RPM Checker per Mini Motor Dc: 11 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Giri al minuto, in breve è una velocità di rotazione espressa in giri al minuto. gli strumenti per la misurazione del numero di giri utilizzano solitamente il tachimetro. L'anno scorso ho trovato un progetto interessante realizzato da electro18, ed è la mia ispirazione istruttiva, è stato realizzato il link "Misura RPM - Tachimetro ottico" è sotto

www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-P…

questo progetto è molto stimolante e ho pensato di remixare e adattare specificamente per misurare il mini motore cc.

Mini 4WD hobby misurare l'RPM è un'attività di routine per preparare la macchina prima di collegarla all'auto. Quindi questo diventerà uno strumento importante da portare sempre con sé e che può essere utilizzato ovunque sia necessario, quindi facciamo il nostro controllore di giri

Passaggio 1: come funziona?

Questo strumento funziona in modo molto semplice, il bordo ruotato dal motore, quindi il sensore legge la rivoluzione del punto bianco ottenuto da quel bordo. Segnale dal sensore inviato al microcontrollo calcolato e visualizzato il risultato del numero di giri, tutto qui. Ma come ottenere tutte le cose è fatto, iniziamo con i passaggi

Passaggio 2: metodo di misurazione

Esiste un metodo di variazione per misurare l'RPM

1. Per suono:

C'è qualche bella istruzione su come misurare i giri al minuto usando il software di editing audio gratuito https://www.instructables.com/id/How-to-Measure-RP…, il lavoro è catturare la frequenza del suono, analizzare e ritagliare ritmiche ripetibili e calcolare per ottenere al minuto.

2. Da magnetico

C'è qualche bella fonte Instructable su come misurare Rpm dal campo magnetico

www.instructables.com/id/RPM-Measurement-U… il lavoro consiste nel catturare l'impulso e convertirlo in rivoluzione ogni volta che il sensore magnetico si trova di fronte a un magnete. alcuni usano il sensore Hall e il magnete al neodimio

3. Per ottica

Anche in questo caso ci sono molte fonti su come misurare i giri/min usando l'ottica

www.instructables.com/id/Measure-RPM-DIY-Portable-Digital-Tachometer/

Questo metodo che scelgo per sviluppare il dispositivo, perché non è necessario un ambiente silenzioso durante la misurazione.

Passaggio 3: elettronica e metodo di programmazione

Lettura ottica

La lettura ottica utilizza la radiazione riflessa del raggio infrarosso sull'oggetto e ricevuta dal fotodiodo a infrarossi, l'oggetto con colore bianco o colore chiaro è più facile da riflettere rispetto al colore nero o al colore scuro. Ho scelto di usare TCRT 5000 di Vishay è già imballato con custodia in plastica ed è piccolo

Segnale di conversione

Questo sensore IR può diventare un sensore analogico o un sensore digitale, il significato analogico ha un valore di intervallo (esempio da 0-100) è più adatto a rilevare la distanza. Per questo caso abbiamo bisogno di ottenere il segnale digitale, il che significa che solo (1 o 0) acceso o spento è adatto per ottenere il valore di conteggio. Per convertire da analogico in digitale uso IC LM358, fondamentalmente questo è Amplifier IC ma questo IC può diventare un comparatore di tensione quando l'intervallo dell'input target può essere impostato dal resistore trimpot, quindi dopo questo IC dare un'uscita (On o OFF)

Calcolo RPM Formula

Dopo aver attivato l'input da High a Low, i dati vengono calcolati con tempo e rivoluzione

1 giri/min = 2π/60 rad/s.

Il segnale da IR collega un interrupt 0, nell'ingresso digitale del pin 2 su arduino, ogni volta che il sensore passa da LOW a HIGH, viene conteggiato l'RPM. quindi la funzione verrà chiamata incremento doppio (REV). Per calcolare l'RPM effettivo, abbiamo bisogno del tempo impiegato per un giro. E (millis() - tempo) è il tempo impiegato per un giro completo. In questo caso, sia il tempo impiegato per un giro completo, quindi il numero totale di giri RPM in 60sec (60*1000 millisecondi) è: rpm = 60*1000 / t * effettivoREV => rpm = 60*1000 / (millis() - tempo) * REV/2

la formula è ricavata da questo link

Schermo

Dopo che la misurazione da arduino è necessaria per visualizzare, scelgo lo stile oled 0, 91 , sembra più moderno ed è piccolo. Per l'arduino uso la libreria adafruit ssd1306 il suo lavoro è davvero affascinante. Ci sono alcuni trucchi che uso per evitare lo sfarfallio durante la lettura il segnale di interruzione utilizza un timer millis separato, uno per il sensore e uno per la visualizzazione del testo.

Passaggio 4: schema e layout del PCB

Lo schema è davvero semplice, ma ho realizzato il PCB per sembrare più ordinato e compatto, durante la creazione del layout del pcb è necessario lavorare insieme al design del contenitore. quindi stampato su carta e crea un modello di cartone per avere la sensazione delle dimensioni. Dalla vista dall'alto il display Oled sembra sovrapporsi ad arduino nano, infatti la posizione del display oled è più alta di arduino nano.

Un LED rosso deve pilotare che il sonsor sta leggendo, quindi ho messo quel piccolo LED rosso nella parte inferiore del trimpot che ha una doppia funzione in un foro.

Sotto l'elenco delle parti

1. Sensore IR TCRT 5000

2. Trimpotto 10 K

3. Resistenza 3k3 e 150 Ohm

4. LM358

5. Visualizza Oled 0, 91

6. Arduino Nano

7. Led Rosso 3mm

8. Alcuni pezzi di cavo

Passaggio 5: supporto motore

Il supporto del motore è progettato per seguire la funzione. la funzione stessa è mettere il motore in modo facile, sicuro e misurare con precisione. considerare la forma e la dimensione è dividere in tre parti come descritto di seguito

Supporto sensore

Basato sul foglio dati TCRT 5000, la distanza del sensore IR quando viene letto l'oggetto riflettente è di circa da 1 mm a 2,5 mm, quindi ho bisogno di progettare il supporto del sensore, infine scelgo la distanza più meno di 2 mm vicino al bordo. (Supporto sensore) 8, 5 mm - (Sensore di altezza) 6, 3 = 2, 2 mm ed è ancora all'interno dell'intervallo di capacità del sensore

La seconda cosa che deve essere più attenzione è la posizione del sensore, dopo diversi confronti per una lettura migliore e più veloce il sensore dovrebbe essere posizionato parallelamente e non a croce con il cerchio

Supporto motore

Le parti del supporto del motore dovrebbero contenere la dinamo del motore, la dinamo del motore del contattore e il cerchio Basato sul foglio dati del mini motore dc, l'altezza della dinamo del motore è 15, 1 mm, quindi ho preso 7, 5 mm di profondità è esattamente nel mezzo e la forma è come un negativo muffa. Il foro per il cerchio dovrebbe essere più grande di 21,50 mm per una procedura più specifica su come realizzare il cerchio nel passaggio successivo. ultime cose è il contattore dinamo motore ho preso il contattore dal portabatteria 2302, copia e disegna il foro (per attaccare il perno) e mettilo nella parte inferiore del portamotore.

Coperchio motore

Per motivi di sicurezza, durante la misurazione della velocità del motore si generano vibrazioni e si evitano danni al coperchio del motore progettato con scorrimento.

Questo design ha difficoltà per "alcune stampanti 3D" (che uso) specialmente per i componenti scorrevoli, ma dopo un paio di tentativi decido di utilizzare il filamento ABS per ottenere un risultato quasi perfetto

le cose e tutti i dettagli delle parti del disegno sono allegati che puoi studiare per sviluppare meglio

Passaggio 6: scatola

Il disegno della parte della scatola tramite modellazione 3d nella parte superiore serve per mettere il supporto del motore, il display e il regolatore del sensore. Sul lato anteriore o posteriore c'è la console dei poteri. Sul lato sinistro e destro c'è la ventilazione dell'aria per evitare che la temperatura calda provenga dal motore quando funziona per un lungo periodo. e questa parte è stata realizzata con la stampa 3d

Passaggio 7: suggerimenti per l'assemblaggio

all'inizio prendo un po' di ottone e lo taglio manualmente, il risultato è un disastro, la mia mano non è perfettamente adatta alla lavorazione, quindi cerco qualcosa di piccolo come connettore, quindi ho scoperto pezzi di connettore dal portabatterie 2302, è perfettamente curvo con la forma dell'alloggiamento Dinamo motore.

Quando si assembla il PCB del controller deve essere avvitato alla parte superiore dell'involucro, ma in questo involucro ho realizzato un design sbagliato, il foro e il supporto sono troppo piccoli, quindi è difficile trovare una piccola vite, a proposito quindi uso la colla a caldo per l'assemblaggio temporaneo

Avvolgimento del sensore IR e sicuro con tubo termoretraibile per evitare cortocircuiti quando questi strumenti vibrano

Passaggio 8: il cerchione

Il cerchio è stato realizzato con due alternative, una con albero liscio e l'altra con pignone (mini 4wd gear shaft). alcune volte estrarre e rimettere il pignone è un dolore e perderà la presa sull'albero in modo che sia facile da usare. l'ultima cosa tutta la superficie del cerchio verniciata in nero con vernice spray tranne la piccola striscia di 1 cm in più e in meno per la lettura del sensore

Passaggio 9: fornire il potere

La dinamo del motore ha un consumo energetico affamato, non può unirsi all'alimentazione del microcontrollo, anche utilizzare il chip del driver del motore è meglio rendere l'alimentazione separata per il motore e per il controller, significa che in questo caso uso due batterie per alimentare la dinamo del motore è come la condizione reale quando si collega in auto, quindi usa 5v per il microcontrollo (usa mini usb)

Di seguito è riportato l'elenco delle parti

1. Presa di corrente femmina

2. Mini USB femmina

3. Pezzo di foro PCB

4. Accendi e spegni

5. Alimentazione 5vdc

6. Portabatterie 2XAA

Passaggio 10: test e calibrazione

Dopo l'assemblaggio di tutte le parti elettroniche e custodia, presa di corrente.

Ora vado a test e calibrazione

Il primo è accendere il dispositivo, il led verde di arduino passerà attraverso quel materiale traslucido

Il secondo è assicurarsi di utilizzare Rim con striscia bianca. ruotare di 180 gradi fino a quando la striscia bianca non scende di fronte al sensore, se il led rosso si accende significa che il sensore sta leggendo. prova a ruotare il cerchio e assicurati che il sensore rivolto verso il nero colore rosso led sia spento.

Nel caso in cui il sensore non venga rilevato, provare a regolare il trimpot con un piccolo cacciavite. Dopodiché accendi l'alimentazione del motore e vedi la misurazione

Passaggio 11: il processo

L'evoluzione di questi strumenti proviene da molte prove e brainstorming da una comunità di utenti molto piccola, specialmente mio fratello come primo utente, il punto dovrebbe essere raggiunto è

1. Come ottenere una misurazione precisa dell'RPM, confrontando il risultato della misurazione da Giri (App Android)

2. Come alimentare il motore

3. Come tenere / bloccato e rendere il supporto della dinamo del motore

Finora questi strumenti sono già stati richiesti dagli hobby (mio fratello e i miei amici correttamente:D) e alcuni sono prodotti su richiesta, spero che qualcuno possa costruirlo e svilupparlo, grazie ancora e buon fai-da-te