total de medición se redujo a la mitad. Para trabajo fino en superficies pequeñas es aceptable; para recorridos largos, hay que pensarlo dos veces.

Alternativas para armar un sensor lineal en casa

Si esta topología no encaja con el proyecto, hay otras formas de resolver el mismo problema. Hackaday ha cubierto sensores lineales capacitivos y magnetostrictivos, cada uno con su propia curva de precisión, rango y costo. En el lado manual, también existe una comparación de calibres útil para elegir instrumento antes de meterse a diseñar uno propio.