Arduino 회전 센서. 유속계. Arduino에서 포토레지스터와 HD44780 LCD 디스플레이를 사용한 작업의 예입니다. IR 빔 차단 회로

엔진 속도 센서 모듈은 주로 전기 모터 샤프트의 회전 속도를 감지하도록 설계되었습니다. 이 모듈은 마이크로컨트롤러와 함께 속도 외에도 펄스 수와 샤프트 위치를 결정할 수 있습니다.

일반적으로 센서는 특정 이벤트를 기록하여 수량을 측정하며, 이벤트 수는 이벤트가 발생한 기간과 관련됩니다.

따라서 이 경우 속도가 측정됩니다. 여기서 이벤트는 슬롯이 있는 디스크가 회전하는 동안 광학 센서의 작동 결과로 수신된 임펄스를 의미합니다. 센서는 LED와 포토트랜지스터로 구성되어 있으며, LED에서 나오는 빛의 유무를 감지합니다.

계획

제시된 회로는 기록된 펄스를 마이크로컨트롤러로 보내는 데 사용될 수 있습니다. 계획의 기초는 다음과 같습니다. 광학 센서 LED 및 포토트랜지스터 출력이 있는 OS25B10(OC1).

다음은 간단한 슈미트 트리거로 구성된 LM393 듀얼 비교기 IC(IC1)입니다. 녹색 LED(LED1)은 회로에 전압이 인가되어 있음을 나타내며, 빨간색 LED(LED2)는 엔진 속도 센서 모듈의 출력을 모니터링합니다. 추천 작동 전압모듈은 4.5~5.5V입니다.

여기서 저항 R1(180ohm)은 OS25B10 광학 센서(OC1) 내부 LED의 작동 전류를 제한하는 데 사용됩니다. 필요한 경우 프로토타입의 값을 변경할 수 있습니다. 또한 저항 R2(10kOhm)의 값을 조정하여 회로에 필요한 전압을 얻을 수도 있습니다. 저항 R7(10KΩ)은 옵션 풀업 저항입니다.

인코더 디스크

센서 슬롯에 배치된 인코더 디스크는 광학 센서를 분할하여 디스크 한쪽에는 LED가 있고 다른 쪽에는 포토트랜지스터가 있습니다. LED에서 나오는 광선의 경로가 디스크에 의해 차단되지 않으면 포토트랜지스터는 전류를 통과하고, 그렇지 않으면 닫힙니다.

이 기사에서는 일반 LED와 포토레지스터를 사용하여 모터 회전 속도를 측정하는 타코미터를 만드는 방법을 보여 드리겠습니다. 더 흥미롭게도, 수신된 데이터는 LCD 디스플레이에 표시됩니다. HD44780 모듈이 주변에 놓여 있었는데, 16열의 두 행에 데이터를 표시할 수 있습니다.

포토레지스터는 어떻게 작동하나요?

포토레지스터는 빛의 양에 따라 저항이 변하는 반도체입니다. 빛이 많을수록 저항은 낮아집니다. 이 기능은 타코미터를 구현하는 데 도움이 될 것입니다. 우리는 LED를 사용하여 1.5-2cm의 짧은 거리에서 포토레지스터에 빛을 비출 것입니다. 그리고 Arduino의 도움으로 포토레지스터를 통과하는 전압을 모니터링할 수 있습니다. 전압이 떨어지면 무언가가 빛을 차단하고 있다는 의미입니다. 모터 샤프트에 블레이드를 놓고 LED와 포토레지스터 사이를 강제로 회전시키면 블레이드가 빛을 차단하는 빈도를 알 수 있습니다. 그런 다음 수십 번의 측정을 수행하고 보다 정확한 측정을 위해 산술 평균을 계산하고 이 데이터를 분당 회전 수로 변환하는 것은 기술자의 몫입니다.
첫 번째 테스트에서 테스트한 모터는 분당 거의 12,000회전의 속도로 회전하는 것으로 나타났습니다. 어딘가에 계산에 오류가 있거나 Arduino가 포토 레지스터의 데이터를 올바르게 처리하지 못하고 있다는 생각이 즉시 떠 올랐습니다. 전위차계를 이용해 모터의 속도를 줄여야 했고, 데이터도 느려지기 시작했습니다. 회전수는 분당 2회, 그 다음에는 1,000회로 떨어졌습니다. 모든 것이 제대로 작동했고 올바르게 계산되었습니다. 그러나 회전수가 최대로 증가하면 동일한 12,000회전이 나왔습니다. 모터의 데이터시트를 찾아야 했고 정상 회전 속도는 11.5~12.5,000회전인 것으로 나타났습니다. 즉, 모든 것이 올바르게 작동합니다. 이렇게 작은 모터가 이렇게 빠른 속도로 회전할 수 있을 거라고는 전혀 생각하지 못했습니다.
아래 두 장의 사진이 있는데, 하나는 LED와 포토레지스터의 위치를 ​​보여주고, 두 번째는 모터가 추가되어 회전 속도가 측정되는 모습을 보여줍니다.

Arduino를 사용하여 HD44780 LCD 디스플레이에 데이터 출력

HD44780 디스플레이를 사용하려면 I2C 인터페이스 모듈을 사용하는 것이 매우 편리합니다. 모듈과 LCD 디스플레이는 별도로 판매되지만 종종 세트로 함께 납땜됩니다. I2C 없이 연결하는 경우 16개의 와이어를 사용하여 디스플레이를 연결해야 하기 때문에 이미 조립된 것을 사용하는 것이 좋습니다. I2C를 통해 그 수가 4개로 줄어들고 그 중 2개는 전원 공급 장치입니다. 나머지 두 개의 전선은 Arduino 핀 A4 및 A5에 연결됩니다.
디스플레이에 대한 데이터 출력을 보다 편리하고 편안하게 관리하려면 LiquidCrystal_I2C 라이브러리를 사용할 수 있습니다.
아래는 디스플레이와 포토레지스터가 있는 LED를 Arduino에 연결하는 다이어그램입니다.

프로젝트에 사용된 것:

• 아두이노(저는 아두이노 우노, 그러나 다른 것을 사용할 수 있습니다). 저는 여기서 구입했어요: arduino uno
• 저항이 300Ω인 저항 1개. 나는 여기서 그것을 샀다:
• 저항이 10kOhm인 저항기 1개. 저는 여기에서 구입했습니다: 저항기 세트 700개. 10옴~1메그옴
• LED 1개. 여기서 구입했어요: LED 100개, 10가지 색상
• I2C 모듈을 갖춘 LCD 디스플레이 Hd44780. 여기서 구입했습니다: I2C 모듈이 포함된 LCD 디스플레이 Hd44780
• 포토레지스터. 여기서 구입했습니다: 포토레지스터, 20개.

Arduino의 타코미터 스케치

아래는 자세한 설명이 포함된 스케치이며 컴퓨터에 다운로드할 수도 있습니다.

// 작업을 위한 라이브러리 LCD 디스플레이 I2C #include를 통해 #포함하다 // 초기화를 표시합니다. // GND - 접지 // VVC - 5+ 볼트 // SDA - 핀 A4 // SCL - 핀 A5 // 16열 및 2행 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); const int pinPhoto = A0; // 포토레지스터로부터 데이터를 읽기 위한 포트 int light = 0; // 포토레지스터의 데이터를 저장하기 위한 변수 int numTurn = 0; // 회전수를 확인하는 반복 횟수 int valArray; // 초기 설정에 필요한 포토레지스터의 데이터를 저장하기 위한 배열 int maxLight = 1024; // LED가 닫혀 있다고 가정하는 임계값 int sum = -1; // 회전수의 합 int count_zamer = 20; // 평균 속도 값이 계산된 이후의 반복 횟수 unsigned long lastMillis = 0; // 이전 LED 종료 시간을 저장하는 변수 bool work = true; // LED를 연 후 발생하는 플래그 void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(pinPhoto, INPUT); // LED가 예열될 때까지 기다립니다. Delay(1000); // 10밀리초마다 포토레지스터의 값, 100배 for(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];< 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 >) // 임계값을 약간 낮추십시오. maxLight -= 10;

Serial.println(maxLight);

지연(500);

Serial.println("시작!");

전기

lastMillis = 밀리스();

// 백라이트 켜기 lcd.backlight();

// 디스플레이 시작 lcd.init();

// 텍스트 표시 lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("S");

// 불필요한 모든 항목을 삭제합니다. lcd.clear();

lcd.setCursor(2, 0); lcd.print("A");

lcd.setCursor(1, 0); lcd.print("T");

lcd.setCursor(4, 0); lcd.print("T");

lcd.setCursor(3, 0); lcd.print("R");

// 백라이트 켜기 lcd.backlight();

lcd.setCursor(5, 0); lcd.print("!"); ) void loop() ( // 포토레지스터에서 판독값을 읽습니다. light = AnalogRead(pinPhoto); // 값이 임계값보다 낮으면 LED가 차단됩니다. if(light