Сензор за въртене Arduino. Тахометър. Пример за работа с фоторезистор и HD44780 LCD дисплей на arduino. Верига за прекъсване на инфрачервения лъч

Модулът на сензора за скорост на двигателя е предназначен основно за откриване на скоростта на въртене на вала на двигателя. Този модул, заедно с микроконтролера, може да определя освен скоростта, броя на импулсите и положението на вала.

Обикновено сензорите измерват величината, като регистрират определени събития, след което броят на събитията се свързва с периода от време, през който са се случили.

Така че в този случай се измерва скоростта - събитията тук се разбират като импулси, получени в резултат на работата на оптичния сензор по време на въртенето на диска със слотове. Сензорът се състои от светодиод и фототранзистор, който отчита наличието или отсъствието на LED излъчване.

Схема

Представената схема може да се използва за изпращане на регистрираните импулси към микроконтролера. Основата на схемата е оптичен сензор OS25B10 (OC1) с LED и фототранзисторен изход.

Следва двоен компаратор LM393 IC (IC1), конфигуриран като прост тригер на Schmitt. Зелен светодиод(LED1) показва наличието на напрежение, приложено към веригата, а червеният светодиод (LED2) следи изхода на модула на сензора за скорост на двигателя. Препоръчва се работно напрежениемодул е ​​между 4,5 и 5,5 V.

Имайте предвид, че резистор R1 (180 ома) се използва тук за ограничаване на работния ток на светодиода вътре в оптичния сензор OS25B10 (OC1). Ако е необходимо, можете да промените стойността му за вашия прототип. Можете също така да регулирате стойността на резистора R2 (10 kΩ), за да получите необходимото напрежение за вашата верига. Резистор R7 (10 kΩ) е допълнителен издърпващ резистор.

Диск за енкодер

Диск за енкодер, поставен в слота на сензора, разделя оптичния сензор по такъв начин, че от едната страна на диска има светодиод, а от другата страна - фототранзистор. Ако пътят на светлинния лъч от светодиода не е блокиран от диска, фототранзисторът ще премине ток, в противен случай ще бъде затворен.

В тази статия ще покажа как можете да направите тахометър с помощта на конвенционален светодиод и фоторезистор - измервател на скоростта на двигателя. И за да стане по-интересно, получените данни ще се показват на LCD дисплея, току-що имах модула HD44780, който лежеше наоколо, той може да показва данни в два реда от 16 колони.

Как работи фоторезисторът?

Фоторезисторът е полупроводник, който променя съпротивлението си в зависимост от количеството светлина, което го удря. Колкото повече светлина, толкова по-ниско е съпротивлението. Тази способност ще ни помогне при внедряването на оборотомера. Ще светим с помощта на светодиод върху фоторезистор от малко разстояние - 1,5-2 сантиметра. И с помощта на arduino ще следим какво напрежение минава през фоторезистора, ако напрежението падне, значи нещо блокира светлината. Ако поставите острие на вала на двигателя и го накарате да се върти между светодиода и фоторезистора, можете да разберете колко често острието блокира светлината. И тогава това е въпрос на технология - да направите няколко дузини измервания, да изчислите средната аритметична стойност за по-точно измерване и да преобразувате тези данни в броя на оборотите в минута.
При първия тест се оказа, че моторът, на който тествах, се върти със скорост от почти 12 хиляди оборота в минута. Веднага ми хрумна мисълта, че някъде има грешка в изчисленията или arduino не обработва правилно данните от фоторезистора. Трябваше да забавя двигателя с потенциометър и данните също започнаха да се забавят. Оборотите паднаха до две, а след това и до хиляда в минута. Всичко работи и изчислено правилно. Но с максимално увеличение на скоростта се получиха все същите 12 хил. Трябваше да търся лист с данни за двигателя и се оказа, че нормалната му скорост на въртене е 11,5 -12,5 хиляди оборота. Тоест всичко работи правилно. Никога не бих си помислил, че толкова малък мотор може да се върти с такава скорост.
По-долу има две снимки, едната показва как са разположени светодиодът и фоторезисторът, а втората вече е добавила към тях двигател, чиято скорост на въртене ще бъде измерена.

Извеждане на данни към HD44780 LCD дисплей с помощта на arduino

Много е удобно да използвате интерфейсния модул I2C за работа с дисплея HD44780. Има модули и LCD дисплеи, продавани отделно, но често запоени като комплект. Препоръчвам да използвате вече сглобени, защото ако свържете без I2C, ще трябва да свържете дисплея с 16 проводника, когато броят им падне до 4 чрез I2C, два от които са захранващи. А другите два проводника са свързани към щифтовете A4 и A5 на ардуино.
За да направите управлението на извеждането на данни на дисплея по-удобно и удобно, можете да използвате библиотеката LiquidCrystal_I2C.
По-долу има схема за свързване на дисплей, както и светодиод с фоторезистор към arduino.

Какво е използвано в проекта:

• Arduino (използвах arduino uno, но можете да използвате всеки друг). Купен тук: arduino uno
• 1 резистори със съпротивление 300 ома. Купен тук:
• 1 резистора със съпротивление 10 kOhm. Купих тук: комплект резистори 700 бр. 10 ома до 1 мегаом
• 1 светодиод. Закупени от тук: 100 светодиода, 10 различни цвята
• LCD дисплей Hd44780 с I2C модул. Купен тук: LCD дисплей Hd44780 с I2C модул
• Фоторезистор. Закупени от тук: Фоторезистори 20 бр

Скица на тахометър на arduino

По-долу има скица с подробни коментари и можете също да я изтеглите на вашия компютър: изтеглете.

// библиотеки за работа ЛСД дисплейот I2C #include #включи // инициализация на дисплея. // GND - земя // VVC - 5+ волта // SDA - щифт A4 // SCL - щифт A5 // 16 колони и 2 реда LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); const int pinPhoto = A0; // порт за четене на данни от фоторезистора int light = 0; // променлива за съхраняване на данни от фоторезистора int numTurn = 0; // брой итерации за проверка на оборотите int valArray; // масив за съхраняване на данни от фоторезистора, необходими за първоначална настройка int maxLight = 1024; // праг, при който ще считаме, че светодиодът е затворен int sum = -1; // сбор от броя обороти int count_zamer = 20; // брой итерации, след които ще се изчисли средната стойност на скоростта unsigned long lastMillis = 0; // променлива за съхраняване на времето на предишното припокриване на LED bool work = true; // флаг, който се повдига, след като светодиодът се отвори void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(pinPhoto, INPUT); // изчакайте светодиодът да загрее delay(1000); // на всеки 10 милисекунди, прочетете стойността от фоторезистора, 100 пъти за (int i = 0; i< 100; i++){ valArray[i] = analogRead(pinPhoto); delay(10); } // выбераем минимальное значение с фоторезистора for(int i = 0; i< 100; i++){ if(maxLight >valArray[i]) maxLight = valArray[i]; ) // леко понижаване на прага maxLight -= 10; Serial.println(maxLight); забавяне (500); Serial.println("СТАРТ!"); lastMillis = millis(); // стартиране на дисплея lcd.init(); // включване на подсветката lcd.backlight(); // изчистване на всичко останало LCD. clear(); // показване на текстов LCD setCursor(0, 0); lcd.print("S"); lcd.setCursor(1, 0); lcd.print("T"); lcd.setCursor(2, 0); lcd.print("A"); lcd.setCursor(3, 0); lcd.print("R"); lcd.setCursor(4, 0); lcd.print("T"); lcd.setCursor(5, 0); lcd.print("!"); ) void loop() ( // чете показанията от светлината на фоторезистора = analogRead(pinPhoto); // ако стойността е под прага, тогава светодиодът е блокиран if(light< maxLight && work){ // опускаем флаг, чтобы не считать, пока светодиод перекрыт work = false; // если первая итерация, то не считаем ее, чтобы начать отсчет времени if(sum == -1){ // записываем время старта lastMillis = millis(); sum = 0; }else{ unsigned long currentMillis = millis(); // записываем в sum количество миллисекунд между оборотами sum += (currentMillis - lastMillis); numTurn++; // считаем 20 раз, для большей точности if(numTurn == count_zamer){ float sredSpeed = 0; numTurn = 0; // берем среднее и высчитываем количество оборотов для минуты sredSpeed = 60000 / ((float)sum / (float)count_zamer); // оборотов в минуту Serial.print("speed: "); Serial.println(sredSpeed); sum = -1; // вывод данных на LCD дисплей lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("S"); lcd.setCursor(1, 0); lcd.print("P"); lcd.setCursor(2, 0); lcd.print("E"); lcd.setCursor(3, 0); lcd.print("E"); lcd.setCursor(4, 0); lcd.print("D"); lcd.setCursor(5, 0); lcd.print(":"); // преобразовываем числовое значение в строку // и по одному символу выводим не дисплей char string_turn = ""; sprintf(string_turn,"%d", (int)sredSpeed); char *current = string_turn; int count_numbers = 0; while (*current != "\0") { lcd.setCursor(6+count_numbers, 0); lcd.print(*current); count_numbers++; current++; } lcd.setCursor(count_numbers+7, 0); lcd.print("r"); lcd.setCursor(count_numbers+8, 0); lcd.print("/"); lcd.setCursor(count_numbers+9, 0); lcd.print("m"); lcd.setCursor(count_numbers+10, 0); lcd.print("i"); lcd.setCursor(count_numbers+11, 0); lcd.print("n"); } lastMillis = currentMillis; } } // если светодиод не загорожен if(light >= maxLight)( работа = вярно; ) )

Послеслов

Можете да видите работещото устройство във видеото, където направих няколко измервания.

Препоръчваме за четене

Антена

Марко Поло - откривател на Азия

Антена

Марко Поло - откривател на Азия

Електротехник в апартамента

Картички за рожден ден

За авто

Как да отслабнете по време на бременност - основните нюанси

Антена

Освобождаване от отговорност през втория триместър

Основи на електротехниката

Какво трябва да знаете за салвията за бременна жена Възможно ли е бременните жени да приемат таблетки за смучене салвия