用于精確讀數(shù)的Arduino轉(zhuǎn)速計(jì)電路

轉(zhuǎn)速計(jì)是一種測量旋轉(zhuǎn)物體的 RPM 或角速度的裝置。它與車速表和里程表不同，因?yàn)檫@些設(shè)備處理身體的線性或切向速度，而轉(zhuǎn)速表又名“tach”處理更基本的RPM。

轉(zhuǎn)速計(jì)由一個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)計(jì)時(shí)器組成，兩者協(xié)同工作為我們的項(xiàng)目提供了 RPM.In，我們將使用我們的 Arduino和一些傳感器，我們將設(shè)置計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器，并開發(fā)我們方便易用的轉(zhuǎn)速表。

先決條件

計(jì)數(shù)器只不過是一種設(shè)備或設(shè)置，可以計(jì)算任何某些常規(guī)發(fā)生的事件，例如在旋轉(zhuǎn)時(shí)在光盤中傳遞一個(gè)點(diǎn)。最初，計(jì)數(shù)器是使用機(jī)械布置和連桿（如齒輪，棘輪，彈簧等）建造的。

但是現(xiàn)在我們使用的計(jì)數(shù)器具有更復(fù)雜和高精度的傳感器和電子設(shè)備。定時(shí)器是一種電子元件，能夠測量事件之間的時(shí)間間隔或測量時(shí)間。

在我們的Arduino Uno中，有一些計(jì)時(shí)器不僅可以跟蹤時(shí)間，還可以保持Arduino的一些重要功能。在 Uno 中，我們有 3 個(gè)計(jì)時(shí)器，分別名為Timer0、Timer1 和 Timer2。這些計(jì)時(shí)器具有以下函數(shù)-? Timer0- 用于 Uno 函數(shù)，如delay（）、millis（）、micros（） 或 delaymicros（）。

? 定時(shí)器1- 用于伺服庫的工作。

? Timer2- 用于 tone（）、notone（） 等函數(shù)。

除了這些功能外，這 3 個(gè)定時(shí)器還負(fù)責(zé)在 PMW 指定引腳中使用 analogWrite（） 命令時(shí)生成 PWM 輸出。

中斷的概念

在Arduino
Uno中，存在一個(gè)隱藏的工具，它可以為我們?cè)L問許多稱為計(jì)時(shí)器中斷的功能。中斷是一組事件或指令，在調(diào)用中斷設(shè)備的當(dāng)前功能時(shí)執(zhí)行，即無論您的Uno之前執(zhí)行什么代碼，但是一旦中斷稱為Arduino，就會(huì)執(zhí)行中斷中提到的指令。

現(xiàn)在，可以在用戶使用內(nèi)置的Arduino語法定義的特定條件下調(diào)用中斷。我們將在我們的項(xiàng)目中使用此中斷，這使我們的轉(zhuǎn)速表比網(wǎng)絡(luò)上的其他轉(zhuǎn)速表項(xiàng)目更堅(jiān)決，更精確。

電路設(shè)置

? 創(chuàng)建設(shè)置如下-

? 在要測量轉(zhuǎn)速的軸上裝有使用膠槍或電工膠帶的小磁鐵。

? 霍爾效應(yīng)傳感器前面有一個(gè)探測器，3個(gè)用于連接的引腳。

? Vcc 和 Gnd 引腳分別連接到 Arduino 的 5V 和 Gnd 引腳。傳感器的輸出引腳連接到Uno的數(shù)字引腳2以提供輸入信號(hào)。

? 所有組件都固定在安裝板上，霍爾檢測器從板上指出。

編程

int sensor = 2; // Hall sensor at pin 2

volatile byte counts;

unsigned int rpm; //unsigned gives only positive values

unsigned long previoustime;

void count_function（）

{ /*The ISR function

Called on Interrupt

Update counts*/

counts++;

}

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

//Intiates Serial communications

attachInterrupt（0， count_function， RISING）; //Interrupts are called on Rise
of Input

pinMode（sensor， INPUT）; //Sets sensor as input

counts= 0;

rpm = 0;

previoustime = 0; //Initialise the values

}

void loop（）

{

delay（1000）;//Update RPM every second

detachInterrupt（0）; //Interrupts are disabled

rpm = 60*1000/（millis（） - previoustime）*counts;

previoustime = millis（）; //Resets the clock

counts= 0; //Resets the counter

Serial.print（“RPM=”）;

Serial.println（rpm）; //Calculated values are displayed

attachInterrupt（0， count_function， RISING）; //Counter restarted

}

了解代碼

我們的轉(zhuǎn)速表使用霍爾效應(yīng)傳感器;霍爾效應(yīng)傳感器基于霍爾效應(yīng)，以其發(fā)現(xiàn)者埃德溫·霍爾命名。

霍爾效應(yīng)是當(dāng)垂直于電流引入磁場時(shí)，在載流導(dǎo)體上產(chǎn)生電壓的現(xiàn)象。由于這種現(xiàn)象而產(chǎn)生的電壓有助于輸入信號(hào)的產(chǎn)生。如前所述，中斷將在本項(xiàng)目中使用，要調(diào)用中斷，我們必須設(shè)置一些條件。Arduino
Uno 有 2 個(gè)調(diào)用中斷的條件-

上升- 使用時(shí)，每次輸入信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)都會(huì)調(diào)用中斷。

FALING-當(dāng)使用它時(shí)，當(dāng)信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，將調(diào)用中斷。

我們使用了 RISING，發(fā)生的情況是，當(dāng)放置在軸或旋轉(zhuǎn)物體中的磁鐵靠近霍爾檢測器時(shí)，產(chǎn)生輸入信號(hào)并調(diào)用中斷，中斷啟動(dòng)中斷服務(wù)例程 （ISR）
功能，其中包括計(jì)數(shù)值的增量，從而發(fā)生計(jì)數(shù)。

我們使用了 Arduino 的 millis（） 函數(shù)和 previoustime（變量）來設(shè)置計(jì)時(shí)器。

因此，RPM 最終使用數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算 -

RPM= 計(jì)數(shù)/所用時(shí)間 將毫秒轉(zhuǎn)換為分鐘并重新排列，我們得到公式= 60*1000/（millis（） - 上一個(gè)時(shí)間）*計(jì)數(shù)。

延遲（1000）決定了RPM值將在屏幕上更新的時(shí)間間隔，您可以根據(jù)需要調(diào)整此延遲。

獲得的RPM值可以進(jìn)一步用于使用關(guān)系-v=（3.14DN）/60 m/s計(jì)算旋轉(zhuǎn)物體的切向速度。

RPM 的值也可用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)輪或圓盤行進(jìn)的距離。

通過連接LCD顯示器（16 * 2）和電池，可以更好地使用該設(shè)備，而不是將值打印到串行監(jiān)視器。