Optický otáčkomer – 1. diel

Andrej B. zo Sliača už niekoľkokrát prispel k spestreniu obsahu našej Web stránky.

Je to mladý šikovný elektronik a dnes nám opäť dokáže, že je aj zručný konštruktér a že má aj „písacie črevo“.

----------------------------------------------------------

Občas sa zíde mať možnosť zmerať otáčky motora na lietadle.

Alebo len tak vyskúšať akými spôsobmi sa to dá.

A tak som sa pustil vyrábať otáčkomer.

autor: Andrej B.

 

Prvé verzie otáčkomera vznikli pred niekoľkými rokmi, tu vám chcem ukázať ako vyzerá v súčasnosti.

Tento otáčkomer je primárne určený na meranie otáčok vrtuli modelu lietadla, ale dá sa použiť samozrejme aj na nejaký iný stroj, k tomu viac napíšem neskoršie.

Optický otáčkomer je taký, ktorý na meranie otáčok rotujúcej súčiastky využíva zmenu osvetlenia svetlocitlivého prvku vyvolanú otáčaním tejto súčiastky. V tomto otáčkomeri je ako svetlocitlivý prvok použitý fototranzistor. Ako zdroj svetla pre snímanie je najlepšie použiť denné svetlo, ale tiež sa dá použiť aj umelý zdroj (ledka, laser) vyžarujúci žiarenie s takou vlnovou dĺžkou, na akú je fototranzistor citlivý. Denné svetlo má však rôznu intenzitu s meniacou sa dennou dobou a orientáciou fototranzistora vzhľadom na slnko. Preto je potrebné aby sa s tým snímač dokázal vysporiadať. Na toto som prichádzal postupne, keď som zisťoval, že otáčkomer v laboratórnych podmienkach funguje dobre, v teréne buď zle, alebo vôbec . Súčasná verzia už adaptivitu na osvetlenie má a teda nemá problém s jeho zmenami. 

Keď už máme snímač osvetlenia a umiestnime ho tak, aby otáčajúca sa vrtuľa pretínala lúč svetla dopadajúci na snímací prvok (a tým menila jeho osvetlenie), získame na ňom signál a čo s ním ďalej? Napríklad môžme frekvenciu tohto signálu nejakým spôsobom zmerať a zobraziť ju na displeji. Alebo sa dá frekvencia len zmerať a použiť na ďalšie spracovanie, čo by platilo v zložitejšom prístroji. V mojom prípade ju teda chcem zobraziť a človek vykonávajúci meranie si ju prečíta. 

 

Na zmeranie frekvencie signálu, spracovanie a zobrazenie som použil µC, výsledok merania sa zobrazuje na znakovom displeji 1x16 znakov. Ale signál z fototranzistora treba ešte nejako upraviť, o to sa postará pár súčiastok medzi ním a µC. O tom ako sa signál spracováva a meria napíšem viac v druhom dieli článku. 

Vrtule na lietadlách mávajú rôzny počet listov, takže aj na jednu otáčku vytvoria rôzny počet impulzov. Zahrnúť tento parameter do výpočtu nerobí µC žiadny problém, takže na displeji sa zobrazia správne otáčky, bez ohľadu na vrtuľu, stačí to len nastaviť. Aby sme nemuseli pri každom zapnutí otáčkomera znova nastavovať počet listov vrtuli, tento parameter sa ukladá do EEPROM mikrokontroléra. Po zapnutí sa načíta a použije naposledy použitá hodnota, pokiaľ to nechceme zmeniť. Otáčkomer má možnosť nastaviť počet listov v rozsahu 1-126.
V prípade merania v slabších svetelných podmienkach je možné zapnúť podsvietenie displeja, toto sa tiež ukladá do pamäti. Treba však vedieť, že zapnuté podsvietenie zvyšuje spotrebu prístroja o 60 mA, takže niekoľkonásobne a 9V baterka je dosť mäkký zdroj s nízkou kapacitou. Pre úsporu energie sa podsvietenie vypne ak sa dlhšie nemeria (20 s sú namerané otáčky 0), potom ako sa znova začne merať sa zase zapne.
 

Vnútri krabičky to vyzerá takto: 

 

Ešte niečo k použitiu:
Pri pokusoch so snímačom som zistil, že je vhodné orientovať snímač (os fototranzistora) kolmo k rovine listu vrtule, čiže šikmo k rovine otáčania vrtule, tiež nie je vhodné merať blízko ku špičke listov. Je vhodné snímať čo najbližšie k vrtuli. To kvôli tomu aby sme na fototranzistore mali čo najlepší signál (rozkmit napätia a tvar impulzov). Vzhľadom na adaptivitu snímača sa môže stať, že ak ho namierime na zdroj nejakého premenlivého/impulzného svetla, snímač sa naladí na jeho signál a otáčkomer bude merať modulačnú frekvenciu tohto zdroja. Takým zdrojom je najčastejšie žiarovka napájaná striedavým prúdom, jej svetlo je modulované frekvenciou 100 Hz.
 

Parametre otáčkomera:
 

max otáčky

1/min

65 535

max frekvencia snímaného signálu

kHz

10

min frekvencia snímaného signálu

Hz

4

vrtuľa - počet listov

1

1 - 126

frekvencia vzorkovania

Hz

2

spôsob nastavovania


 

1 tlačítko

  

Zatiaľ toľko, v druhom dieli podrobne popíšem ako otáčkomer pracuje.

 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 2. 11. 2013, 10:30 | Prečítané: 5597x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 15
Nic proti sikovnym ludom - ja sam som sikovny a aj skromny :-D - ale hlavne som lenivy a za par $ by sa mi to stavat nechcelo:
odkaz
Ja viem, ze z toho treba vzdy po merani vybrat baterku, inak ju to vybije, ale za tie peniaze...
Ale nerad by som svojou lenivostou Andreja znechutil. Ja sam sa uz vyse roka chystam spachat viackanalovy spinac osvetlenia ovladany z RX, lebo nic z predavanych ani tuna publikovanych mi celkom nevyhovuje...
Odpoveď | 2013-11-04 22:34:31
.:. mior | mail
Treba si uvedomiť, že hybnou silou pokroku je vývojová práca tých ľudí, čo to robia z presvedčenia i za cenu toho, že to ekonomicky nemá význam. Keby sme všetci konzumne čakali s tým, že to niekde lacno kúpime, tak by sme to nekúpili nikdy a nikde, lebo ak by sme VŠETCI čakali, tak to nikto nikdy nevyvinie a nevyrobí.
Preto Andrej - pokračuj ďalej, lebo takých ako si Ty je pre tento svet naozaj treba, aj keď nikdy za Tvoju prácu nebudeš dostatočne ocenený!
Odpoveď | 2013-11-05 08:46:58
.:. Andrej B
Neboj sa, neznechutíš :-P
Odpoveď | 2013-11-05 18:17:23
.:. J.O.
Takto.
Ddano007 je náš človek, naša krvná skupina a nemysí to zle.
Veď vlastne MÁ PRAVDU - za tú cenu, ako sa to dá na HK kúpiť, sa to neoplatí robiť. Ale ....
Urobiť si niečo sám: vymyslieť si to vlastnou hlavou a urobiť vlastnými rukami, to je iné kafe.
Sám podľa seba viem, že keď si niečo užitočné kúpim, mám z toho radosť. Ale keď si to sám urobím, mám radosť oveľa oveľa väčšiu.
Takže Andrej to robí viac pre tú radosť z tvorenia, ako pre úsporu peňazí. A súčasne k tomuto zážitku nezvyčajnej radosti nabáda aj ostatných.
Veď sme modelári a keby nám čas viac dovolil, tak by sme viac modelov sami stavali, namiesto kupovania stavebníc.
Takže, áno uznávame, Ddano007 má pravdu (veď mnohé elektronické prístroje sme aj my radšej kúpili, ako by sme ich vyrábali), ale súčasne fandíme a radi dáme priestor tým, ktorí niečo také sami vymyslia a vlastnými rukami urobia.
Odpoveď | 2013-11-05 18:51:46
Chlapci, noze ma nekamenujte :-D Len som chcel vyjadrit, ze ako clovek, ktory ma cim dalej tym menej casu, si radsej nieco kupim - ak to splna moje kriteria na cenu a kvalitu - nez to vyrabat.
Som rad, ze sa Andrej neda znechutit, ale napr. by ma zaujimalo: robis to preto, ze ta to bavi ( bomba kseft, palec hore), alebo preto, ze otackomery na trhu ti nevyhovuju - a potom ma zaujima: v com je ten tvoj lepsi?
Na objasnenie mojho postoja: raz pri nejakej debate so synom mi ten hovori: "Teba bavi stavat a opravovat lietadla a heli, mna bavi airsoft!" Ja mu na to: " Mna vobec nebavi to stavat ani opravovat, ja s tym rad lietam. Ale ked same sa to ani nepostavi ani neopravi!" :-D
Prajem pekne pocasie a nech nam to lieta.
Odpoveď | 2013-11-05 20:36:17
.:. Andrej B
1 - Ja elektronické prístroje vymýšlam/vyrábam, lebo ma to baví. Tiež preto, že chcem aby niečo fungovalo tak, ako si to predstavujem ja.
2 - Čo sa naučím tým, že si dačo kúpim?
3 - Obchod kde predávajú skúsenosti som ešte nevidel.
Odpoveď | 2013-11-06 12:27:17
1, OK, to sa zhodneme. Ja tiez nieco vyrabam len ked sa to neda kupit za mne prijatelny peniaz alebo ked to, co sa da kupit mi nevyhovuje.
2, No, naucis sa to pouzivat ;-) Kladivo, pilka, klieste, multimeter su pre mna nastroje, rovnako ako mnohe elektronicke pristroje ( otackomer, prijimac, vysielacka). Napr.: Kupil som si TG9x, lebo za tu cenu mi vyhovovala. Potom som do nej dorobil FrSky TX modul s telemetriou, lebo sa mi to videlo dobre. Potom som si flashol TX na Open9X, lebo to ma viac moznosti ako origos FW.
Cim chcem povedat, ze vysielajdu som nevyrabal - aj ked volakedy sa vyrabali homemade - ani TX modul s telemetriou, ani som neprogramoval Open9X, lebo to neviem.
Zjednodusene povedane: kym mi nieco vyhovuje - parametrovo aj cenovo - co sa predava, nevymyslam vymyslene. Preto som sa ta spytal, v com je to tvoje zariadenie lepsie, ako tie predavane. Ale Janko ma pravdu, ze bez ludi ako ty, by isiel horsie technicky pokrok.
3, Ja tiez nie, ale keby, tak daj link...
Ale aby sme sa len neprekarali: keby si vedel naprogramovat Attiny13 a mal by si cas a chut spachat viackanalovy spinac ovladany z RX, tak daj vediet, nejako by sme sa snad dohodli ( ja viem programovat len 51kove procaky v asembleri a nejak si neviem najst cas sa ucit Atmely AVR).
Odpoveď | 2013-11-06 14:48:54 | Príspevok upravený: 2013-11-06 15:01:15
.:. Petr | mail
Andrej B: Ahoj Andreji,
rád bych si sestavil Tebou navržený otáčkoměr. Nemohu ale nikde (nakupuji u GM elekcronic) typ spínače, který je ve schématu označen jako K1. Napiš mi prosím o jaký typ se jedná.
Děkuji moc.
Petr:-)
Odpoveď | 2013-11-23 17:55:05
.:. Petr | mail
Omlouvám se, nějak mi z věty vypadlo slovíčko "najít", ale jistě je jasné co jsem chtěl napsat.
Takže ještě jednou omluva.
Petr;-)
Odpoveď | 2013-11-23 18:00:35
.:. Andrej B
K1 je ISP konektor. Je to Amphenol micro match, označenie TMM-4-0-06. Je potrebné ho osadiť len ak chceš napaľovať uC v plošáku. Pripojenie signálov je vidieť v schéme.
Odpoveď | 2013-11-23 21:09:28
.:. Petr | mail
Zdravím a děkuji moc, nějak jsem to nepochopil při vypisování součástek. Jsem pouze takový bastlíř "z leknutí" a tak se v tom někdy ztrácím. V GM tento konektor nemají a tak pozici nechám neosazenu a procesor naprogramuji venku, stejně ho dám do patice.
Ještě jednou děkuji.
Petr:-D
Odpoveď | 2013-11-24 17:05:40
.:. Petr | mail
Ahoj Andreji,
omlouvám se, že Tě opět obtěžuji svým dotazem, ale nevím si rady. Postavil jsem si programátor dle návodu na netu, bohužel ty stránky již nefungují(mám to stažené již asi 5 let), ale identický je zde: odkaz . Pokouším se ATTINY2313 naprogramovat pomocí PonyProgu, ale jelikož neumím anglicky, tak si neumím poradit s nastavení pojistek. Ve Tvém manuálu je vše popsané, viz. příloha "poistky", ale v PonyProg nevím, jak nastavit Tebou popsané pojistky: LFUSE: 0xFD, HFUSE: 0x9F, EFUSE: 0xFF. Omlouvám se, ale budu Ti vděčný za jakoukoli radu.
Děkuji moc.
Petr
Odpoveď | 2013-12-07 20:06:44
Andrej B:
Ahoj Ondrej, staviam merač otáčok podla tvojho návrhu a chcem sa opýtať čo by sa stalo keby som použil diplsej 2x16 znakov. Musím upraviť program ale by to mohlo fungovať aj tak?
Ďakujem
Odpoveď | 2015-03-29 17:55:19
.:. Cpbbt
Zarovka ma frekvenci 50Hz.
Odpoveď | 2017-09-03 00:18:31
.:. J O.
Frekvenciu čoho?
Ak napájajúceho prúdu, tak ano.
Ak frekvenciu "blikania", tak nie.
Žiarovka "blikne" pri kladnej, ale aj pri zápornej polvlne prúdu, takže pri prúde s frekvenciou 50Hz, žiarovka bliká s frekvenciou 100Hz ;-) .
Odpoveď | 2017-09-03 08:01:13
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 31432.19 kb