Inhoudsopgave:
2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57
Omwenteling per minuut, kortom is een rotatiesnelheid uitgedrukt in omwentelingen minuut. de tools voor het meten van RPM gebruiken meestal een toerenteller. Vorig jaar vond ik een interessant project gemaakt door electro18, en het is mijn inspiratie instructable, hij werd gemaakt "Measure RPM - Optical Tachometer" link is hieronder
www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-P…
dit project is erg inspirerend en ik dacht dat ik het specifiek zou remixen en aanpassen om mini-motor gelijkstroom te meten.
Mini 4WD-hobby's meten RPM is een routineactiviteit om de machine voor te bereiden voordat deze in de auto wordt bevestigd. Dit wordt dus belangrijke tools die altijd bij zich dragen en overal kunnen worden gebruikt, dus laten we onze rpm-checker maken
Stap 1: Hoe het werkt
Dit gereedschap werkt heel eenvoudig, de rand wordt door de motor gedraaid en vervolgens wordt de omwenteling van het witte punt door de sensor van die rand gehaald. Signaal van sensor gestuurd naar microcontrole berekend en het toerental resultaat weergegeven, dat is alles. Maar hoe je alle dingen voor elkaar krijgt, laten we beginnen met de stappen
Stap 2: Meetmethode
Er is een variatiemethode om RPM te meten:
1. Op geluid:
Er is een aantal leuke instructies voor het meten van Rpm van het gebruik van gratis audiobewerkingssoftware https://www.instructables.com/id/How-to-Measure-RP…, het werk is om de geluidsfrequentie vast te leggen, herhaalbare ritmische en berekenen voor krijgen per minuut.
2. Door magnetisch
Er is een leuke Instructable-bron over het meten van Rpm door magnetisch veld
www.instructables.com/id/RPM-Measurement-U… het werk is om de puls vast te leggen en om te zetten in revolutie elke keer dat een magnetische sensor tegenover een magneet staat. sommigen gebruiken Hall-sensor en neodymiummagneet
3. Door optisch
Nogmaals, er is veel informatie over het meten van Rpm met behulp van optische
www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-Portable-Digital-Tachometer/
Deze methode die ik heb gekozen om het apparaat te ontwikkelen, omdat er geen stille omgeving nodig is tijdens het meten.
Stap 3: Elektronica en programmeermethode
Optisch lezen
Optisch lezen is gebruik van gereflecteerde straling van infraroodstraal naar het object en ontvangen door infrarood fotodiode, het object met kleur wit of lichte kleur gemakkelijker te reflecteren dan zwarte kleur of donkere kleur. Ik kies ervoor om TCRT 5000 van Vishay te gebruiken is al verpakt met plastic behuizing en het is klein
Signaal converteren
Deze IR-sensor kan een analoge sensor of digitale sensor worden. Analoge betekenis heeft een bereikwaarde (bijvoorbeeld van 0-100) die beter geschikt is om de afstand te detecteren. Voor dit geval hebben we een digitaal signaal nodig, wat betekent dat alleen (1 of 0) aan of uit geschikt is om de telwaarde te krijgen. Om van analoog naar digitaal te converteren, gebruik ik IC LM358, in feite is dit een versterker-IC, maar deze IC kan een spanningsvergelijker worden wanneer het bereik van het doel kan worden ingesteld door de trimpot-resitor en na deze IC één uitgang te geven (aan of UIT)
Berekening RPM-formule
Nadat de invoer van hoog naar laag is geactiveerd, worden de gegevens berekend met tijd en omwenteling
1 tpm = 2π/60 rad/s.
Signaal van IR bevestigt een interrupt 0, in pin digitale ingang 2 op Arduino, wanneer de sensor van LAAG naar HOOG gaat, wordt RPM geteld. dan wordt de functie tweemaal increment (REV) aangeroepen. Om het werkelijke toerental te berekenen, hebben we de tijd nodig die nodig is voor één omwenteling. En (millis() - tijd) is de tijd die nodig is voor één volledige omwenteling. In dit geval, laat het de tijd zijn die nodig is voor één volledige omwenteling, dus het totale aantal omwentelingen RPM in 60sec (60*1000 milliseconde) is: rpm = 60*1000 / t * actualREV => rpm = 60*1000 / (millis() - tijd) * REV/2
de formule is afkomstig van deze link
Weergave
Na meting van Arduino is het nodig om te visualiseren, ik kies voor oled 0, 91 -stijl, het ziet er moderner uit en het is klein. Voor de Arduino gebruik ik de adafruit-bibliotheek ssd1306, het werk echt charmant. Er is een lastige die ik gebruik om flikkering tijdens het lezen te voorkomen interrupt-signaal gebruikt een aparte millis-timer, één voor sensor en één voor het tonen van de tekst.
Stap 4: Schema en PCB-layout
Schema is heel eenvoudig, maar ik heb PCB er netter en compacter uit laten zien. Tijdens het maken van de pcb-lay-out moet worden samengewerkt met het ontwerp van de behuizing. dus op papier gedrukt en model van karton maken om het gevoel van maat te krijgen. Vanaf het bovenaanzicht lijkt Oled-display op overlap met arduino nano, in feite is de positie van oled-display hoger dan die van arduino nano.
Een rode LED moet aangeven dat de sonsor aan het lezen is, dus ik plaats die kleine rode LED in de bodem van de trimpot en heeft een dubbele functie in één gat.
Onder de lijst met onderdelen:
1. TCRT 5000 IR-sensor
2. Trimpot 10 K
3. Weerstand 3k3 en 150 Ohm
4. LM358
5. Weergave Oled 0, 91
6. Arduino Nano
7. Rode led 3 mm
8. Sommige stukjes kabel
Stap 5: Motorhouder
De motorhouder is ontworpen om de functie te volgen. de functie zelf is om de motor gemakkelijk en veilig te plaatsen en nauwkeurig te meten. om de vorm en afmeting te overwegen, is verdeeld in drie delen, zoals hieronder beschreven:
Sensorhouder
Gebaseerd op het TCRT 5000-gegevensblad, afstand IR-sensor bij het lezen van het reflecterende object is ongeveer 1 mm tot 2,5 mm, dus ik moet een sensorhouder ontwerpen, uiteindelijk kies ik een afstandsopening meer minder dan 2 mm bij de rand. (Sensorhouder) 8, 5 mm - (Hoogtesensor) 6, 3 = 2, 2 mm en nog steeds binnen het bereik van de sensormogelijkheden
Ten tweede moet meer aandacht worden besteed aan de positie van de sensor, na verschillende vergelijkingen voor een betere en snellere aflezing moet de sensor parallel worden geplaatst, niet een kruis met de rand
Motorhouder
Onderdelen van de motorhouder moeten motordynamo, contactormotordynamo en velg bevatten. Gebaseerd op het gegevensblad van de mini-motor dc, de hoogte van de motordynamo is 15, 1 mm, dus ik nam 7,5 mm diep is precies in het midden en de vorm is als een maaknegatief gietvorm. Het gat voor de velg moet groter zijn dan 21,50 mm voor meer informatie over het maken van de velg in de volgende stap. laatste dingen is contactor motordynamo ik nam contactor uit batterijhouder 2302, kopieer en teken het gat (voor het bevestigen van de pin) en plaats het in het onderste deel van de motorhouder.
Motordeksel
Om veiligheidsredenen zal tijdens het meten van het motortoerental trillingen optreden en om schade aan het motordeksel met schuif te voorkomen.
Dit ontwerp heeft problemen voor "een 3D-printer" (die ik gebruik) speciaal voor glijdende componenten, maar na een paar pogingen besluit ik ABS-filament te gebruiken om een bijna perfect resultaat te krijgen
de dingen en alle details van tekeningonderdelen zijn bijgevoegd die je kunt bestuderen om meer beter te ontwikkelen
Stap 6: Doos
De doosonderdeeltekening door 3D-modellering in het bovenste gedeelte is om de motorhouder, het display en de sensorafsteller te plaatsen. Aan de voor- of achterkant bevindt zich een powers-console. Aan de linker- en rechterkant is er luchtventilatie om te voorkomen dat de motor warm wordt als deze gedurende lange tijd draait. en dit deel is gemaakt door 3d print
Stap 7: Montagetips
in het begin neem ik wat messing en snijd het handmatig, resultaat is ramp mijn hand niet perfect om te knutselen, dus ik zoek iets kleins als connector, dus ik ontdekte stukjes connector van 2302 batterijhouder, is perfect gebogen met de vorm van behuizing Motordynamo.
Bij de montage moet de printplaat van de controller op het bovenste deel van de behuizing worden geschroefd, maar in deze behuizing heb ik een verkeerd ontwerp gemaakt, het gat en de ondersteuning zijn te klein, dus het is moeilijk om een kleine schroef te vinden, trouwens, dan gebruik ik hete lijm voor tijdelijke montage
IR-sensoromslag en veilig met krimpkous om kortsluiting te voorkomen wanneer dit gereedschap trilt
Stap 8: De rand
De velg is gemaakt met twee alternatieve, een is geschikt voor een gewone as en een andere met een rondsel (mini 4wd-versnellingsas). soms is het lastig om het rondsel eruit te halen en opnieuw te plaatsen en zal de grip op de schacht verliezen, zodat het de gebruiker gemakkelijk kan maken. het laatste wat het hele oppervlak van de rand in het zwart geverfd is met verfspray behalve kleine streep 1 cm meer en minder voor sensoruitlezing
Stap 9: de stroom geleverd
Motordynamo heeft hongerig stroomverbruik, kan niet meedoen met stroom van microbesturing, zelfs gebruik motorstuurprogramma-chip is beter om gescheiden stroom voor motor en voor controller te maken, betekent in dit geval dat ik twee batterijen gebruik voor het aandrijven van motordynamo is als de werkelijke staat wanneer bevestigd in auto, gebruik dan 5v voor microcontrole (gebruik mini-usb)
Hieronder is een lijst van onderdelen:
1. Vrouwelijke stopcontact
2. Vrouwelijke mini-USB
3. Stukje PCB-gat
4. Schakel aan uit
5. Voeding 5vdc
6. Batterijhouder 2XAA
Stap 10: testen en kalibreren
Na montage alle onderdelen elektronica en behuizing, stopcontact.
Nu gaan testen en kalibreren
De eerste is om het apparaat aan te zetten, de groene led van Arduino gaat door dat doorschijnende materiaal
Ten tweede moet u ervoor zorgen dat u een velg gebruikt met een witte streep. draai 180 graden totdat de witte streep naar beneden gaat in de richting van de sensor, als de rode led gaat branden, betekent dit dat de sensor aan het lezen is. probeer de velg te draaien en zorg ervoor dat als de sensor naar de zwarte kleur rode led is uitgeschakeld.
Als de sensor niet wordt gedetecteerd, probeer dan de trimpotmeter af te stellen met een kleine schroevendraaier. Schakel daarna de stroom van de motor in en zie meting
Stap 11: Het proces
Evolutie van deze tools komt van veel proeven en brainstormen van een zeer kleine gebruikersgemeenschap, vooral mijn broer als eerste gebruiker, het punt zou moeten zijn om te bereiken
1. Hoe u RPM-nauwkeurige meting kunt krijgen, het meetresultaat van Giri (Android-app) vergelijken
2. Hoe de motor aan te drijven?
3. Hoe vast te houden / te vergrendelen en motordynamo te ondersteunen?
Tot nu toe zijn deze tools al aangevraagd door hobby's (mijn broer en vrienden correct: D) en sommige worden op verzoek geproduceerd, ik hoop dat iedereen ook kan bouwen en ontwikkelen, nogmaals bedankt en Happy DIY