Делаем бесконтактный лазерный тахометр на Arduino

Простой в сборке цифровой бесконтактный тахометр на Arduino позволяет измерять скорость вращения до 99,999 об/мин

Лазерный тахометр – прибор предназначенный для оперативного измерения частоты вращения (оборотов в единицу времени) различных вращающихся деталей и механизмов. Принцип работы такого тахометра основан на измерении частоты вращения с помощь лазерного луча, отраженного от контрастной маркерной ленты, наклеенной на движущийся предмет или вал. Стоимость подобных промышленных приборов достаточно высока даже для бюджетных вариантов. В статье мы рассмотрим вариант подобного прибора на Arduino, который не уступает по точности бюджетным промышленным приборам (Рисунок 1).

Рисунок 1.	Бесконтактный лазерный тахометр на Arduino.

Для сборки тахометра понадобиться: плата Arduino Nano, модуль лазерного излучателя, модуль лазерного приемника (модуль лазерного датчика), модуль OLED дисплея 128×32 с интерфейсом I 2 C, тактовая кнопка, разъем для подключения 9-вольтового элемента питания типа «Крона».

Схема подключения модулей к плате Arduino изображена на Рисунке 2. Процессы сборки, подключения компонентов к плате Arduino, а также компоновки в корпусе, демонстрируются в видеоролике в конце статьи.

Рисунок 2.	Схема лазерного тахометра на Arduino (подключение модулей к плате Arduino Nano).

Примененный модуль лазерного излучателя (модуль лазерного диода) имеет номинальное напряжение питания 5 В; генерируемое излучение в диапазоне 650 нм мощностью 5 мВт (Рисунок 3). Потребляемый лазером ток составляет не более 40 мА, поэтому допустимо его подключение к выходу 5 V платы Arduino (выход встроенного в плату Arduino регулятора напряжения 5 В).

Рисунок 3.	Модуль лазерного излучателя.

Модуль лазерного сенсора использует приемник немодулированного лазерного излучения, поэтому при измерениях рекомендуется избегать засветки сенсора ярким солнечным светом или другими источниками света (Рисунок 4). При попадании лазерного излучения на датчик (в нашем случае – отраженный лазерный луч) на его выходе «Out» появляется высокий уровень, в отсутствии засветки датчика на выходе фиксируется низкий логический уровень. Номинальное напряжение питания модуля лазерного приемника составляет 5 В. Также на плате модуля лазерного приемника установлен светодиод, индицирующий подачу питания.

Рисунок 4.	Модуль лазерного датчика.

Примененный модуль OLED дисплея с разрешением 128×32 точки (на контроллере SSD1306) подключается к плате Arduino по интерфейсу I 2 C. Напряжение питания модуля дисплея равно 5 В (Рисунок 5).

Рисунок 5.	Модуль OLED дисплея с интерфейсом I 2 C и разрешением 128×32 точки для лазерного тахометра.

Скетч Arduino доступен для скачивания в разделе загрузок. В скетче, помимо стандартных библиотек Arduino, используются библиотеки Adafruit_GFX.h и Adafruit_SSD1306.h для работы с OLED дисплеем. Если эти библиотеки не установлены в среде Arduino, их необходимо установить с помощью менеджера библиотек.

Для прибора разработан корпус, проектные файлы для печати корпуса на 3D принтере доступны для скачивания в разделе загрузок. При сборке прибора автор в корпусе совместил модуль лазерного излучателя и приемника.

Видео сборки прибора и демонстрация работы

Как вы можете заметить в видеоролике, начиная с 4:40 самодельный лазерный тахометр показывает примерно те же значения, что и промышленный прибор, но с боле высокой частотой обновления значений на дисплее. Автор проекта в комментариях к видеоролику утверждает, что прибор позволяет измерять скорость до 99,999 об/мин.

Загрузки

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

Источник

Тег Тахометр

Прибор для измерения частоты вращения двигателя.

Тахометр

В последнее время стала очень актуальна проблема контроля оборотов двигателя автомобиля. Ранее предложенные схемы имеют ряд недостатков, связанных с большим количеством элементов, большим потребляемым током и возможностью контроля оборотов двигателя только в цифровой форме.

Тахометр-2 или Тахометр своими руками

Предлагаемый ниже тахометр вы можете собрать своими руками, прибор весьма прост по схеме, но обладает хорошими техническими характеристиками, собран на доступных компонентах. Тахометр может оказаться очень полезным при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов срабатывания экономайзера и др.

Автор: Бирюков А.

Тахометр-3

Предлагаю простой, но надежно работающий на моем автомобиле «Форд-Эскорт» электронный тахометр. Прибор имеет двухразрядный цифровой индикатор, показывающий число тысяч и .сотен оборотов в минуту. Питается тахометр от бортовой сети автомобиля и потребляет ток 0,45А.

Электронный тахометр для автомобиля

Водителю иногда интересно знать, какое число оборотов развивает двигатель автомашины. Определить это можно с помощью несложного электронного тахометра (рис. 1), измерительного прибора, шкала которого градуирована в числах оборотов двигателя. Его удобно расположить поблизости от рулевого управления.

Электронный тахометр для мотоцикла

Во многих мотоциклах, мопедах, мотонартах и другой мототехиике отсутствует такой важный прибор как тахометр. Предлагаю простой и надежный электронный тахометр. Он рассчитан на работу с одноцилиндровым двухтактным двигателем внутреннего сгорания с контактной или бесконтактной системой зажигания и позволяет измерять частоту вращения коленчатого вала до 10000 об/мин.

Тахометр на Arduino

Тахометр — это полезный инструмент для подсчета RPM (оборотов в минуту) колеса или всего, что крутится. Самый простой способ сделать тахометр — это использовать ИК передатчик и приемник. В этой статье мы рассмотрим, как использовать ИК-передатчик и приемник для изготовления тахометра с применением Arduino. Результат отображается на ЖК-дисплее 16х2.

Автор: Касьянов А.

Простой тахометр с большими цифрами на ATmega8 и LCD 16×2

Предлагаю вариант тахометра на AVR микроконтроллере с большими цифрами на символьном дисплее. Цифры выстраиваются из отдельных сегментов на всю высоту дисплея, что делает показания прибора более читабельными. Рассчитывался на диапазон измерения от 300 до 9999 оборотов в минуту. Но получилось так, что при более высоких (от 10000) об/мин, младший разряд сдвигается за пределы экрана и прибор показывает количество оборотов в минуту, делённое на 10.

Источник

Измерение частоты вращения

Механический самодельный тахометр из моторчика

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек — это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка — это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками

Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками

Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками

Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

Источник

Делаем лазерный тахометр

Я все хочу заменить мотор в системе отопления с коллекторного от стиральной машины на асинхронный. Чтоб тише было. Но я не знаю с какой частотой вращается вентилятор сейчас. А асинхронные двигатели нужно подбирать под частоту вращения, так как просто ее регулировать не получится — нужен частотный преобразователь.

Поэтому сваял такой девайс. Лазер светит на объект вращения, фотодиод улавливает как мигает пятно. для этого на вращающийся объект наносится контрастная метка. Дальность действия около полуметра. Есть такие девайсы и промышленного исполнения, но зачем покупать если можно сделать?

Изначально хотел сделать все из говна и палок, так как надо на один раз, но 3д принтер без дела стоит, поэтому и корпус изготовил.

Короче проект выходного дня.

Будет штук 10 фот.

Первым делом я рисовал корпус. Чтоб отправить на печать т.к. это долго.
Сначала грубо рисовал детали, буквально основные габариты. Какие-то модели деталей нашел в инете, например, контроллера и батарейки. Потом в пространстве их располагал. Затем рисовал вокруг них корпус. На все про все где-то два часа.

Сначала обрисовывал по контуру, как бы заготовку, потом «выдалбливал внутренности» как надо. Все делалось в Solidworks, там это несложно делается. Дольше привыкать к инверсии колесика мышки 😉

Расставил подпорки где надо, крепления под все

Вот так выглядит законченная модель.

Отправляем в слайсер и печатаем. Эта картинка для того чтоб оценить внутреннюю геометрию поделки. Печатал PLA пластиком, так как это нежное говно только на такие поделки и годится.

Сам процесс печати обычный: елозит туда-сюда головка и пластиковой колбасой мажет корпус. После печати вытаскиваем, проверяем, убираем поддержки и прочую хрень.

На этой картинке все уже собрано. Дисплей у меня был, контроллер — тупо ардуина. От кроны понижающий стабилизатор, выключатель. Лазер из указки за 50 рублей (а модуль отдельно в магазе стоит 300). На нижней части корпуса — фотоприемник. Все что имеет дырки — прикручено, что не имеет — приклеено соплями Хошимина.

Логика работы прибора тупа до безобразия: лазер светит на вращающуюся часть. на ней наносим метку контрастную. Фотодиод улавливает импульсы изменения освещения. Чтоб можно было точнее настроиться на моргания есть светодиод, который моргает если прибор понимает что был импульс. И все, считаем сколько раз в секунду моргнуло, множим на 60, выводим на экран. Из органов управления только кнопка вкл-выкл. Даже обидно

Я удивился что работает хорошо, так как это это второй вариант прибора, первый был неудачным, без лазера, а просто со светодиодами, с литиевым аккумулятором, зарядкой от USB и поебал мне мозги знатно. Расстояние с которого меряет обороты — до полуметра.

Я не знаю сколько готовый стоил, этот обошелся мне рублей в 500.

у меня все, можно кидать зелени или шпалы

Плюсанул, для нечемзанятьруки сойдёт. 500 р. дорого нах, на али 300 р. На сдачу пивка бы взял.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

да, действительно
лазер — 50р
ардуина — 50р
батарейка — 50р
стабилизатор — 30р
дисплей — 60р
фотодиод — 10р

Остальное было. Итого 250р. не считая пластика
да пойдет
Импортозамещение блэт!

1. батарейка типа «крона» стоит не менее 200 руб. (покупал самую душевую 1 месяц назад за 245 руб)
2. Ардуино NANO не менее 150 руб
3. Стабилизатор не менее 100 руб
4. Дисплей на 4-е сегмента — да верно, даже можно было дешевле
5. Фотодиод увы купить штучно только в наших магазинах можно, на алике только партией
6. лазер хуй с ним пусть так и будет

материал для 3D принтера
время (модель, печать, пайка, сборка)

итого: 570 руб без учета

Готовый 2500. самый дешманский.

Молодец! Мне тоже был нужен тахометр, измерять диапазон оборотов движка от стиралки.
Но я поленился делать. Просто купил. Работает хорошо. Там полоски из фольги, липкие. Приклеиваешь на шкив и меряешь. Всё чётко. Питание тоже от кроны.
А за рукожопство — зелень!

ну а такие как ты начинаю ныть что все не так!
У меня отопление в дачном доме хитрое — водо-воздушное. Нагретый антифриз идет в радиаторы от десятки, туда дует вентилятор и разносит по дому уже нагретый и отфильтрованный воздух.

готовые фанкойлы использовать не стал — дорого, да и по геометрии не пролазило под пол (там у меня собрано все). Поэтому рассчитал полуметровый вентилятор, вырезал лазером из фанеры, а привод от двигателя стиралки, т.к. валялся без дела. Но он шумный, поэтому хочу заменить на прямой привод без ремня, вентилятор прямо на вал двигателя насадить. Но я не знаю сколько сейчас дает оборотов он, вот заморочился чтоб узнать.

То что я горожу не называется осевым вентилятором. И, кстати, давно нагородил и это хорошо работает.

Цитата (Baldy @ 15.01.2020 — 23:02)

Цитата (барабаныч123 @ 15.01.2020 — 22:59) Цитата (LupusGrey @ 15.01.2020 — 22:56) Дайте угадаю! Последняя цифра (самый младший разряд) всегда показывает ноль? . Что здесь сказать? Поставил бы «плюс», если, хотя бы, с математикой постарались бы. А так, . корпус нормальный. а какая там математика? Скользящее среднее да и все. А как реализовано? Я себе на скутер тахометр сваял, значения скачут шопипец, так и не победил. Можно кусок кода посмотреть со скользящим средним?

да просто массив на пять значений, при измерении последовательно в каждую ячейку заносится значение. Сначала в нулевую, потом в первую и так до последней. Потом опять в нулевую. А при выводе на экран все это складываем вместе и делим на количество.

Код

#include #define CLK A5//pins definitions for TM1637 and can be changed to other ports #define DIO A4 #define TACH 9 #define LED 13 #define LASER 10 TM1637Display display(CLK, DIO); unsigned long lastTime=0; unsigned long count=0; bool input=false; #define AVGCNT 5 unsigned long countAvg[AVGCNT]; byte avgCurr=0; union Num < long l; byte b[4]; > ListDisp; void setup() < Serial.begin(115200); pinMode(TACH, INPUT_PULLUP); pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(LASER, OUTPUT); // All segments on display.setSegments(data); // Selectively set different digits data[0] = display.encodeDigit(0); data[1] = display.encodeDigit(1); data[2] = display.encodeDigit(2); data[3] = display.encodeDigit(3); display.setSegments(data); > void loop() < digitalWrite(LASER,HIGH); //передний фронт импульса if(digitalRead(TACH)==LOW && input==false) count ; if(digitalRead(TACH)==LOW) < digitalWrite(LED, HIGH); input=true; >else < digitalWrite(LED, LOW); input=false; > if(millis()>lastTime 1000) < count=count*60; if(count>9999) count=9999; countAvg[avgCurr]=count; avgCurr ; if(avgCurr>AVGCNT) avgCurr=0; avg=avg/AVGCNT; lastTime=millis(); display.showNumberDec(avg, false); count =0; Ну, за ардуинство позеленю ,хотя прибор на уровне скетча из «примеров» (но отработку импульса я бы через прерывание сделал) , но компоновка прикольная (кроме кода хорошо бы ещё модельку корпуса выложить, — опенсорс, так опенсорс). Один вопрос: а чем «обычный» оптодатчик не пронравился? Цитата (барабаныч123 @ 15.01.2020 — 22:59) а какая там математика? . Не измеряют «сколько раз в секунду», а измеряют время между двумя импульсами. Это период — t. Частота обратно пропорциональна периоду. F = 1 / t. Удобно мерить период тактами частоты процессора. А потом, разделить: F(частота) = «1» ( количество тактов процессора в минуту, например 60’000’000, если тактовая частота 1MHz) /t (период=количество тактов между импульсами) И не будет «скачек» и будет задействован и самый младший разряд индикации. В комплексе вентилятор вот под фильтром слева. Это вся установка уже третья версия. Три года работает. Я как-нибудь напишу про свою систему отопления. Она необычная, вы все охуеете и будет стопицот возмущенных возгласов как от всех «профи» на профильных форумах. Единственно где это оценили это форум электронщиков, которые привыкли к сложным и нетривиальным, но эффективным решениям. У меня гибридная система отопления, в ней камин греет антифриз, насос отправляет его в радиаторы, а оттуда по воздуховодам идет теплый воздух. Это дешевле и эффективнее. Просто для примера: два радиатора от 2110 стоят 3 тыщи рублей. Тепловая мощность каждого до 50 кВт. Радиаторы отопления обычные стоят 4..6 тыщ рублей, а мне их надо аж 13..15 штук! Деньги то у меня есть, я могу снести нахуй этот дом и построить заново по всем каннонам новый. Но я предпочитаю затратить интеллектуальные возможности и получить удовольствие от созидания. Как результат: первый этаж дома площадью 48 квадратов прогревается с -10 до 24 за два часа затрачивая 30 кг дубовых дров. Дом деревянный. Повторюсь, я делаю так заморочено не потому что хочу хочу результат на отъебись/лишь бы было, мне доставляет удовольствие процесс разработки. Кто-то бухает, кто-то колется, кто-то в танчики играет, а я люблю придумывать и делать. это все спрятано под полом, ничего не видно. А мотор жужжит только в одной комнате — на кухне. В спальнях ничего не слышно. Я позже напишу подробный обзор на мою систему отопления и напишу почему я сделал именно так. я много чего могу купить. Если так рассуждать — проще умереть и ничего не делать Суть в техническом творчестве. В получении новых знаний и навыков. Цитата (барабаныч123 @ 15.01.2020 — 23:03) ну а такие как ты начинаю ныть что все не так! У меня отопление в дачном доме хитрое — водо-воздушное. Нагретый антифриз идет в радиаторы от десятки, туда дует вентилятор и разносит по дому уже нагретый и отфильтрованный воздух. готовые фанкойлы использовать не стал — дорого, да и по геометрии не пролазило под пол (там у меня собрано все). Поэтому рассчитал полуметровый вентилятор, вырезал лазером из фанеры, а привод от двигателя стиралки, т.к. валялся без дела. Но он шумный, поэтому хочу заменить на прямой привод без ремня, вентилятор прямо на вал двигателя насадить. Но я не знаю сколько сейчас дает оборотов он, вот заморочился чтоб узнать.

Шумоподавители есть в системе?
Знаешь что это такое, зачем нужны, куда ставят?

Самопальный лазерный тахометр — последнее, о чём тебе надо думать.

Вот меня всегда удивляли люди которые по двум словам безапелляционно наваливают свое авторитетное мнение. при чем зацепятся за то что более менее входит в зону интересов и долбят далеко не по теме.

Вы то откуда знаете что шумит? Вы даже шума не слышали этого! Вентилятор приводится в движение коллекторным мотором с частотой 15 тыщ, они очень шумные сами по себе. При чем тут шумоподавители в воздуховодах то?

Люди высказывают своё мнение, потому что разбираются в вопросе.
Не так как ты, а б/м профессионально.
Я вот могу посчитать и вент и СО.
Поэтому и написал, что у тебя основной шум не от мотора и подвесов.
И это очевидно для меня, ибо я систем вент посчитал и сделал чуть больше сотни.
Но тебе похоже это не надо. Тебе плюсики за тему надо. Не ссы, я уже поставил и ещё поставлю.

З.Ы.
Зарекся писать в «строительных» темах. Но тут чёрт дернул
Даешь совет, но тебя же ещё и шпалят за это.

Есть на ондроеде звуковой осцилл
Гораздо легче присунуть вентилятору кредиткой

1) крону брал за 70 рублей в чипдипе.
2) arduino pro mini стоит 65 р на али. У меня их много
3) понижающий стаб 18 рублей

материала потратил 30 грамм. тыща рублей за килограмм, значит 30 руб. время не считаю

В общем конечно проще купить на али. Но это надо ждать. А у меня этих деталей валяется много. И если ардуины куда-нибудь применю, то дисплеи нафиг не нужны, хоть куда-то применю. Не лежать же им мертвым грузом. Вот взял и сделал, хоть какая-то польза.

А можно и банальным герконом или датчиком холла обойтись на мое имхо.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Обошёлся рублей в 500 и времени потраченного хуего туча . По мне проще заработать и купить.Я даже лопаты снеговые обленился делать , ибо опятьтаки проще заработать и купить .
Имхо конечно .

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Чем отличаются русский, американский и еврейский форумы?
— на американском форуме вы задаете вопрос и вам дают ответ
— на еврейском форуме вы задаете вопрос и вам задают встречный вопрос
— на русском форуме вы задаете вопрос и вам долго объясняют почему вы такой мудак.

За исходники спасибо.

Камрад,а мне на заказ сделаешь такой?В долгу не останусь 🙂

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Абсолютно не по этому. Хотя по этому)
Понимаете, инженеры всех веков всегда мечтали о свободе. Но не такой, какую нам рисуют демократы всех мастей (настоящего Инженера может только тошнить от этой пакости), а свободу владеть окружающей реальностью, насколько это позволяют человеку голова и руки. Насколько способен к обучению (то есть обладаешь усидчивостью, пластичным и сильным умом, волей, терпением), настолько и свободен!
И масса народу померла не увидя своей мечты, потому что все у них было, но воплотить свои идеи уровень техники и науки не позволяли! Видели беспомощные и гневные рисунки Леонардо, который и сделал бы все нарисованное, от чего то отказался бы, что то переделал благодаря опытам. только у него не было ни малейшего шанса. А ведь он, совершенствуя свои поделки, как все Инженеры это делают, непременно полетел бы! Да вот не судьба.

И вот свершилось. Все, что ты можешь придумать реального, сегодня ты МОЖЕШЬ воплотить. Вот как ТС, понадобилось и хлоп — готово уже, включаю! Да люди жизнь бы отдали за пару дней ТАК поработать. Беспомощный и горький смех вызывает нынешнее положение. Таких как ТС нынче единицы. Настала творческая свобода. а Инженеры практически перевелись.
Смотришь вокруг, и смешно и стыдно. Все эти косые жалкие поделки — это ВСЕ? Тьфу.

как почесать левую пятку правым ухом соседа.

зы. не. я плюс поставил, но ТАК заморачиваться.

Источник