轉(zhuǎn)速計(jì)電路：它是如何工作的以及如何制作一個(gè)

發(fā)表時(shí)間：2021-10-21 08:52:43
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僅僅構(gòu)建使用引擎的高功率電子電路板或機(jī)器是不夠的。為什么？因?yàn)槿绻悴荒芴峁┩暾募?xì)節(jié)，這樣的項(xiàng)目就不會完成。甚至是機(jī)器引擎的規(guī)格。

是的，我們說的是發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。而且，要做到這一點(diǎn)，您需要一個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)。這就是為什么轉(zhuǎn)速表在汽車和航空應(yīng)用中必不可少的原因。因此，在本文中，我們將了解有關(guān)轉(zhuǎn)速計(jì)電路的所有信息以及如何制作簡單的轉(zhuǎn)速計(jì)電路。你準(zhǔn)備好了嗎？讓我們開始！

什么是轉(zhuǎn)速表？

模擬轉(zhuǎn)速表

要測量的最重要的事情是發(fā)動機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (RPM)。從表面上看，這是顯示引擎可以運(yùn)行多快的功能之一。

此外，它還可以防止您損壞引擎。這就是為什么在使用發(fā)動機(jī)或馬達(dá)時(shí)必須有轉(zhuǎn)速計(jì)的原因，

引擎

但是，轉(zhuǎn)速表究竟是什么？

轉(zhuǎn)速計(jì)是一種傳感器設(shè)備，用于測量可以像發(fā)動機(jī)軸一樣旋轉(zhuǎn)的物體的 RPM。通常，這些類型的傳感器僅適用于電氣或機(jī)械儀器。

但是，在某些情況下，高級轉(zhuǎn)速計(jì)會測量其他事物的時(shí)間段和速度范圍。因此，這種先進(jìn)轉(zhuǎn)速計(jì)的一個(gè)例子是血流計(jì)。該工具測量血流速度。

轉(zhuǎn)速表的類型

有四種主要類型的轉(zhuǎn)速表，具有不同的規(guī)格。

它們包括：

模擬轉(zhuǎn)速表

模擬轉(zhuǎn)速計(jì)電路使用表盤式接口和指針來指示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的當(dāng)前讀數(shù)。

同樣，這些轉(zhuǎn)速計(jì)無法測量偏差和平均值等額外細(xì)節(jié)。

因此，模擬轉(zhuǎn)速計(jì)使用外部頻率到電壓轉(zhuǎn)換器來測量 RPM。它還通過模擬電壓表顯示轉(zhuǎn)換后的電壓。此外，這些轉(zhuǎn)速計(jì)沒有存儲讀數(shù)的技術(shù)。

數(shù)字轉(zhuǎn)速表

數(shù)字轉(zhuǎn)速表 RPM 顯示

與模擬轉(zhuǎn)速表不同，數(shù)字轉(zhuǎn)速表具有存儲讀數(shù)的內(nèi)存。它們還利用 LCD 或 LED 顯示器等數(shù)字顯示器來指示當(dāng)前讀數(shù)。

您可以將這些轉(zhuǎn)速計(jì)用于高精度測量應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)操作。此外，您可以使用此轉(zhuǎn)速計(jì)監(jiān)控基于時(shí)間的數(shù)量。

此外，您更有可能在當(dāng)今的技術(shù)中找到數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)。此外，他們以數(shù)字讀數(shù)顯示測量結(jié)果，而不是表盤和指針。

時(shí)間和頻率轉(zhuǎn)速計(jì)

時(shí)間和頻率轉(zhuǎn)速表都采用不同的工作原理。首先，時(shí)間測量轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)算最大速度。因此，它通過計(jì)算入站脈沖序列之間的時(shí)間間隔來進(jìn)行測量。

另一方面，頻率測量轉(zhuǎn)速計(jì)通過計(jì)算入站脈沖的頻率來測量速度。

此外，時(shí)間轉(zhuǎn)速計(jì)最適合低速測量，而頻率轉(zhuǎn)速計(jì)可以進(jìn)行高速測量。

接觸式和非接觸式轉(zhuǎn)速計(jì)

接觸式和非接觸式轉(zhuǎn)速計(jì)都用作數(shù)據(jù)采集方法。一方面，觸點(diǎn)使用光學(xué)編碼器或磁傳感器。因此，當(dāng)它接觸旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，它使用它們來測量速度。

另一方面，非接觸式使用激光或光盤，不需要物理接觸來測量速度。

應(yīng)用

激光應(yīng)用
交通量和預(yù)期速度估計(jì)
不同的原動機(jī)和機(jī)械應(yīng)用
汽車和航空應(yīng)用（例如測量空氣發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）
模擬錄音應(yīng)用
醫(yī)療應(yīng)用

如何制作轉(zhuǎn)速表

所以我們將學(xué)習(xí)如何使用 Arduino 制作一個(gè)簡單的轉(zhuǎn)速計(jì)電路。

Arduino板

示意圖

LED轉(zhuǎn)速表電路圖

資料來源：維基共享資源

這個(gè)簡單的轉(zhuǎn)速計(jì)電路并不昂貴，它使用了紅外波的概念。我們看不到這些波，但它們的波長有我們可以看到的更遠(yuǎn)的光。

對于該電路，我們將使用紅外傳感器作為主要組件。該紅外傳感器有兩個(gè) LED 燈泡，分別作為發(fā)射器和接收器。因此，發(fā)射紅外線的 LED 是紅外線發(fā)射器，而另一個(gè)（接收器）是紅外線光電二極管。

此外，這些燈泡看起來像普通的 LED 和光電二極管。但是，它們只發(fā)射和接收紅外線。

因此，當(dāng)您打開此 IR 傳感器時(shí)，IR 發(fā)射器開始向您要測量的對象釋放紅外線。

這就是事情變得有趣的地方。

當(dāng)物體反射光線時(shí)，紅外光電二極管將接收它們并產(chǎn)生電壓。現(xiàn)在，產(chǎn)生的電壓取決于反射光線的強(qiáng)度。換言之，強(qiáng)度越高，輸出電壓越高。

最后，它通過 LM358 IC通過 Arduino 輸出引腳發(fā)送電壓作為輸出。

必備工具

Arduino 板 (1)
紅外傳感器 (1)

資料來源：維基共享資源

16X2液晶模組 (1)
一些連接線
焊接
烙鐵

建造和測試

以下是您需要遵循的步驟：

第 1 步：收集您的組件

組裝所有組件，并在施工前確保一切正常。

第 2 步：連接您的組件

將 LCD 和 IR 傳感器的 VCC 和 GND 連接到 Arduino 的 GND 和 5V 引腳。

接下來，將紅外傳感器的 OUT 與 Arduino 板的數(shù)字引腳 2 連接在一起。

最后，將 LCD 的 SCL 和 SDA 引腳連接到 Arduino 的 A5 和 A4。

第 3 步：編碼

一旦您連接了每個(gè)組件，下一步就是對您的 Arduino UNO 進(jìn)行編碼。這是您應(yīng)該使用的代碼：

//DIY 轉(zhuǎn)速計(jì)使用 Arduino 測量準(zhǔn)確的 RPM

//此代碼由 https://www.circuitschools.com 發(fā)布

//需要重新發(fā)布的署名。

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// 創(chuàng)建 lcd 對象地址 0x27（從 i2cscanner 獲取）和 16 列 x 2 行

LiquidCrystal_I2C 液晶顯示器 (0x27, 16,2); //

浮點(diǎn)值=0；

浮動轉(zhuǎn)速=0；

國際轉(zhuǎn)數(shù)；舊時(shí)=0；新時(shí)代；

void isr() //中斷服務(wù)程序

{

轉(zhuǎn)++；

}

無效設(shè)置（）

{

lcd.init(); //初始化液晶顯示器

// 打開 LCD 上的背光。

液晶顯示器背光 ();

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),isr,RISING); //附加中斷

}

空循環(huán)（）

{

延遲（1000）；

分離中斷（0）；//分離中斷

newtime=millis()-oldtime; //找到時(shí)間

int翅膀= 3; // 沒有旋轉(zhuǎn)物體的翅膀，對于圓盤物體使用 1 和白色膠帶

一邊

int RPMnew = 轉(zhuǎn)/翼；//這里我們使用了有 3 個(gè)翅膀的風(fēng)扇

rpm=(RPMnew/newtime)*60000；//計(jì)算轉(zhuǎn)速

舊時(shí)間=毫秒（）；//保存當(dāng)前時(shí)間

轉(zhuǎn)速=0；

液晶顯示器（）；

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(“___TACHOMETER___”);

lcd.setCursor(0,1);

液晶打印（轉(zhuǎn)）；

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),isr,RISING);

}

第 4 步：測試

完成上述所有步驟后，請?jiān)囉靡淹瓿傻霓D(zhuǎn)速計(jì)項(xiàng)目。因此，設(shè)備在發(fā)射紅外線時(shí)應(yīng)將任何物體檢測為障礙物，并在反射時(shí)正確接收光線。

因此，當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)備應(yīng)該計(jì)算物體被障礙物的次數(shù)，并根據(jù)反射強(qiáng)度產(chǎn)生必要的電壓。

注意：該轉(zhuǎn)速計(jì)對光敏感，因此在光線充足的環(huán)境中您可能無法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

馬達(dá)

轉(zhuǎn)速表的工作原理并不復(fù)雜。它利用軸與設(shè)備磁場之間的相對運(yùn)動原理工作。此外，轉(zhuǎn)速計(jì)的電機(jī)會根據(jù)電機(jī)軸的速度產(chǎn)生電壓。換句話說，它計(jì)算電機(jī)軸在運(yùn)動時(shí)每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。

有時(shí)，人們會將轉(zhuǎn)速表與速度表混淆。盡管它們都測量速度，但這兩種設(shè)備執(zhí)行的功能完全不同。轉(zhuǎn)速表測量發(fā)動機(jī)的速度，而速度表則顯示車輛的速度。