マイクロコントローラを使用したデジタルタコメータ回路の動作とそのタイプ

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デジタルタコメータは、回転する物体の速度を測定して示すデジタルデバイスです。回転する物体は、自転車のタイヤ、車のタイヤ、天井のファン、または その他のモーター 、 等々。デジタルタコメータ回路は、LCDまたは LED 読み出しとストレージ用のメモリ。最近ではデジタルタコメーターが一般的であり、ダイヤルや針の代わりに数値の読み取り値を提供します。

デジタルタコメータ

デジタルタコメータ



デジタルタコメータは、回転するシャフトまたはモーターの角速度を決定する光学式エンコーダです。デジタルタコメータは、自動車、飛行機、医療および計装アプリケーションなどのさまざまなアプリケーションで使用されます。


タコメータとは何ですか?

タコメーターという言葉はギリシャ語の2つの言葉に由来しています。タコは「速度」を意味し、メトロンは「測定する」を意味します。タコメータジェネレータの原理に基づいて動作します。 モーターが作動している 発電機として、シャフトの速度に応じて電圧を生成します。これは回転カウンターとしても知られており、その動作原理は電磁気、電子、または光学ベースです。パワー、精度、RPM範囲、測定値、および表示は、タコメータの仕様です。タコメータはアナログまたはデジタル表示メータにすることができますが、この記事ではデジタルタコメータのみに焦点を当てています。



デジタルタコメータタイプ

デジタルタコメータは、データ収集と測定技術に基づいて4つのタイプに分類されます。

  • データ収集技術に基づいて、タコメータは次のタイプになります。
  1. 連絡先タイプ
  2. 非接触タイプ
  • 測定技術に基づいて、タコメータは次のタイプになります。
  1. 時間測定
  2. 周波数測定

1.コンタクトタイプデジタルタコメータ

接点式デジタルタコメータ

接点式デジタルタコメータ

回転軸と接触するタコメータは、接触型タコメータとして知られています。この種のタコメータは通常、機械に固定されているか、 電気モーター 。光学式エンコーダまたは磁気センサーをこれに取り付けて、RPMを測定することもできます。

デジタルタコメータは、0.5rpmで低速、10,000rpmで高速を測定でき、円周測定用の収納ポケットを備えています。このタコメータの仕様は、LCD 5桁表示、動作温度範囲0〜 + 40oC、温度保存範囲– 20〜 + 55o C、回転速度約0.5〜10,000rpmです。


2.非接触式デジタルタコメータ

非接触式デジタルタコメータ

非接触式デジタルタコメータ

回転軸との物理的接触を必要としないタコメータは、非接触デジタルタコメータと呼ばれます。このタイプでは、レーザーまたは光ディスクが回転シャフトに取り付けられており、タコメーターによって方向付けられたIRビームまたはレーザーによって読み取ることができます。

このタイプのタコメータは、1〜99,999 rpmで測定でき、測定角度は120度未満であり、タコメータには5桁のLCDがあります。これらのタイプのタコメータは、効率的で、耐久性があり、正確で、コンパクトであり、長距離からも見ることができます。

3.時間測定デジタルタコメータ

入ってくるパルス間の時間間隔を測定することによって速度を計算するタコメータは、時間ベースのデジタルタコメータとして知られています。このタコメータの分解能は測定速度に依存せず、低速の測定ではより正確です。

4.周波数測定デジタルタコメータ

パルスの周波数を測定して速度を計算するタコメータは、周波数ベースのデジタルタコメータと呼ばれます。このタイプのタコメータは赤色LEDを使用して設計されており、このタコメータの回転は回転シャフトに依存し、高速の測定により正確です。これらのタコメータは、1Hz〜12 KHzの低コストで高効率です。

これらのタコメータの内部動作は、タコメータジェネレータを使用することも、純粋に以下に説明する電子部品を使用することもできます。

タコメータジェネレータ

機械の回転速度と軸の値を電気信号に変換するために使用されるマイクロ電気機械は、タコメータジェネレータとして知られています。タコメータジェネレータの動作は、励起磁束が一定の場合、ローターの角速度は生成されたEMFに比例するという原則に基づいています。

タコメータジェネレータ

タコメータジェネレータ

これらのタコメータは、生成された電圧、精度、最高速度、リップル、および動作温度で指定されています。この種のタコメータジェネレータは、さまざまな自動車および電気機械式コンピュータデバイスのセンサーとして使用されます。
発電機はACまたはDCタイプにすることができます。

電子タコメータ

純粋にから作られたタコメータ 電子部品 また、エンジンまたはその他の移動物体の速度を1分あたりの回転数で測定するために使用されます。これは電子タコメーターと呼ばれます。電子タコメーターは、車のダッシュボードで走行速度を測定するために使用されます。これらのタコメータは軽量で見やすく、すべての条件下で正確です。

電子タコメータ

電子タコメータ

デジタルタコメータのブロック図

デジタルタコメータの動作セットアップは、光学または磁気センサー、信号調整ユニット、 マイクロコントローラー 、メモリ、ディスプレイ、および外部ポート(図を参照)。

デジタルタコメータのブロック図

デジタルタコメータのブロック図

光センシング: 光学センサーは、モーターの近くに配置された光ディスクで構成され、回転シャフトに比例したパルスを生成します。これらのパルスを生成するために、スロット付きディスクとIRエミッターが使用されます。

磁気センシング: このような意味で、ホール効果センサーまたは磁気センサーのいずれかを使用する可能性があります。ホール効果の原理は、シャフトの速度に比例したパルスを生成し、磁気センサーは、可変磁気抵抗を利用してパルスを生成するために使用されます。

シグナルコンディショニング: センサーからの出力信号はノイズが多いため、マイクロコントローラーがこれらの信号を認識してさらに動作するように、フィルター処理、増幅、およびデジタル化されます。

マイクロコントローラー: マイクロコントローラーは、センサーからの読み取り値を分析および処理するために使用されます。その情報をディスプレイデバイスに送信し、速度が事前定義されたレベルまで増減すると、適切なアクションを実行してユーザーに警告します。

記憶: メモリユニットはからのデータを保存します マイクロコントローラー 。

表示装置: 表示ユニットの機能は、マイクロコントローラから送信された保存値を表示することです。

8051を使用した非接触デジタルタコメータ

この非接触タコメータは、以下を使用して3桁の非接触デジタルタコメータを設計するために実装されています。 8051マイクロコントローラー ホイール、ディスク、シャフトなどの回転数の測定に使用できます。

8051を使用したデジタルタコメータ回路

8051を使用したデジタルタコメータ回路

この回路は、マイクロコントローラー、フォトトランジスター、オペアンプ、7セグメントLEDディスプレイ、その他のさまざまなコンポーネントなど、さまざまなコンポーネントを使用しています。これに加えて、センサーは反射ストリップの近くに配置されます。たとえば、回転面に固定されたアルミホイルです。このデバイスからのLEDは、ストリップがフォトトランジスタによって検出されると反射します。

オペアンプ LM 324 は、コンパレータとして、このトランジスタコレクタの電圧を固定電圧と比較します。したがって、シャフトの回転に対して連続パルスを生成します。これらの一連のパルスはマイクロコントローラーに適用され、マイクロコントローラーはそれらをカウントし、プログラムされたとおりにRPMに変換します。さらに、トランジスタ駆動のコモンアノード構成で接続された7セグメントディスプレイに表示されます。

これはすべて、デジタルタコメータ回路とそのタイプに関するものです。単一のプラットフォームでデジタルタコメータに関する健全な情報を入手できたと思います。さらに、このトピックや回路の設計に関する質問は、コメントセクションにコメントしてください。

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