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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57
Revolución por minuto, brevemente, es una velocidad de rotación expresada en revoluciones por minuto. las herramientas para medir las RPM usualmente usan tacómetro. Hace el año pasado encontré un proyecto interesante hecho por electro18, y es mi inspiración instructable, se hizo "Medir RPM - Tacómetro óptico" enlace está debajo
www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-P…
este proyecto es muy inspirador y pensé que podría remezclar y ajustar específicamente para medir mini motor dc.
Los pasatiempos de Mini 4WD miden las RPM es una actividad de rutina para preparar la máquina antes de colocarla en el automóvil. Entonces, esto se convertirá en herramientas importantes que siempre se llevarán y se pueden usar en cualquier lugar que se necesite, así que hagamos nuestro verificador de rpm
Paso 1: cómo funciona
Esta herramienta funciona de manera muy simple, el motor gira la llanta y luego el sensor lee la revolución del punto blanco que se obtiene de esa llanta. La señal del sensor se envía al microcontrol calculada y muestra el resultado de rpm, eso es todo. Pero cómo hacer todas las cosas, comencemos con los pasos.
Paso 2: método de medición
Hay un método de variación para medir las RPM.
1. Por sonido:
Hay algunas instrucciones interesantes sobre cómo medir las Rpm del uso de software de edición de audio gratuito https://www.instructables.com/id/How-to-Measure-RP…, el trabajo es capturar la frecuencia del sonido, analizar y recortar rítmica repetible y calcular para obtener por minuto.
2. Por magnético
Hay una buena fuente Instructable sobre cómo medir Rpm por campo magnético
www.instructables.com/id/RPM-Measurement-U… el trabajo consiste en capturar el pulso y convertirlo en revolución cada vez que el sensor magnético se enfrenta a un imán. algunos utilizan el sensor Hall y el imán de neodimio
3. Por óptica
Una vez más, hay muchas fuentes de cómo medir las Rpm mediante el uso óptico
www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-Portable-Digital-Tachometer/
Este método que elijo para desarrollar el dispositivo, porque no necesita un entorno silencioso durante la medición.
Paso 3: Electrónica y método de programación
Lectura óptica
La lectura óptica es el uso de la radiación reflejada del haz infrarrojo al objeto y se recibe mediante un fotodiodo infrarrojo, el objeto con color blanco o color claro es más fácil de reflejar que el color negro o el color oscuro. Elijo usar TCRT 5000 de Vishay ya está empaquetado con una caja de plástico y es pequeño
Conversión de señal
Este sensor de infrarrojos puede convertirse en sensor analógico o sensor digital, lo que significa que analógico tiene un valor de rango (ejemplo de 0-100) es más adecuado para detectar la distancia. Para este caso, necesitamos obtener una señal digital, lo que significa que solo (1 o 0) encendido o apagado es apto para obtener el valor de conteo. Para convertir de analógico a digital, uso IC LM358, básicamente este es IC de amplificador, pero este IC puede convertirse en un comparador de voltaje cuando el rango de entrada de destino se puede configurar mediante el resitor de trimpot y luego, después de este IC, da una salida (encendido o apagado)
Fórmula de cálculo de RPM
Después de activar la entrada de alta a baja, los datos se calculan con el tiempo y la revolución.
1 rpm = 2π / 60 rad / s.
La señal de IR adjunta una interrupción 0, en la entrada digital pin 2 en arduino, siempre que el sensor pasa de BAJO a ALTO, se cuentan las RPM. entonces la función se llamará con incremento doble (REV). Para calcular las RPM reales, necesitamos el tiempo necesario para una revolución. Y (milis () - tiempo) es el tiempo necesario para una revolución completa. En este caso, sea el tiempo necesario para una revolución completa, por lo que el número total de revoluciones RPM en 60 segundos (60 * 1000 milisegundos) es: rpm = 60 * 1000 / t * actualREV => rpm = 60 * 1000 / (millis () - tiempo) * REV / 2
la fórmula se obtiene de este enlace
Monitor
Después de la medición de arduino es necesario visualizar, elijo el estilo oled 0, 91 , se ve más moderno y es pequeño. Para el arduino, uso la biblioteca adafruit ssd1306, su trabajo es realmente encantador. Hay algunos trucos que uso para evitar el parpadeo durante la lectura La señal de interrupción utiliza un temporizador de milisegundos independiente, uno para el sensor y otro para mostrar el texto.
Paso 4: esquema y diseño de PCB
El esquema es realmente simple, pero hice que la PCB se viera más ordenada y compacta. Durante la fabricación, el diseño de la PCB debe funcionar junto con el diseño de la carcasa. así que imprímalo en papel y haga un modelo de cartón para tener la sensación de tamaño. Desde la vista superior, la pantalla Oled parece superponerse con arduino nano, de hecho, la posición de la pantalla oled es más alta que la de arduino nano.
Un LED rojo necesita pilotar que el sonsor está leyendo, así que puse ese pequeño LED rojo en la parte inferior del trimpot que tiene doble función en un orificio.
Debajo de la lista de piezas
1. Sensor de infrarrojos TCRT 5000
2. Trimpot 10 K
3. Resistencia 3k3 y 150 Ohm
4. LM358
5. Muestra Oled 0, 91
6. Arduino Nano
7. Led rojo de 3 mm
8. Algunos trozos de cable
Paso 5: soporte del motor
El soporte del motor está diseñado según su función. la función en sí es poner el motor de manera fácil, segura y medir con precisión. para considerar la forma y la dimensión se divide en tres partes como se describe a continuación
Soporte del sensor
Basado en la hoja de datos de TCRT 5000, la distancia del sensor de infrarrojos cuando se lee el objeto reflectante es de alrededor de 1 mm a 2,5 mm, por lo que necesito diseñar el soporte del sensor, finalmente elijo la distancia de distancia más menos 2 mm cerca del borde. (Soporte del sensor) 8, 5 mm - (Sensor de altura) 6, 3 = 2, 2 mm y todavía está dentro del rango de capacidades del sensor
Lo segundo que debe prestar más atención es la posición del sensor, después de varias comparaciones para una lectura mejor y más rápida, el sensor debe colocarse en paralelo, no en una cruz con el borde
Soporte de motor
Las piezas del soporte del motor deben contener la dínamo del motor, la dínamo del motor del contactor y la llanta Según la hoja de datos de CC del mini motor, la altura de la dínamo del motor es de 15, 1 mm, por lo que tomé 7, 5 mm de profundidad está exactamente en el medio y la forma es como una marca negativa molde. El orificio para la llanta debe ser mayor de 21,50 mm para saber cómo hacer la llanta en el siguiente paso. Lo último es el dínamo del motor del contactor. Tomé el contactor del soporte de la batería 2302, copie y dibuje el orificio (para colocar el pin) y lo puse en la parte inferior del soporte del motor.
Tapa del motor
Por motivos de seguridad, durante la medición de la velocidad del motor se producirá vibración y para evitar daños en la tapa del motor diseñada con corredera.
Este diseño tiene dificultades para "alguna impresora 3D" (que yo uso) especialmente para componentes deslizantes, pero después de un par de intentos, decido usar filamento ABS para obtener un resultado casi perfecto.
Se adjuntan las cosas y todos los detalles de las partes del dibujo que puede estudiar para desarrollar más mejor
Paso 6: caja
El dibujo de la parte de la caja por modelado 3D en la parte superior es para colocar el soporte del motor, la pantalla y el ajustador del sensor. En la parte delantera o trasera hay una consola de alimentación. En el lado izquierdo y derecho hay ventilación de aire para evitar que la temperatura caliente provenga del motor cuando está funcionando durante un período prolongado. y esta parte se hizo mediante impresión 3d
Paso 7: Consejos de montaje
Al principio, tomo un poco de latón y lo corté manualmente, el resultado es un desastre, mi mano no es perfecta para hacer manualidades, así que busqué algo pequeño como conector, así que descubrí piezas de conector del soporte de batería 2302, está perfectamente curvado con la forma de la carcasa. Dinamo de motor.
Cuando se ensambla, la PCB del controlador debe atornillarse a la parte superior de la carcasa, pero en esta carcasa hice un diseño incorrecto, el orificio y el soporte son demasiado pequeños, por lo que es difícil encontrar un tornillo pequeño, por cierto, entonces uso pegamento caliente para el montaje temporal
Envoltura del sensor IR y seguro con tubo termorretráctil para evitar cortocircuitos cuando estas herramientas vibran
Paso 8: el borde
La llanta se hizo con dos alternativas, una se ajusta con eje liso y la otra se ajusta con piñón (mini eje de engranaje de 4 ruedas). Algunas veces sacar y volver a poner el piñón es un dolor y perderá el agarre del eje para que sea fácil de usar. lo último, toda la superficie de la llanta pintada en negro con pintura en aerosol, excepto la pequeña raya 1 cm más y menos para la lectura del sensor
Paso 9: Suministro de energía
La dínamo del motor tiene un consumo de energía hambriento, no se puede unir con la energía del micro control, incluso usar el chip del controlador del motor es mejor hacer energía separada para el motor y para el controlador, significa que en este caso uso dos baterías para alimentar la dínamo del motor es como la condición real cuando se conecta a coche, luego use 5v para microcontrol (use mini usb)
A continuación se muestra la lista de piezas
1. Toma de corriente femenina
2. Mini Usb femenino
3. Pieza de agujero de PCB
4. Enciende y apaga
5. Fuente de alimentación 5vdc
6. Soporte de batería 2XAA
Paso 10: prueba y calibración
Después de ensamblar todos los componentes electrónicos y la carcasa, toma de corriente.
Ahora vamos a probar y calibrar
Primero se enciende el dispositivo, el led verde de arduino atravesará ese material translúcido
En segundo lugar, asegúrese de usar un borde que tenga una raya blanca. gire 180 grados hasta que la franja blanca baje hacia el sensor, si el LED rojo se enciende, significa que el sensor está leyendo. Intente girar la llanta y asegúrese de que el sensor que mira al LED rojo de color negro esté apagado.
En caso de que no se detecte el sensor, intente ajustar el trimpot con un destornillador pequeño. Después de eso, encienda la potencia del motor y vea la medición
Paso 11: El proceso
Evolución: estas herramientas provienen de muchas pruebas y lluvias de ideas de una comunidad de usuarios muy pequeña, especialmente mi hermano como primer usuario, el punto al que se debe llegar es
1. Cómo obtener una medición precisa de RPM, comparando el resultado de la medición de Giri (aplicación de Android)
2. Cómo alimentar el motor
3. Cómo sujetar / bloquear y hacer que el motor sea compatible con la dinamo
Hasta ahora, estas herramientas ya las solicitan los pasatiempos (mi hermano y amigos correctamente: D) y algunas se producen a pedido, espero que cualquiera pueda construir y desarrollar también, gracias de nuevo y feliz bricolaje