Высокоскоростной тахометр на Arduino: новый алгоритм измерения RPM до 2 знаков после запятой

Компоненты и материалы

Arduino UNO	1
ИК-датчик приближенности (рекомендуемый в проекте)	1
Перемычки	3
Лазерный диод 655 нм (красный)	1
DC-мотор (для тестов)	1
USB-кабель (Mini-USB)	1
Крона 9V	1

Инструменты

Припой без свинца

Паяльник (только для пайки проводов к мотору)

Приложения и сервисы

Arduino IDE

О проекте

Проект разработан с нуля для точного измерения RPM (об/мин) различных моторов с помощью одного ИК-датчика, Arduino и ключевого ингредиента — красного лазерного указателя.

ИК-датчик улавливает слабое ИК-излучение красного лазера. Синий/зелёный лазер даёт слишком мало ИК — напряжение падает до ~0.

Когда лопасть вентилятора на валу мотора перекрывает луч, показание падает до 0. Лопасть вращается — периодическое перекрытие. Когда путь свободен — луч снова попадает на датчик.

НОВЫЙ АЛГОРИТМ «SINGLE SHOT DETECTION» ДЛЯ БЫСТРЫХ И ТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Код использует уникальный алгоритм, измеряющий RPM за <40 мс с высокой точностью. Ключевая особенность — Single Shot Detection для Arduino.

Программа вычисляет RPM каждый раз, когда лопасть перекрывает луч. Перекрытие = 1/n оборота (n — число лопастей). Поэтому алгоритм чуток реагирует на малейшие изменения RPM (до 0.01) на каждом 1/n обороте. Это даёт экстремально точные значения и высокую чувствительность.

На скриншоте Serial Monitor видно: частота обновления ~2 раза в сек, RPM с двумя знаками после запятой.

Попробуйте проект, делитесь результатами и идеями в комментариях. Если понравилось — уважайте труд автора.

Профиль: @YASH36 — новые проекты.

Берегитесь и наслаждайтесь Arduino!!

Код

RPM_counter_101 (Arduino)

// code by YaSh
int sen = A0;
const float wid = 0.012; // ширина лопасти (м), подстройте под свой вентилятор
const float rad = 0.045; // радиус точки детектирования (м)
const float konst = 6.2832; // 2*PI
float time_1, time_2, vel, diff, tnet, rpm;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(sen, INPUT);
  Serial.print(" \n please start the motor at least 3 seconds prior.\n");
  delay(3000);
}

void loop() {
  if (analogRead(sen) < 950) {
    time_1 = millis();
    delay(30);
  }
  if (analogRead(sen) > 950) {
    time_2 = millis();
    diff = (time_2 - time_1);
    vel = wid / diff; // угловая скорость
    tnet = (konst * rad) / vel; // время полного оборота
    rpm = 60000 / tnet; // мс -> мин -> RPM
  }
  Serial.print("\n The rpm is: ");
  Serial.println(rpm);
}

Схемы

Размещение базы и компонентов:

Схема подключения датчика к Arduino: