اندازه گیری سرعت موتور با استفاده از آردوینو: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

آیا اندازه گیری دور در دقیقه موتور سخت است ؟؟؟ فکر نمی کنم. در اینجا یک راه حل ساده وجود دارد.

فقط یک سنسور IR و آردوینو در کیت شما می توانند این کار را انجام دهند.

در این پست من یک آموزش ساده در مورد نحوه اندازه گیری RPM هر موتور با استفاده از سنسور IR و Arduino UNO/nano ارائه می دهم.

تدارکات:

1. Arduion uno (آمازون) / Arduion nano (آمازون)

2. سنسور IR (آمازون)

3. موتور DC هر (آمازون)

4. LCD 16*2 (آمازون)

ابزارهای مورد استفاده

1. آهن لحیم کاری (آمازون)

2. سیم گیر (آمازون)

مرحله 1: مرحله 1: از شرایط کار سنسورها و دستگاه ها اطمینان حاصل کنید

سنسور مادون قرمز چیست؟ حسگر مادون قرمز یک دستگاه الکترونیکی است که به منظور حس کردن اجسام اطراف ، نور را از خود ساطع می کند. یک سنسور IR می تواند گرمای یک جسم را اندازه گیری کرده و حرکت را نیز تشخیص دهد. معمولاً در طیف مادون قرمز ، همه اجسام نوعی تابش حرارتی را منتشر می کنند. این نوع تابش برای چشم ما نامرئی است ، اما سنسور مادون قرمز می تواند این تابش ها را تشخیص دهد.

موتور DC چیست؟ موتور جریان مستقیم (DC) نوعی ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. موتورهای DC نیروی الکتریکی را از طریق جریان مستقیم می گیرند و این انرژی را به چرخش مکانیکی تبدیل می کنند.

موتورهای DC از میدانهای مغناطیسی ناشی از جریانهای الکتریکی ایجاد شده استفاده می کنند که باعث حرکت یک روتور ثابت شده در محور خروجی می شود. گشتاور و سرعت خروجی بستگی به ورودی الکتریکی و طراحی موتور دارد.

آردوینو چیست؟

آردوینو یک پلتفرم الکترونیکی منبع باز است که بر اساس سخت افزار و نرم افزارهای آسان برای استفاده است. بردهای آردوینو می توانند ورودی ها - نور روی سنسور ، انگشت روی دکمه یا پیام توییتر - را بخوانند و آن را به خروجی تبدیل کنند - موتور را فعال کرده ، LED را روشن کنند ، چیزی را به صورت آنلاین منتشر کنند. با ارسال مجموعه ای از دستورالعمل ها به میکروکنترلر روی برد ، می توانید به برد خود بگویید که چه کار کند. برای انجام این کار ، از زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس سیم کشی) و نرم افزار آردوینو (IDE) ، بر اساس پردازش استفاده می کنید.

ARDUINO IDE را بارگیری کنید

مرحله 2: چگونه کار می کند؟

پس منطق پشت این چیست ؟؟

بسیار شبیه به رمزگذار عمل می کند. درک رمزگذار برای مبتدیان سخت است. تنها چیزی که باید بدانید این است که سنسور IR پالس تولید می کند و ما فاصله زمانی بین هر پالس را پیدا می کنیم.

در این حالت سنسور IR هنگامی که پرتو IR آن با ملخ های موتور قطع می شود ، یک پالس به آردوینو ارسال می کند. به طور معمول ما از پروانه های دو تیغه استفاده می کنیم اما من از پروانه با سه تیغه استفاده می کنم همانطور که در شکل نشان داده شده است. بسته به تعداد پره های پروانه ، هنگام محاسبه RPM باید برخی مقادیر را تغییر دهیم.

بیایید در نظر بگیریم که یک پروانه داریم که دارای دو تیغه است. برای هر موتور چرخشی ، تیغه دو بار اشعه IR را رهگیری می کند. بنابراین سنسور IR در هر زمان قطع کننده ها ، پالس تولید می کند.

اکنون باید برنامه ای بنویسیم که بتواند تعداد پالس های تولید شده توسط حسگر IR را در یک بازه زمانی خاص اندازه گیری کند.

بیش از یک راه برای حل یک مشکل وجود دارد ، اما ما باید انتخاب کنیم که در این کدها کدام یک بهتر است. من مدت زمان وقفه ها (سنسور IR) را اندازه گیری کرده ام (از توابع micros () برای اندازه گیری مدت زمان ضربان در میکرو ثانیه استفاده کردم.

می توانید از این فرمول برای اندازه گیری RPMRPM = ((1/مدت)*1000*1000*60)/پره ها استفاده کنید

که در آن ، مدت زمان - فاصله زمانی بین پالس ها.

60 ثانیه تا دقیقه

1000 - آسیاب تا ثانیه

1000 - میکرو به آسیاب

تیغه - بدون بال در پروانه.

نمایشگر LCD - آردوینو دستورات و ثبت داده های صفحه نمایش LCD را به روز می کند. که کاراکترهای ASCII را روی صفحه LCD نمایش می دهد.

مرحله 3: Arduino خود را با استفاده از Arduino IDE برنامه ریزی کنید

#عبارتند از

LCD مایع LiquidCrystal (9 ، 8 ، 7 ، 6 ، 5 ، 4) ؛ const int IR_IN = 2 ؛ // سنسور IR INPUT prevmicros طولانی بدون علامت ؛ // برای ذخیره مدت زمان طولانی بدون علامت ؛ // برای ذخیره تفاوت زمان بدون علامت طولانی lcdrefresh؛ // برای ذخیره زمان lcd برای بازخوانی int rpm ؛ // مقدار RPM جریان بولی ؛ // وضعیت فعلی اسکن ورودی IR prevstate بولی؛ // وضعیت سنسور IR در اسکن قبلی void setup () {pinMode (IR_IN، INPUT)؛ lcd.begin (16 ، 2) ؛ prevmicros = 0 ؛ prevstate = LOW؛ } void loop () {/////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////// RPM اندازه گیری جریان فعلی = digitalRead (IR_IN) ؛ // وضعیت سنسور IR را بخوانید اگر (prevstate! = currentstate) // در صورت تغییر در ورودی {if (currentstate == LOW) // اگر ورودی فقط از HIGH به LOW تغییر کند {duration = (micros () - prevmicros)؛ // تفاوت زمانی بین دور در میکروثانیه rpm = ((60000000/مدت)/3) ؛ // دور در دقیقه = (1/ زمان میلی ثانیه)*1000*1000*60 ؛ prevmicros = micros ()؛ // ذخیره زمان برای محاسبه انقلاب nect}} prevstate = currentstate؛ // ذخیره این اسکن (اسکن قبلی) برای اسکن بعدی ///////////////////////////////// //////////////////////////////////////////////// LCD نمایش اگر ((millis ()-lcdrefresh)> = 100) {lcd.clear ()؛ lcd.setCursor (0 ، 0) ؛ lcd.print ("سرعت موتور") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print ("RPM =")؛ ال سی دی چاپ (دور در دقیقه) ؛ lcdrefresh = millis ()؛ }}

مرحله 4: شبیه سازی با استفاده از پروتئوس

وقتی سعی کردم این پروژه را با کمک پروتئوس شبیه سازی کنم ، این پروژه کاملاً خوب کار کرد.

به جای استفاده از سنسور IR ، من از ژنراتور پالس DC استفاده کردم که پالس IR را شبیه به پالس IR ایجاد می کند که در هنگام برخورد اشعه مادون قرمز به پره های پروانه ایجاد می شود.

بسته به سنسوری که استفاده می کنید ، باید برنامه خود را تغییر دهید

سنسور IR با LM358 باید از این دستور استفاده کند.

if (currentstate == HIGH) // اگر ورودی فقط از LOW به HIGH تغییر کند

سنسور IR با LM359 باید از این دستور استفاده کند.

if (currentstate == LOW) // اگر ورودی فقط از HIGH به LOW تغییر کند

مرحله 5: اجرای سخت افزار

برای شماتیک از تصاویر شبیه سازی استفاده کنید یا کدهای برنامه را ارجاع داده و مطابق آن اتصالات را ایجاد کنید. کد برنامه را در آردوینو بارگذاری کنید و RPM هر موتور را اندازه گیری کنید. منتظر پست بعدی من باشید و کانال YouTube من را تماشا کنید.