Схема тахометра: функция, проектирование и руководство по сборке

Недостаточно строить высокомощные электронные печатные платы или машины, использующие двигатели. Почему? Потому что такие проекты не будут полными, если вы не можете дать полные детали. Или даже спецификации двигателя машины.

Да, мы говорим о вращательной скорости двигателя. И для этого вам понадобится тахометр. Именно поэтому тахометры необходимы, когда речь идёт об автомобильных и авиационных применениях. Так что в этой статье мы узнаем всё о схеме тахометра и как сделать простую схему тахометра. Готовы? Давайте начнём!

Что такое тахометр?

Самое важное для измерения — это обороты в минуту (RPM) для двигателей. Казалось бы, это одна из характеристик, показывающих, как быстро может идти двигатель.

Плюс, он предотвращает повреждение ваших двигателей. Именно поэтому необходимо иметь тахометры при работе с двигателями или моторами.

Но что именно такое тахометр?

Тахометры — это сенсорные устройства, измеряющие RPM объектов, которые могут вращаться, как валы двигателей. Обычно эти типы сенсоров работают только для электрических или механических инструментов.

Однако есть случаи, когда продвинутые тахометры измеряют временной период и диапазон скорости других вещей. Так, примером такого продвинутого тахометра является гематахометр. Этот инструмент измеряет скорость потока крови.

Типы тахометров

Существует четыре основных типа тахометров с разными спецификациями.

И они включают:

Аналоговые тахометры

Аналоговые схемы тахометров используют циферблатный интерфейс и стрелку для указания текущих показаний скорости двигателя.

Опять же, эти тахометры не могут измерять дополнительные детали, как отклонение и среднее.

Так, аналоговый тахометр использует внешний преобразователь частоты в напряжение для измерения RPM. Он также отображает преобразованное напряжение через аналоговый вольтметр. Плюс, эти тахометры не имеют технологии для хранения показаний.

Цифровые тахометры

В отличие от аналоговых тахометров, цифровые тахометры имеют память для хранения показаний. Они также используют цифровые дисплеи, как LCD или LED дисплеи, для указания текущих показаний.

Вы можете использовать эти тахометры для применений высокоточного измерения и статистических операций. Кроме того, вы можете контролировать временные величины с этим тахометром.

Более того, вы с большей вероятностью найдёте цифровые тахометры в сегодняшних технологиях. Плюс, они показывают свои измерения в числовых показаниях — не циферблатах и стрелках.

Временные и частотные тахометры

Временные и частотные тахометры оба используют разные принципы работы. Во-первых, временной измерительный тахометр вычисляет максимальную скорость. Так, он измеряет, вычисляя временные интервалы между входящим поездом импульсов.

С другой стороны, частотные тахометры измеряют скорость, вычисляя частоту входящих импульсов.

Кроме того, временные тахометры лучше работают для измерений низкой скорости, в то время как частотные тахометры могут работать измерениями высокой скорости.

Контактные и бесконтактные тахометры

И контактные, и бесконтактные тахометры работают как методы сбора данных. С одной стороны, контактный использует оптический энкодер или магнитный сенсор. Так, он использует их для измерения скорости, когда он контактирует с вращающимся валом.

С другой стороны, бесконтактный использует лазер или оптические диски и не требует физического контакта для измерения скорости.

Применения

• Лазерные применения
• Оценка объёма трафика и ожидаемой скорости
• Различные основные движители и применения машин
• Автомобильные и авиационные применения (например, измерение скорости воздушного двигателя)
• Аналоговые аудиозаписывающие применения
• Медицинские применения

Как сделать тахометр

Так мы узнаем, как сделать простую схему тахометра с использованием Arduino.

Схемы

Эта простая схема тахометра недорога и использует концепцию инфракрасных волн. Мы не можем видеть эти волны, но их длина волны имеет более длинный охват света, который мы можем видеть.

Для этой схемы мы будем использовать ИК-сенсор как основной компонент. Этот ИК-сенсор имеет два светодиода, которые действуют как излучатель и приёмник. Таким образом, светодиод, который излучает ИК лучи, является ИК-передатчиком, в то время как другой (приёмник) — ИК-фотодиодом.

Кроме того, эти лампочки выглядят как обычные светодиоды и фотодиоды. Но они только излучают и принимают инфракрасные лучи.

Так, когда вы включаете этот ИК-сензор, ИК-передатчик начинает излучать ИК лучи к объекту, который вы хотите измерить.

Здесь становится интересно.

Когда объект отражает лучи, ИК-фотодиоды получат их и сгенерируют напряжение. Теперь сгенерированное напряжение зависит от интенсивности отражённых лучей. Другими словами, чем выше интенсивность, тем выше выходное напряжение.

Наконец, оно отправляет напряжение как выход через выходной пин Arduino через IC LM358.

Необходимые инструменты

• Плата Arduino (1)
• ИК-сензор (1)

• LCD модуль 16X2 (1)
• Некоторые соединительные провода
• Пайка
• Паяльник

Конструкция и тестирование

Вот шаги, которые вам нужно следовать:

Шаг 1: Соберите ваши компоненты

Соберите все ваши компоненты и убедитесь, что всё работает правильно перед конструкцией.

Шаг 2: Подключите ваши компоненты

Подключите VCC и GND LCD и ИК-сензора к GND и 5В пинам Arduino.

Далее, подключите OUT ИК-сензора к пину вместе с цифровым пином 2 платы Arduino.

Наконец, подключите пины SCL и SDA LCD к A5 и A4 Arduino.

Шаг 3: Кодирование

Как только вы подключили каждый компонент, следующий шаг — закодировать ваш Arduino UNO. Вот код, который вы должны использовать:

// DIY Тахометр для измерения точных RPM с использованием Arduino
// Этот код опубликован https://www.circuitschools.com
// Требуется атрибуция для перепубликации.

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Создаёт объект lcd адрес 0x27 (получите от i2cscanner) и 16 колонок x 2 строки
LiquidCrystal_I2C lcd (0x27, 16, 2);

float value = 0;
float rev = 0;
int rpm; oldtime = 0; newtime;

void isr() // прерывание
{
  rev++;
}

void setup()
{
  lcd.init(); // инициализация LCD
  // Включение подсветки на LCD
  lcd.backlight();
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), isr, RISING); // подключение прерывания
}

void loop()
{
  delay(1000);
  detachInterrupt(0); // отключение прерывания
  newtime = millis() - oldtime; // находит время
  int wings = 3; // количество лопастей вращающегося объекта, для диска используйте 1 с белой лентой на одной стороне
  int RPMnew = rev / wings; // здесь мы использовали вентилятор, у которого 3 лопасти
  rpm = (RPMnew / newtime) * 60000; // вычисляет rpm
  oldtime = millis(); // сохраняет текущее время
  rev = 0;
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("___TACHOMETER___");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(rpm);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), isr, RISING);
}

Шаг 4: Тестирование

Как только вы завершите все вышеуказанные шаги, попробуйте ваш завершённый проект тахометра. Так, устройство должно обнаруживать любой объект как препятствие при излучении ИК лучей и правильно получать лучи при отражении.

Таким образом, когда объект вращается, устройство должно считать, сколько раз объект было препятствием и создавать необходимое напряжение в соответствии с интенсивностью отражения.

Примечание: Этот тахометр чувствителен к свету, поэтому вы можете не получить точные результаты в хорошо освещённых средах.

Подведение итогов

Ничего сложного нет в том, как работает тахометр. Он работает, используя принцип относительного движения между валом и магнитным полем устройства. Кроме того, тахометры имеют моторы, которые генерируют напряжение в зависимости от скорости моторного вала. Другими словами, он считает количество оборотов, которые моторный вал делает в минуту при движении.

Иногда люди путают тахометр со спидометром. Хотя они оба измеряют скорость, эти два устройства выполняют совершенно разные функции. Пока тахометр измеряет скорость двигателей, спидометры показывают скорость транспортных средств.

Это подводит к концу этой статьи. Если у вас есть больше вопросов о тахометрах, не стесняйтесь обращаться к нам, и мы будем рады помочь.