Verificador RPM para Mini Motor Dc: 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Revolução por minuto, resumidamente, é uma velocidade de rotação expressa em rotações por minuto. as ferramentas para medir RPM geralmente usam tacômetro. Ano passado achei interessante o projeto feito pela electro18, e é minha inspiração instrutível, ele foi feito para "Medir RPM - Tacômetro Óptico" link abaixo

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

este projeto é muito inspirador e pensei em remixar e ajustar especificamente para medir minomotor cc.

Os hobbies do Mini 4WD medir as RPM são uma atividade de rotina para preparar a máquina antes de colocá-la no carro. Portanto, essas serão ferramentas importantes que sempre carregam e podem ser usadas em qualquer lugar necessário, então vamos fazer nosso verificador de rpm

Etapa 1: Como funciona

Esta ferramenta funciona de forma muito simples, o aro é girado pelo motor e o sensor lê a revolução do ponto branco obtido a partir desse aro. O sinal do sensor é enviado para o microcontrole calculado e exibido o resultado de rpm, isso é tudo. Mas como fazer todas as coisas, vamos começar nas etapas

Etapa 2: Método de Medição

Existe um método de variação para medir RPM

1. Por som:

Há algumas instruções interessantes sobre como medir Rpm usando software de edição de áudio gratuito https://www.instructables.com/id/How-to-Measure-RP…, o trabalho é capturar a frequência do som, analisar e cortar ritmos repetíveis e calcular para obter por minuto.

2. Por magnético

Existe uma boa fonte instrutível sobre como medir Rpm por campo magnético

www.instructables.com/id/RPM-Measurement-U… o trabalho é capturar o pulso e convertê-lo em revolução toda vez que o sensor magnético estiver voltado para um ímã. alguns usam sensor Hall e ímã de neodímio

3. Por Ótica

Novamente, há muitas fontes de como medir Rpm usando https://www.instructables.com/id/Simple-Motor-Spe… óptico

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

Método este que escolho para desenvolver o aparelho, pois não há necessidade de ambiente silencioso durante a medição.

Etapa 3: Eletrônica e Método de Programação

Leitura Ótica

A leitura óptica é o uso da radiação refletida do feixe infravermelho para o objeto e recebida pelo fotodiodo infravermelho, o objeto com cor branca ou cor clara mais fácil de refletir do que a cor preta ou escura. Eu escolhi usar TCRT 5000 da Vishay já vem embalado com caixa de plástico e é pequena

Sinal de conversão

Este sensor IR pode se tornar um sensor analógico ou sensor digital, o que significa analógico ter um valor de faixa (exemplo de 0-100) é mais adequado para detectar a distância. Para este caso, precisamos obter o sinal digital, o que significa que apenas (1 ou 0) ligado ou desligado é adequado para obter o valor de contagem. Para converter de analógico em digital, eu uso IC LM358, basicamente este é amplificador IC, mas este IC pode se tornar um comparador de tensão quando a faixa de entrada alvo pode ser definida pelo resitor trimpot, então após este IC dar uma saída (ligado ou desligado)

Fórmula de cálculo RPM

Depois de acionar a entrada de alto para baixo, os dados são calculados com o tempo e a revolução

1 rpm = 2π / 60 rad / s.

O sinal do IR anexa uma interrupção 0, no pino da entrada digital 2 no Arduino, sempre que o sensor vai de BAIXO para ALTO, o RPM é contado. então a função será chamada de incremento duplo (REV). Para calcular o RPM real, precisamos do tempo necessário para uma revolução. E (milis () - tempo) é o tempo necessário para uma rotação completa. Neste caso, seja o tempo gasto para uma revolução completa, de modo que o número total de revoluções RPM em 60seg (60 * 1000 milissegundos) seja: rpm = 60 * 1000 / t * realREV => rpm = 60 * 1000 / (milis () - tempo) * REV / 2

a fórmula é obtida neste link

Exibição

Após a medição do arduino é necessário visualizar, eu escolho o estilo oled 0, 91 , parece mais moderno e é pequeno. Para o arduino eu uso a biblioteca adafruit ssd1306, seu trabalho é realmente encantador. Há alguns truques que eu uso para evitar oscilações durante a leitura o sinal de interrupção está usando um temporizador millis separado, um para o sensor e outro para mostrar o texto.

Etapa 4: Esquema e Layout de PCB

O esquema é realmente simples, mas fiz o PCB para parecer mais limpo e compacto. Durante a criação do layout do pcb, preciso trabalhar em conjunto com o design do gabinete. então imprima em papel e faça um modelo de papelão para ter uma ideia do tamanho. Visto de cima, o Oled Display parece se sobrepor ao Arduino Nano, na verdade, a posição do Oled Display é mais alta do que o Arduino Nano.

Um LED vermelho precisa controlar que o som está lendo, então coloquei aquele pequeno LED vermelho na parte inferior do trimpot que tem função dupla em um orifício.

Abaixo da lista de peças

1. Sensor TCRT 5000 IR

2. Trimpot 10 K

3. Resistor 3k3 e 150 Ohm

4. LM358

5. Exibir Oled 0, 91

6. Arduino Nano

7. Led vermelho 3mm

8. Alguns pedaços de cabo

Etapa 5: suporte do motor

O suporte do motor é projetado para seguir a função. a função em si é colocar o motor com facilidade, segurança e medir com precisão. considerar a forma e dimensão é dividido em três partes, como descrito abaixo

Suporte do Sensor

Baseado na folha de dados TCRT 5000, a distância do sensor infravermelho ao ler o objeto reflexivo é de cerca de 1 mm a 2,5 mm, então eu preciso projetar o suporte do sensor e, finalmente, escolho o intervalo de distância mais menos 2 mm perto da borda. (Suporte do sensor) 8,5 mm - (Sensor de altura) 6, 3 = 2, 2 mm e ainda dentro da faixa de capacidade do sensor

A segunda coisa que precisa de mais atenção é a posição do sensor, após várias comparações para uma leitura melhor e mais rápida, o sensor deve ser colocado paralelo e não cruzado com o aro

Suporte do motor

As peças do suporte do motor devem conter dínamo do motor, dínamo do motor do contator e aro Com base na folha de dados do mini motor CC, a altura do dínamo do motor é 15,1 mm, então peguei 7,5 mm de profundidade está exatamente no meio e a forma é como um negativo bolor. O furo para o aro deve ser maior que 21,50 mm para mais detalhes sobre como fazer o aro na próxima etapa. A última coisa é o dínamo do motor do contator. Peguei o contator do suporte da bateria 2302, copie e desenhe o orifício (para prender o pino) e coloque na parte inferior do suporte do motor.

Tampa do motor

Por razões de segurança, durante a medição a velocidade do motor dará vibração e para evitar qualquer dano na tampa do motor projetada com corrediça.

Este projeto tem dificuldades para "alguma impressora 3D" (que eu uso) especialmente para componentes deslizantes, mas depois de algumas tentativas, decidi usar filamento ABS para obter um resultado quase perfeito

as coisas e todos os detalhes de peças de desenho estão anexados, você pode estudar para desenvolver mais melhor

Etapa 6: Caixa

O desenho da parte da caixa por modelagem 3d na parte superior é para colocar suporte do motor, display e regulador do sensor. Na parte frontal ou traseira, há console de alimentação. No lado esquerdo e direito há ventilação de ar para evitar que a temperatura quente venha do motor quando este estiver funcionando por um longo período. e esta parte foi feita por impressão 3D

Etapa 7: dicas de montagem

no começo eu pego um pouco de latão e corto manualmente, o resultado é um desastre minha mão não é perfeita para fazer, então eu procuro algo pequeno como conector então descobri pedaços de conector do porta-bateria 2302, é perfeitamente curvo com o formato da carcaça Dínamo motor.

Quando a placa de montagem do controlador deve ser parafusada na parte superior da caixa, mas nesta caixa eu fiz um design errado, o orifício e o suporte são muito pequenos, então é difícil encontrar um parafuso pequeno, a propósito, eu uso cola quente para montagem temporária

Envolvimento do sensor IR e seguro com tubo termorretrátil para evitar curto-circuito quando esta ferramenta vibrar

Etapa 8: O Rim

O aro foi feito com duas alternativas, uma com eixo liso e outra com pinhão (mini eixo de engrenagem 4x4). algumas vezes tirar e colocar novamente o pinhão é uma dor e vai perder a aderência ao eixo para que fique fácil de usar. a última coisa que toda a superfície do aro foi pintada de preto por spray de tinta, exceto uma pequena faixa de 1 cm a mais e a menos para leitura do sensor

Etapa 9: Fornecimento de energia

Motor dínamo tem grande consumo de energia, não pode se juntar à energia do microcontrole, mesmo usar o chip do driver do motor é melhor fazer a energia separada para o motor e para o controlador, significa que, neste caso, eu uso duas baterias para alimentar o dínamo do motor é como a condição real quando anexado ao carro, em seguida, use 5v para microcontrole (use mini usb)

Abaixo está uma lista de peças

1. Tomada de alimentação fêmea

2. Mini Usb Feminino

3. Pedaço de orifício PCB

4. Desligue

5. Fonte de alimentação 5vdc

6. Suporte de bateria 2XAA

Etapa 10: Teste e Calibração

Após a montagem de todas as peças eletrônicas e gabinete, soquete de alimentação.

Agora vou testar e calibrar

Primeiro é ligar o dispositivo, o led verde do Arduino passará por aquele material translúcido

Em segundo lugar, certifique-se de usar Rim que tem listra branca. gire 180 graus até que a faixa branca desça voltada para o sensor, se o led vermelho acender significa que o sensor está lendo. tente girar o aro e certifique-se de que o sensor voltado para o led vermelho preto esteja desligado.

Caso o sensor não seja detectado, tente ajustar o trimpot com uma chave de fenda pequena. Depois disso, ligue a alimentação do motor e veja a medição

Etapa 11: O Processo

A evolução dessas ferramentas vem de muitos testes e brainstorming de uma comunidade de usuários muito pequena, especialmente meu irmão como primeiro usuário, o ponto a ser alcançado é

1. Como obter uma medição precisa de RPM, comparando o resultado da medição Giri (Android App)

2. Como alimentar o motor

3. Como segurar / travar e fazer o suporte do motor dínamo

Até agora essas ferramentas já pediram por hobbies (meu irmão e amigos corretamente: D) e algumas são produzidas a pedido, espero que todos possam construir e desenvolver também, Obrigado novamente e Feliz DIY