Miernik prędkości obrotów silnika

[swierkdeck]

Miernik obrotów silnika

Często zdarza się, że posiadamy dwa takie same silniki, które jednak nie pracują identycznie. Wtedy przychodzi potrzeba zmierzenia dokładnej prędkości obrotowej naszych silników. Aby to uczynić, potrzebujemy niezbyt skomplikowanego urządzenia, które zwie się miernik obrotów silnika. Wychodząc naprzeciw waszym wymaganiom postanowiłem wykonać oto taki mały projekcik.

Ogólnie o mierniku

Prototyp miernika został zbudowany używając popularnego miktokontrolera ATtiny2313. Pracuje on z częstotliwością 8MHz. Sensor mierzący obroty to najprostszy czujnik odbiciowy złożony z diody LED emitującej podczerwień oraz fototranzystora reagującego w tym samym paśmie. Reaguje on na zmiany stanów z enkodera znajdującego się na wale silnika. Natomiast prezentacja danych oraz konfiguracja urządzenia jest zrealizowana dzięki wyświetlaczowi LCD 2x16 oraz trzema przyciskami monostabilnym.

Prototyp urządzenia mieści się w wymiarach PCB wyświetlacza LCD 2x16. Jest zasilany napięciem 5V a pobór prądu wynosi szczytowo 75mA (zależy głównie od podświetlenia LCD).

Schemat urządzenia

Schemat czujnika

Spis części:

Uwaga! IC2 jest opcjonalny, ponieważ bezpośrednie podłączenie sygnału analogowego do pinu mikrokontrolera będzie działać w specyficznych warunkach tj. przy niskim natężeniu światła z otoczenia. Wtedy należy pominąć IC2 oraz R3 i poprowadzić sygnał bezpośrednio z dzielnika napięcia (fototranzystor i opornik) do PD2.

/* moduł główny */

IC1 - ATtiny2313-20PU

IC2 - LM358

LCD1 - wyświetlacz 2x16 zgodny z HD44780

R3 - potencjometr 1k?

S1, S2, S3 - przyciski monostabilne

JP1, JP3 - goldpiny 1x2, 1x3

/* czujnik */

T1 - fototranzystor

LED1 - dioda LED nadająca w podczerwieni

R1 - opornik 10k?

R2 - opornik 240? lub inny w zależności jakiego prądu diody LED oczekujemy

JP2 - goldpiny 1x3

Oprogramowanie miernika

Zostało ono napisane w języku C. Używa przerwania INT0 do zliczania impulsów oraz 8-bitowego timer'a w celu odmierzania sekundy. Do obsługi wyświetlacza użyłem darmowej biblioteki Radosława Kwietnia.

Prototyp miernika

Programowanie mikrokontrolera

Należy zaprogramować mikrokontroler wsadem main.hex lub własnoręcznie skompilowanym ROMem ze źródeł dołączonych do postu. Trzeba oczywiście zaprogramować fusebity:

wyższe (hfuse): 0xFF

niższe (lfuse): 0xE4.

Uruchomienie

Po podłączeniu zasilania 5V do urządzenia ukazuje się nam licznik pokazujący aktualną liczbę obrotów na minutę. Aby wejść do menu konfiguracji naciskamy środkowy przycisk. Teraz definiujemy ile par białych i czarnych pól posiada nasz enkoder poprzez zmniejszanie liczby (lewy przycisk) bądź zwiększanie liczby (prawy przysisk). Na przykład enkoder poniżej:

posiada 4 pary pól. Zatwierdzamy nasz wybór środkowym przyciskiem, po czym podłączamy nasz sensor do 3-pinowego gniazda w celu zmierzenia prędkości obrotowej.

Jak to działa?

Co dalej?

Myślę, że w tym projekcie zawarłem wszystko, co potrzebne. Jeśli ktoś z was odczuwa jakieś braki w funkcjonalności i nie tylko, proszę o napisanie o nich. Pragnę, aby to urządzenie było jak najbardziej user-friendly i potrzebuję waszego wsparcia

Mam nadzieję, że projekt zwróci waszą uwagę i skorzystacie z niego. Również myślę, że nie sprawi nikomu większego problemu

_proj

opis_copy.pdf

sciezki_copy.pdf

RPM_meter.zip

[Sabre]

Dość dawno temu zrobiłem identyczny układ, z tym, że całość oprogramowałem w Bascomie, tarczkę też robiłem 4-ro polową. Program i układ z transoptorem odbiciowym KTIR mam do dziś i czasami go używam, jest przydatny podczas niektórych testów silników czy robotów.

[OldSkull]

Przydatne, ale wymaga dopracowania. Mianowicie warto zaimplementować inne sposoby pomiaru częstotliwości, np. uwzględnić czas potrzebny na pewną liczbę impulsów.

[swierkdeck]

Racja, obecny sposób liczenia prędkości obrotowej nie jest najlepszy. Widać to szczególnie podczas pomiaru z tarczą enkodera zawierającą małą ilość pól, wtedy dokładność urządzenia nie powala. Będę musiał pokombinować z softem.

[pierzchan]

Miernik obrotów silnika - a w skrócie po prostu Tachometr. Ja również niedawno zbudowałem coś podobnego.

Warto dodać opcje wyświetlania w innych jednostkach np. obr/sekundy, radiany. Wartości te są czasem przydatne w obliczeniach.

[sjacek]

To nie żaden tachometr tylko enkoder optyczny Można powiedzieć że tachometr to silnik DC z którego odczytywane jest napięcie i na tej podstawie obliczana prędkość.

[Bobby]

Tachometr - urządzenie służące do pomiaru prędkości poruszającego się ciała lub substancji (z grec. tachos - prędkość , metron - mierzyć). Najczęściej spotykaną postacią tachometru jest tachometr mierzący prędkość obrotów wału napędowego w silniku lub w maszynie.

[pierzchan]

To nie żaden tachometr tylko enkoder optyczny Można powiedzieć że tachometr to silnik DC z którego odczytywane jest napięcie i na tej podstawie obliczana prędkość.

Nie można powiedzieć że tachometr to silnik DC, bo ten Twój silnik to w rzeczywistości prądnica prądu stałego o liniowym przełożeniu prędkość obrotowa/napięcie zwana zwykle tachoprądnicą.

[Nawyk]

zwana zwykle tachoprądnicą.

W książkach częściej chyba po prostu prądnicą tachometryczną

[dominos96]

Bardzo fajne i przydatne urządzonko, chodź wątpię co do jego dokładności, lepszym wyjściem był by magnes i czujnik (jak w prędkościomierzu do rowera) lecz wtedy naprzeciw magnesu musiała by być jakaś przeciwwaga bo by były duże drgania.

Mógłbyś również poprawić ten tekst (1 pary, 5 pary, 12 pary) aby słowo "para" było odmieniane w zależności od liczby przed nią (chyba się tak da)

[Mihau]

dominos96, co ty gadasz z tym magnesem?!

Zasada działania jest bardzo podobna, a czarno-biała tarcza jest lepsza, ponieważ po pierwsze każda para czarny biały to jak 1 magnes, a po drugie jest lżejsze. Wątpię żeby jakikolwiek silnik mógł ruszyć z magnesem i przeciwwagą.

[abxyz]

Skoro temat jest się na wierzchu, to też napiszę kilka słów

Przydatne urządzenie. Tylko jedna uwaga, jeśli można: Przyłączyłeś sygnał z enkodera na wejście INT0, każdy impuls wywołuje przerwanie zewnętrzne - niedobrze, sieczkarnia . Timery/liczniki mikrokontrolera służą do zliczania impulsów. Zgodnie ze sztuką programowania powinno się przyłączyć sygnał z enkodera na wejście timera , najlepiej timera 16 -bitowego, aby się zbyt szybko nie przepełnił.

[bartek1333]

Witam,
Projekt się mi bardzo podoba, ale ja mam pytanie z innej beczki :-> .

Na zdjęciu widać, że do wyświetlacza jest wejście szpilkowe. Czy ono jest firmowe czy sam dorabiałeś? (tak wiem, dziwne pytanie ale robię płytkę do wyświetlacza i tego trochę nie rozumiem jak połączyć wyświetlacz z tą płytką - kabelki?)

Pozdrawiam

[Nawyk]

Goldpiny - tzw. męskie lutuje się w wyświetlacz i tzw. żeńskie w PCB.

[bartek1333]

To się lutuje prosto do tych srebrnych końcówek od lcd? I on się nie złamie, jak na goldpinach "wisi"

Dziwne pytania, ale wyświetlacza takiego od spodu nie widziałem. :->