اندازه گیری سرعت موتور با سنسور IR و برد آردوینو

فوریه 10, 2019 آردوینو, آردوینو Arduino Uno, پروژه های آردوینو 8,752 بازدید

همواره اندازه گیری سرعت موتور به عنوان یکی از پارامترهای طراحی مدار در نظر گرفته می شود. در اینجا ما با استفاده از یک سنسور ارزان قیمت و پرکاربرد، سرعت موتورهای الکتریکی را اندازه گیری می کنیم.

ماژول اندازه گیری سرعت

از این سنسور عموما در رباتیک، کنترل سرعت موتور(برای اندازه‌گیری سرعت موتورهای الکتریکی ) و … استفاده می‌شود. این ماژول کاربردی بسیار فراوان و ساختمانی ساده برای اتصال به برد آردوینو و راه اندازی دارد و با دقت 5% می تواند سرعت موتور را اندازه گیری کند همچنین این ماژول در سرعت های نزدیک به 10000 تست شده است که کاربردی عالی دارد.

این ماژول برپایه رمزگذاری ساخته شده و عملکردی شبیه به انکودر دارد. هنگامی که یک شفت شروع به چرخش می کند بعد از یک دور کامل مجددا به موقیعت اصلی خود بر می گردد که برای انجام این کار زمانی صرف می شود. با اندازه گیری زمان بین چرخش دور اول و دوم می توان زمان چرخش در یک دور کامل را به دست بیاوریم. با تکرار شدن این عمل در هر ثانیه و ضرب آن در عدد 60 می توانیم تعداد دور را در هر دقیقه به دست بیاوریم.

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO R3 مدل DIP	1 عدد
ماژول مادون قرمز TCRT5000	1 عدد
LCD کاراکتری مدل 16×2 با Backlighting آبی	1 عدد
ماژول درایور موتورهای استپر مدل A4988	1 عدد
LCD کاراکتری مدل 16×2 با Backlighting آبی	1 عدد
ولوم 10kΩ	1 عدد
برد بورد (پروجکت برد) مدل GL	1 عدد
سیم جامپر برد بوردی مدل دو سر نری (سری 40تایی)	1 عدد

نحوه اتصال ماژول و قطعات به برد آردوینو

در صورتی که LCD کارکتری تهیه نکرده اید می توانید این مدار را بدون LCD راه اندازی کنید به طوری که برای اتصال کافیست پایه وسطی ماژول را به پین شماره 2 آردوینو، VCC را به پین 5 ولت آردوینو و زمین ماژول را به GND آردوینو اتصال دهید. در این صورت برای نمایش تعداد دور موتور کافیست از سریال مانیتور نرم افزار آردوینو استفاده کنید.

و اما اگر بخواهید، سرعت موتور را از طریق LCD به نمایش بگذارید، برای این کار باید کمی بیشتر از حالت قبل سیم کشی کنید. نحوه اتصال ماژول، LCD و سایر قطعات به برد آردوینو در نقشه شماتیک زیر آمده است.

نحوه اتصال LCD به برد آردوینو

1. پین Vss را به GND متصل کنید.

2. پین Vcc ال. سی. دی را به پایه 5 ولت آردوینو اتصال دهید.

3. VEE را به پایه وسطی پتانسیومتر وصل نمائید.

4. RS و RW ال. سی.دی را به ترتیب به پین 4 و زمین آردوینو متصل کنید.

5. پین های DB4, DB5,DB6,DB7 ال. سی.دی را به ترتیب به پین های 4،5،6،7 برد آردوینو وصل نمائید.

6. پایه های LED+ و LED- را به ترتیب به پین های 5ولت و زمین آردوینو اتصال دهید.

شماتیک زیر نحوه آزمایش مدار برای اندازه گیری دور موتور توسط سنسور را نشان می دهد.

برنامه نویسی پروژه

بعد از اتصال قطعات به یکدیگر، کدهای زیر را در نرم افزار آردوینو کپی نموده سپس به برد آردوینو آپلود کنید.

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7);   //defining lcd pins

const int dataIN = 2; //IR sensor INPUT

unsigned long prevmillis; // To store time
unsigned long duration; // To store time difference
unsigned long lcdrefresh; // To store time for lcd to refresh

int rpm; // RPM value

boolean currentstate; // Current state of IR input scan
boolean prevstate; // State of IR sensor in previous scan

void setup()
{
  pinMode(dataIN,INPUT);
  lcd.begin(16,2);     
  prevmillis = 0;
  prevstate = LOW;  
}

void loop()
{
 // RPM Measurement
  currentstate = digitalRead(dataIN); // Read IR sensor state
 if( prevstate != currentstate) // If there is change in input
   {
     if( currentstate == HIGH ) // If input only changes from LOW to HIGH
       {
         duration = ( micros() - prevmillis ); // Time difference between revolution in microsecond
         rpm = (60000000/duration); // rpm = (1/ time millis)*1000*1000*60;
         prevmillis = micros(); // store time for nect revolution calculation
       }
   }
  prevstate = currentstate; // store this scan (prev scan) data for next scan
  
  // LCD Display
  if( ( millis()-lcdrefresh ) >= 100 )
    {
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0,0);
      lcd.print("Speed of Motor");
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("RPM = ");
      lcd.print(rpm);         
      lcdrefresh = millis();   
    }

}

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7); //defining lcd pins

const int dataIN = 2; //IR sensor INPUT

unsigned long prevmillis; // To store time

unsigned long duration; // To store time difference

unsigned long lcdrefresh; // To store time for lcd to refresh

int rpm; // RPM value

boolean currentstate; // Current state of IR input scan

boolean prevstate; // State of IR sensor in previous scan

void setup()

{

pinMode(dataIN,INPUT);

lcd.begin(16,2);

prevmillis = 0;

prevstate = LOW;

}

void loop()

{

// RPM Measurement

currentstate = digitalRead(dataIN); // Read IR sensor state

if( prevstate != currentstate) // If there is change in input

{

if( currentstate == HIGH ) // If input only changes from LOW to HIGH

{

duration = ( micros() - prevmillis ); // Time difference between revolution in microsecond

rpm = (60000000/duration); // rpm = (1/ time millis)*1000*1000*60;

prevmillis = micros(); // store time for nect revolution calculation

}

prevstate = currentstate; // store this scan (prev scan) data for next scan

// LCD Display

if( ( millis()-lcdrefresh ) >= 100 )

{

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Speed of Motor");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("RPM = ");

lcd.print(rpm);

lcdrefresh = millis();

}

ویدیوی ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه

اطلاعات پروژه

رمز فایل : www.electronics98.com (این مطلب فاقد فایل جهت دانلود است)

نویسنده : محسن برات زاده

تاریخ انتشار : 10 فوریه 2019

23 دیدگاه

شرایط و قوانین ثبت دیدگاه

فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید.

لطفاً بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید.

به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.

از ارسال لینک‌های سایت‌های دیگر و ارایه‌ی اطلاعات شخصی خودتان مثل شماره تماس، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی پرهیز کنید.