🛠 Тахометр на Ардуино с оптическим датчиком 👈

Для расчёта некоторых механизмов мне нужен тахометр. Например для расчёта скорости движения робота-пылесоса нужно знать скорость вращения электромотора и исходя из этого рассчитать передаточное число редуктора.

Тахометр я решил сделать на Ардуино, это конечно финансово и трудозатратно, но очень интересно, плюс свобода разработки. Быстрее и проще купить тахометр в Китае. Если вы всё же решитесь повторить мой проект, то вот вам список деталей для самодельного тахометра:

Arduino pro mini, или другие версии
Оптический инфракрасный датчик
OLED дисплей 0,96 дюйма или любой другой, что понравится
Кнопка питания (слайдер)
USB-разъём для зарядки аккумулятора
Li-ion аккумулятор, можно от старого мобильного телефона
Провода

Сначала я конечно же искал в Интернете самодельные тахометры на Ардуино, мне попался проект тахометра Алекса Гайвера. Загрузив прошивку я начал тестировать устройство, периодически в мониторе порта проскакивали отрицательные значения или показывало слишком завышенные обороты до миллиона единиц. Я думал что глюки связаны с моим датчиком, пробовал переписывать прошивку по своему, но результат всегда был один. Есть в Интернете проекты на этой прошивке, но у меня она почему-то не пошла.

В процессе набивания шишек с прошивкой, я придумал как написать свою. По началу ничего не выходило вообще, но потом все переменные стали на свои места и тахометр заработал как положено. Код прошивки получился очень простой.

В качестве экранчика я использовал маленький OLED-дисплей, на нем можно вместить много цифр. Питается устройство от аккумулятора старого мобильного, заряжается как телефон через USB-разъём. Железо получилось компактное, для него я смоделировал корпус и распечатал на 3д принтере.

Тахометр можно дополнить кнопками для задания количества лопастей на измеряемых вентиляторах, тогда не нужно будет вычислять на калькуляторе фактическое количество оборотов в минуту. Можно добавить кнопку для запоминания максимальных оборотов. На Ардуино используется всего несколько пинов, поэтому устройство можно дополнить множеством дополнительных функций. Также на экран можно выводить больше информации, установленный дисплей позволяет это делать. Вобщем тут есть пространство для творчества.

Наконец, я перемерил этим тахометром всё, что в доме вращается, моторчики, шуруповерт, миксер, колесо у заводной машинки, прибор очень интересный, игрушка для разработчика 🙂

Скачать скетч Тахометра и STL-файлы

Добавлю ещё чужое видео, которое мне помогло подключить экранчик к Ардуино.

Немного про подключение OLED LCD модуля к ардуино и работу с библиотекой OLED_I2C, вывод элементарной графики и текста.

оптический тахометр на датчике Холла и базе Arduino, катушка зажигания, сборка простого стрелочного тахометра

1. 
   Комплектующие
2. 
   Схема подключения
3. 
   Сборка

Для изготовления узкоспециализированного автомобильного тахометра необходимо рассмотреть основные комплектующие приспособления, а также узнать о том, каким образом осуществляется непосредственно процесс сборки и присоединения платы. Следование правилам и рекомендациям от специалистов позволит избежать большинства проблем в будущем.

Комплектующие

Чтобы собрать качественное устройство для измерения вращения автомобильного вала коленчатого типа, пользователю необходимо подготовить определенные комплектующие элементы.

Подобное устройство на базе перечисленных механико-электронных компонентов практически не отличается по функциональности от существующих производственных моделей, которые можно найти в специализированных магазинах.

Основные комплектующие детали, необходимые для последующей сборки тахометра.

• Микроконтроллер Arduino UNO. Одна из наиболее популярных разновидностей, отличительной чертой которой является невысокая стоимость. Основное назначение данного конструкционного элемента — это обработка входящих импульсных значений непосредственно от инфракрасного луча и катушки зажигания. Техническое приспособление дает возможность определить точное местоположение лопастей вентилятора между основным датчиком и компьютерным приемником. Таким образом тахометр сможет быстро высчитывать показатель RPM.

• Жидкокристаллический дисплей. Для собственноручно изготовленного тахометра специалисты рекомендуют использовать стандартный жидкокристаллический дисплей размерами в 16×2. Помимо повышенного показателя удобства, подобная модель обладает фактическим напряжением аналогового типа в районе 0-5 В, что дает возможность эффективно настраивать яркость экрана под себя.

• Подстроченный резистор. Что касается основного резистора подстроченного типа, специалисты настоятельно советуют брать оборудование с показателем сопротивления в 5 кОм. Основное назначение данной конструкционной детали — это возможность быстрой и отзывчивой регулировки показателя контрастности в жидкокристаллическом дисплее. Его отсутствие значительно снижает удобство эксплуатации.

• Оптоэлектронный фототранзистор и светодиод инфракрасного типа. Подобные цифровые приспособления позволяют значительно сэкономить мощность оборудования. Особенностью фототранзистора оптоэлектронного типа является автоматизированная функция закрытия и открытия внутренних деталей в зависимости от попадания на его поверхность инфракрасных лучей. Данное приспособление также дает возможность повысить показатель точности измеряемых значений.

Помимо вышеперечисленных элементов, пользователю также необходимо подготовить транзисторы с маркировкой 2N3906 и 2N3904. Данное электронное оборудование применяется с целью преобразования входящего сигнала от конструкционных деталей транспортного средства, а также обеспечивает более качественные выходные импульсы из имеющихся фототранзисторов.

В противном случае устройство не сможет добиться напряжения выше диапазона от 0 до 5 В, что негативно скажется на дальнейшей функциональности.

Следует отметить важность наличия таких компонентов, как любая макетная плата, дополнительные перемычки в количестве 4 шт., компьютерный вентилятор и несколько резисторных соединений на 10 Ом, 100 кОм и 15 кОм. В качестве основного преобразователя магнитного поля и осуществления более точных измерений применяется так называемый датчик Холла.

Схема подключения

Тахометр на Arduino — это собственноручно изготовленное измерительное устройство, которое не отличается какой-то уникальной или слишком сложной схемой подключения. Обычно пользователю хватает базовых навыков и небольшого опыта в построении электронно-механических деталей.

Характерной особенностью является необходимость присоединения 4 передающих и 2 управляющих контактных системы, при помощи которых измеряемые данные будут направляться непосредственно на жидкокристаллический дисплей оборудования.

Другие вышеописанные элементы присоединяются по стандартной схеме.

Особое внимание необходимо обратить на прочное соединение инфракрасного луча — в противном случае цифровой контакт устройства может быстро оборваться, что приведет к различным негативным проявлениям, касающихся эффективности измерения. В данной ситуации специалисты рекомендуют использовать транзисторные элементы, в основе которых находятся 2 цифровых контакта.

Что касается программной части, для изготовления тахометра применяется классическая библиотека Arduino LCD, которую можно найти на официальном сайте производителя. В дальнейшем пользователем обновляется RPM значение исходя из собственных предпочтений, конструкционных особенностей движка и любых других нюансов, применимых для того или иного транспортного средства.

Выход инфракрасного измерительного прибора подключается напрямую к контакту платы под названием А4.

Что касается жидкокристаллического дисплея, данный конструкционный элемент фиксируется на самой плате при помощи использования 4-битного режима, при этом его контактные управляющие системы присоединяются на гнезда GND и D7. Подобным образом тахометр сможет высчитывать количественный показатель оборотов за каждые 5 секунд.

Сборка

Чтобы избежать каких-либо проблем с функциональностью оборудования (прерывания, невозможность измерить показатели вала и других), следует рассмотреть основные рекомендации по сборке стрелочной конструкции. Как показывает практика, данный процесс является довольно простым для пользователя, вне зависимости от того, присутствует у него опыт установки оптических или любых других приборов или нет.

Сначала следует осуществить подключение управляемой и экспортируемой линии жидкокристаллического дисплея к 5 В сети. Далее присоединяются дополнительные светодиоды питания и так называемый потенциометр для регулировки контрастности.

В данном случае особо важно следить за тем, чтобы между фототранзистором и ИК-оборудованием было небольшое расстояние.

Во избежание вибрационных процессов, датчик лучше устанавливать непосредственно на аппаратную ось. При наличии различных шумов в оптическом оборудовании пользователю следует покрутить настраиваемый резистор в ту или иную сторону — до тех пор, пока «прыжки» на дисплее не исчезнут.

Как собрать тахометр своими руками, смотрите далее.

Измерение оборотов в минуту — оптический тахометр с использованием Arduino —

Это руководство покажет вам, как сделать портативный цифровой оптический тахометр , используя Arduino Uno. Этот проект вдохновлен этой инструкцией и представляет собой ее расширенную версию с ЖК-дисплеем и измененным кодом.

Вместо щелевого датчика он имеет датчик на основе отражения. Итак:

1. Вам не нужно беспокоиться о толщине ротора

2. Количество лопастей не изменит ваши показания

3. Он также может считывать число оборотов в минуту роторов барабанного типа, для которых щелевой датчик не может

Что такое тахометр?

Тахометр — это устройство, используемое для измерения RPM или оборотов в минуту любого вращающегося тела. Тахометры могут быть контактными и бесконтактными. Бесконтактные или бесконтактные оптические тахометры обычно используют лазерный или инфракрасный луч для контроля вращения любого тела. Это делается путем расчета времени, необходимого для одного оборота.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Может измерять обороты свыше 20 тыс.
• Диапазон датчика увеличивается до 7~8 см
• Отображает максимальное число оборотов в минуту при простое
• Автоматически переключает режимы с «Простоя» на «Чтение»
• Можно настроить в соответствии с условиями окружающего освещения
• Сравнительно дешев и прост в сборке
• Может работать без ЖК-дисплея
• Программируется и поддерживает настройку
• Подключите SD-карту к Arduino для ведения журналов

LCD_TACHOMETER.ino3 KB

Шаг 1: Список деталей:

Электроника

• Ардуино
• Резисторы – 33 кОм, 270 Ом, потенциометр 10 кОм
• Светодиод – синий
• ИК-светодиод и фотодиод
• ЖК-дисплей 16 x 2
• 74HC595 регистр сдвига
• Ленточный кабель (3-жильный)
• Перфорированная панель и заголовки

Инструменты и оборудование

• Паяльник
• Припой
• Контакты
• Винты
• Двигатели и вентилятор постоянного тока

Шаг 2.

Соберите датчик

Для датчика вам понадобится ИК-светодиод и фотодиод .

1. Начните с шлифовки светодиода и фотодиода, чтобы сделать их плоскими (не шлифуйте их слишком сильно, иначе вы их разрушите).

2. Затем сложите полоску бумажного листа, как показано на рисунке. Сделайте две такие конструкции, чтобы светодиод и фотодиод плотно входили в нее. Соедините их вместе клеем и покрасьте в черный цвет.

3. Вставьте в них светодиод и фотодиод таким образом, чтобы положительный (более длинный) вывод светодиода находился прямо над более коротким выводом фотодиода.

4. Вклейте их в крышку с помощью суперклея и припаяйте положительный (более длинный) вывод светодиода к более короткому выводу фотодиода.

5. Припаяйте трехжильный ленточный кабель к оставшимся проводам

В моем случае:

1. Оранжевый провод –> положительный контакт светодиода и более короткий провод фотодиода

2. Желтый провод –> более длинный вывод фотодиода

3. Зеленый провод –> контакт заземления светодиода

Готово к сборке платы >>

90 сенсорная плата

Возьмите небольшой кусок перфорированной панели и разместите компоненты в соответствии со схемами.

Значения резисторов могут различаться в зависимости от типа используемого фотодиода.

Потенциометр помогает уменьшить или увеличить чувствительность датчика.

Наконец, припаяйте провода датчика, как показано, и припаяйте 3 разъема.

Заголовки (по порядку) показаны на левой стороне схемы.

Изготовьте бумажную трубку прямоугольной формы, длина которой равна длине проводов датчика.

Подробнее: Измерение оборотов в минуту — оптический тахометр с использованием Arduino

Тахометр Arduino с оптическим датчиком

Мне нужен тахометр для расчета некоторых механизмов. Например, чтобы рассчитать скорость робота-пылесоса, нужно знать скорость вращения электродвигателя и, исходя из этого, рассчитать передаточное число редуктора.

Решил сделать тахометр на Arduino, это конечно финансово и трудозатратно, но очень интересно, плюс свобода развития. Быстрее и проще купить тахометр в Китае. Если вы все-таки решили повторить мой проект, то вот список деталей для самодельного тахометра:

Arduino pro mini, или другие версии
Оптический инфракрасный датчик
OLED-дисплей 0,96 дюйма или какой вам больше нравится
Кнопка питания (ползунок)
USB-разъем для зарядки аккумулятора
Li-ion аккумулятор, можно от старого мобильника
Провода

Сначала я конечно искал в интернете самодельные тахометры на Ардуино, наткнулся на проект тахометра Алекса Гайвера. После загрузки прошивки начал тестировать аппарат, периодически в мониторе порта скакали отрицательные значения или показывали завышенные обороты до миллиона единиц. Я думал, что глюки связаны с моим сенсором, пробовал перепрошивать прошивку на свой лад, но результат всегда был один. В интернете есть проекты на эту прошивку, но у меня она почему-то не заработала.

В процессе набивки бампов прошивкой придумал как написать свою. Сначала вообще ничего не выходило, но потом все переменные встали на свои места и тахометр заработал как положено. Код прошивки очень простой.

В качестве экрана я использовал небольшой OLED-дисплей, на нем можно разместить много цифр. Устройство питается от аккумулятора старого мобильного, заряжается как телефон через разъем USB. Аппаратная часть получилась компактной, я смоделировал для нее корпус и распечатал на 3D-принтере.

Тахометр можно дополнить кнопками для установки количества лопастей на измеряемых вентиляторах, тогда нет необходимости рассчитывать фактическое количество оборотов в минуту на калькуляторе. Можно добавить кнопку для запоминания максимальной скорости. Arduino использует всего несколько контактов, поэтому устройство можно дополнить множеством дополнительных функций. Также можно вывести на экран больше информации, установленный дисплей позволяет это сделать. В общем, есть простор для творчества.

Наконец-то этим тахометром измерил все что крутится в доме, моторчики, отвертка, миксер, колесо у намоточного станка, очень интересное устройство, игрушка для разработчика 🙂

Скачать схемку тахометра и файлы STL

Добавить комментарий

Случайный DIY

• Мощная самодельная газонокосилка для села своими руками

  Эту мощную газонокосилку я сделал сам для села, там всегда много высокой травы, бороться с которой обычным ручным триммером не рационально. Этот зверек скашивает все, жесткую траву, небольшие деревья, уровни холмов, покрытых кротами, и даже вытачивает из земли старые кирпичи.

• Гирлянда с сердечком на 14 февраля

  Скоро 14 февраля, День святого Валентина, на окне еще висит новогодняя гирлянда на адресных светодиодах.