- Zasada działania obrotomierza na mikrokontrolerze
- Proste urządzenie do pomiaru prędkości obrotowej
- Tachometry analogowe i cyfrowe
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Tachometr to urządzenie do przekształcania parametru nieelektrycznego (prędkości obrotowej) w parametr elektryczny (impulsy, napięcie, natężenie prądu). Dzięki niemu możesz określić liczbę zwojów na określoną jednostkę czasu (najczęściej interwał wynosi 1 minutę).
Obrotomierz jest zaprojektowany do przekształcania parametru nieelektrycznego w parametr elektryczny.
Domowy obrotomierz może być oparty na praktycznie każdym urządzeniu do odczytu. Bardzo często używane czujniki:
- indukcyjny;
- Hall;
- pojemnościowy;
- oporny;
- fotorezystywny;
- koniec
Zasada działania obrotomierza na mikrokontrolerze
Jeśli przyjmiemy za podstawę nowoczesną bazę elementów, to za pomocą kilku mikroukładów możliwe jest skonstruowanie całkowicie działającego samodzielnie wykonanego testera na diodach LED lub za pomocą wyświetlacza LCD. Co więcej, opcje czytelników mogą być bardzo liczne. Można przewidzieć zarówno połączenie indukcyjne, jak i czujnik Halla. Proces transformacji w obrotomierzu na mikrokontrolerach:
Obrotomierz urządzenia.
- Na osi obrotu znajduje się tarcza, na krawędzi której znajduje się występ - jeden ząb o małej wysokości. Rozmiar dysku może być absolutnie wszystkim. Najważniejsze jest to, że szybkość odpowiedzi czujnika pozwala naprawić jeden obrót.
- Czujnik jest zainstalowany naprzeciwko zęba dysku. Działa tylko podczas przejścia zęba w jego pobliżu.
- Czytnik tachometru odbiera sygnał do przetwornika, jeśli poziom sygnału jest mały. Konwerter składa się ze wzmacniacza operacyjnego, który kilkakrotnie zwiększa poziom sygnału.
- Sygnał ze wzmacniacza operacyjnego trafia do licznika impulsów. Można to wykonać na prostym mikrokontrolerze. Tylko musi to być oprogramowanie wbudowane.
- Liczba impulsów zliczanych przez kontroler jest podawana do urządzenia, które wykonuje obliczanie danych. To ten sam mikrokontroler, ale ma inny algorytm. Urządzenie według określonego schematu, który jest w nim włączony, uwzględnia liczbę obrotów przez pewien okres czasu.
- Następnym etapem jest konwersja sygnału cyfrowego na formę wizualną. Zadanie to jest obsługiwane przez wskaźnik LCD z mikroukładem, który go kontroluje.
Proste urządzenie do pomiaru prędkości obrotowej
Jako podstawę do produkcji obrotomierza można wziąć kalkulator.
Ale możesz zbudować obrotomierz nie tylko z mikrokontrolerami. W przypadku braku podstawy elementu nawet prosty kalkulator pomoże wyjść z sytuacji. Domowy obrotomierz oparty na nim nie będzie miał wysokiej dokładności i nie będzie działał, aby wyświetlać obroty na minutę. Ale kalkulator będzie służył jako dobry licznik impulsów. Jako urządzenie sygnałowe (czujnik) dozwolone jest stosowanie czujników indukcyjnych, a także wielu innych. Po obróceniu dysku na czujniku powinien pojawić się tylko jeden impuls na obrót. Ponadto styki czujnika muszą być normalnie otwarte, aw momencie przejścia zęba dysku są zamknięte.
Jest to idealne rozwiązanie, jeśli zdecydujesz się skorzystać z prostego domowego obrotomierza opartego na kalkulatorze. Ale takie urządzenie byłoby przydatne, jeśli pomiar musi być wykonywany bardzo rzadko. Jeśli wymagane jest stałe monitorowanie prędkości, lepiej jest użyć bardziej niezawodnych urządzeń. Kontakty są po prostu lutowane równolegle do przycisku dodawania mikrokalkulatora. Podczas pomiaru prędkości obrotowej wykonywane są następujące czynności:
- Dołączony kalkulator.
- Naciśnij przyciski „+” i „1”.
- Uruchomione jest urządzenie, na którym należy zmierzyć prędkość obrotową. W tym samym czasie stoper jest aktywny.
- Wykonuje się odliczanie 30 sekund, po którym wartość jest zapisywana na ekranie kalkulatora.
- Jest to liczba obrotów w 0, 5 minuty. Podwajając to, otrzymujesz wartość w ciągu 1 minuty.
Tachometry analogowe i cyfrowe
Obrotomierz domowy może być dwojakiego rodzaju:
- Analogowy
- Cyfrowy.
Różnice są widoczne z tytułów. Pierwszy przekształca sygnał elektroniczny i przekazuje go do urządzenia wyświetlającego - woltomierze, amperomierze, diody LED. Drugi konwertuje sygnał analogowy na ciąg zer i jedynek, które są łatwo rozpoznawane przez mikrokontrolery. Te ostatnie działają z tak złożonymi kombinacjami, ostatecznie przekształcając początkową wartość na liczby na wyświetlaczu.
Obwód analogowego tachometru.
Tachometry analogowe składają się z następujących głównych węzłów:
- mikroukład elektroniczny działający jako wzmacniacz i przetwornik sygnału analogowego;
- okablowanie łączące wszystkie elementy obrotomierza;
- skaluje z określoną podziałką, która jest stosowana przez jednoczesny pomiar prędkości obrotowej za pomocą obrotomierza odniesienia (zamiast skali można stosować diody LED zamontowane jedna za drugą);
- strzałki wskazujące aktualną wartość żądanej wartości;
- cewka elektromagnetyczna, na której znajduje się oś strzałki;
- czytnik - wyłącznik (w swojej jakości często służy jako czujnik indukcyjny).
Obwód cyfrowego tachometru.
Tachometry cyfrowe pełnią podobną funkcję, ale składają się z innych węzłów:
- ADC z 8 cyframi;
- centralny procesor, który wykonuje funkcję przekształcania sygnału analogowego na sekwencję 1 i 0;
- Wyświetlacz LCD do wyświetlania aktualnej wartości o określonej wartości;
- czujnik obrotów - wyłącznik, musi być używany ze wzmacniaczem lub z bocznikami, w zależności od konstrukcji;
- specjalny układ, który pozwala zresetować bieżące wartości do zera;
- w samochodach do procesora można podłączyć czujniki temperatury cieczy, w kabinie, ciśnienie oleju, prędkość i wiele innych.
W „sercu” mikroukładu za pomocą komputera osobistego ustanowiony jest pewien algorytm, dzięki któremu praca jest wykonywana. Procesor oblicza wzory matematyczne, które zależą od tego, który parametr ma być mierzony. Podczas monitorowania pojedynczej wartości algorytm będzie najłatwiejszy.
Ale cyfrowy tachometr w samochodzie może być również używany jako rejestrator temperatury, ciśnienia, prędkości. Mikrokontroler ma kilka wejść i wyjść. Czytniki są połączone z nimi poprzez stopnie buforowe - konwertery i wzmacniacze sygnału. Ale warto zauważyć, że wprowadzając dodatkowe wyposażenie do konstrukcji obrotomierza, należy wziąć to pod uwagę w algorytmie mikrokontrolera i oprogramowaniu.
Aby wykonać domowy tachometr cyfrowy, potrzebna będzie znajomość komputera osobistego i języka programowania. Przyda się i umiejętność pisania algorytmów. Dlatego łatwiej będzie zastosować konwencjonalne mikroukłady, które wzmocnią sygnał przerywacza i podadzą go paskowi diod LED lub wskaźnikowi strzałki. Jeśli istnieje szereg diod LED składających się z 10 sztuk na tysiąc obrotów, wówczas wartość prądu można określić z dokładnością do stu.