Тахометр ип 14 схема

Обновлено: 07.07.2024

Добрый день.
Выношу на Ваше рассмотрение схему простенького цифрового тахометра на AVR ATtiny2313, КР514ИД2, и оптопаре спроектированного мною.
Сразу оговорюсь: аналогичных схем в интернете много. У каждой реализации свои плюсы и минусы. Возможно, кому-то мой вариант подойдет больше.

Начну, пожалуй, с тех. задания.
Задача: нужно сделать цифровой тахометр для контроля оборотов электрического двигателя станка.
Вводные условия: Есть готовый реперный диск на 20 отверстий от лазерного принтера. В наличии много оптопар от сломанных принтеров. Средние (рабочие) обороты 4 000-5 000 оборотов/минуту. Погрешность отображаемых результатов не должна превышать ± 100 оборотов.

Ограничение: питание для блока управление составляет 36В (тахометр будет установлен в один корпус с блоком управления – об этом ниже).

Маленькое лирическое отступление. Это станок моего друга. На станке установлен электромотор PIK-8, обороты которого контролируются согласно найденной в интернете и модифицированной схеме. По просьбе друга и был разработан простенький тахометр для станка.

Изначально в схеме планировалось применить ATMega16, но рассмотрев условия, решено было ограничиться ATtiny2313, работающего от внутреннего (RC) генератора на частоте 4 Мгц.

Общая схема выглядит следующим образом:

При необходимости внесения изменений в прошивку тахометра на плате предусмотрен разъем ISP.

На схеме подтягивающий резистор R12, номиналом 30 кОм, подобран опытным путём для конкретной оптопары. Как показывает практика – для разных оптопар он может отличаться, но среднее значение в 30 кОм должно обеспечить устойчивую работу для большинства принтерных оптопар. Согласно документации к ATtiny2313, величина внутреннего подтягивающего резистора составляет от 20 до 50 кОм в зависимости от реализации конкретной партии микроконтроллеров, (стр. 177 паспорта к ATtiny2313), что не совсем подходит. Если кто захочет повторить схему, может для начала включать внутренний подтягивающий резистор, возможно у Вас, для Вашей оптопары и вашего МК работать будет. У меня, для моего набора не заработало.

Так выглядит типичная оптопара от принтера.

Светодиод оптопары запитан через ограничивающий резистор на 1К, который я разместил непосредственно на плате с оптопарой.
Для фильтрации пульсаций напряжения на схеме два конденсатора, электролитический на 220 мкФ х 25В (что было под рукой) и керамический на 0,1 мкФ, (общая схема включения микроконтроллера взята из паспорта ATtiny2313).

Для защиты от пыли и грязи плата тахометра покрыта толстым слоем автомобильного лака.

Замена компонентов.
Можно применить любой светодиодный индикатор на четыре цифры, либо два сдвоенных, либо четыре поодиночных. На худой конец, собрать индикатор на отдельных светодиодах.

Вместо КР514ИД2 можно применить КР514ИД1 (которая содержит внутри токоограничивающие резисторы), либо 564ИД5, К155ПП5, К155ИД9 (при параллельном соединении между собой ножек одного сегмента), или любой другой преобразователь двоичного в семисегментный (при соответствующих изменениях подключения выводов микросхем).

Транзисторы VT1-VT4 – любые слаботочные, работающие в режиме ключа.

Принцип работы основан на подсчете количества импульсов полученных от оптопары за одну секунду и пересчет их для отображения количества оборотов в минуту. Для этого использован внутренний счетчик Timer/Counter1 работающий в режиме подсчета импульсов поступающих на вход Т1 (вывод PD5 ножка 9 МК). Для обеспечения стабильности работы, включен режим программного подавления дребезга. Отсчет секунд выполняет Timer/Counter0 плюс одна переменная.

Расчет оборотов, на чем хотелось бы остановиться, происходит по следующей формуле:
M = (N / 20) *60,
где M – расчетные обороты в минуту (60 секунд), N – количество импульсов от оптопары за одну секунду, 20 – число отверстий в реперном диске.
Итого, упростив формулу получаем:
M = N*3.
Но! В микроконтроллере ATtiny2313 отсутствует функция аппаратного умножения. Поэтому, было применено суммирование со смещением.
Для тех, кто не знает суть метода:
Число 3 можно разложить как
3 = 2+1 = 2 1 + 2 0 .
Если мы возьмем наше число N сдвинем его влево на 1 байт и приплюсуем еще одно N сдвинутое влево на 0 байт – получим наше число N умноженное на 3.
В прошивке код на AVR ASM для двухбайтной операции умножения выглядит следующим образом:

Mul2bytes3:
CLR LoCalcByte //очищаем рабочие регистры
CLR HiCalcByte
mov LoCalcByte,LoInByte //грузим значения полученные из Timer/Counter1
mov HiCalcByte,HiInByte
CLC //чистим быт переноса
ROL LoCalcByte //сдвигаем через бит переноса
ROL HiCalcByte
CLC
ADD LoCalcByte,LoInByte //суммируем с учетом бита переноса
ADC HiCalcByte,HiInByte
ret

Проверка работоспособности и замер точности проводился следующим образом. К вентилятору компьютерного куллера был приклеен картонный диск с двадцатью отверстиями. Обороты куллера мониторились через BIOS материнской платы и сравнивались с показателями тахометра. Отклонение составило порядка 20 оборотов на частоте 3200 оборотов/минуту, что составляет 0,6%.

Вполне возможно, что реальное расхождение составляет меньше 20 оборотов, т.к. измерения материнской платы округляются в пределах 5 оборотов (по личным наблюдениям для одной конкретной платы).
Верхний предел измерения 9 999 оборотов в минуту. Нижний предел измерения, теоретически от ±10 оборотов, но на практике не замерялся (один импульс от оптопары в секунду дает 3 оборота в минуту, что, учитывая погрешность, теоретически должно правильно измерять скорость от 4 оборотов в минуту и выше, но на практике данный показатель необходимо завысить как минимум вдвое).

Отдельно остановлюсь на вопросе питания.
Вся схема питается от источника 5В, расчетное потребление всего устройства не превышает 300 мА. Но, по условиям ТЗ, тахометр конструктивно должен находится внутри блока управления оборотами двигателя, а к блоку от ЛАТРа поступает постоянное напряжение 36В., чтобы не тянуть отдельный провод питания, внутри блока установлена LM317 в паспортном включении, в режиме понижения питания до 5В (с ограничивающим резистором и стабилитроном для защиты от случайного перенапряжения). Логичнее было бы использовать ШИМ-контроллер в режиме step-down конвертера, на подобии МС34063, но у нас в городе купить такие вещи проблематично, поэтому, применяли то, что смогли найти.

Фотографии платы тахометра и готового устройства.

К сожалению, сейчас нет возможности сфотографировать на станке.

После компоновки плат и первой пробной сборки, коробка с устройством отправилась на покраску.

В случае, если у Вас тахометр не заработал сразу после включения, при заведомо верном монтаже:

1) Проверить работу микроконтроллера, убедится, что он работает от внутреннего генератора. Если схема собранна правильно – на циферблате должно отображаться четыре нуля.

2) Проверить уровень импульсов от оптопары, при необходимости подобрать номинал резистора R12 или заменить схему подключения оптопары. Возможен вариант обратного подключения оптотранзистора с подтяжкой к минусу, с включенным или нет внутренним подтягивающим резистором МК. Также возможно применить транзистор в ключевом (инвертирующем) режиме работы.

Предназначен для бесконтактного измерения частоты вращения вала турбины из хромоникелевых ферромагнитных сталей с индикацией в цифровой форме, преобразования частоты вращения в унифицированный сигнал постоянного тока и сигнализации при достижении заданного значения. Тахометр выдает сигнал останова турбины, имеет режим запоминания максимума частоты вращения и режим измерения зазора датчика относительно вала турбины, имеет уставку на понижение частоты вращения и быструю уставку. Применяется для любых типов турбин или подобного оборудования.

Контактная информация:

Ньюансы электрики при переходе на инжектор (спидометр&тахометр )

В последнее время достаточно много друзей и знакомых меняют свои карбовые системы на инжектор. В принципе информации по этому поводу достаточно много… Но у людей переодически возникают некоторые вопросы …
В данной статья я расскажу как подключить тахометр и спидометр на инжекторную машину с приборкой старого образца (не VDO! )

Сам я эту проблему решил просто — поставил VDO панель. Там все просто и понятно, да и у меня в блоге достаточно информации по подключению. Но как показывает практика иногда люди не имеют возможности купить VDO , так как бюджет ограничен… А иногда по незнанию вообще предпочитают не париться и ездить без спидометра и тахометра.

Спидометр
Как мы знаем на приборках старого образца нет датчика скорости, а стоит тросик спидометра. В приборке тоже нет входа сигнала спидометра, а есть отверстие под тросик скорости.
Проблема решается просто, нужно просто купить подходящий датчик скорости. По кронструкции их существует два вида. Один без реализации троса

такой датчик ставить на приборка VDO

А вот такой датчик ставиться на приборки с тросиком

Т.е. он подключается к жгуту СУД, а так же тросик вставляется в свое отверстие. т.е. датчик снимает данные и при этом не нарушает старой конструкции.

Вот в принципе и все на счет датчика скорости. Единственное ,что стоит учитывать что разъемы бывают разные, ориентируйтесь по тому который вам нужен.

Тахометр

Мне тут подсказали, что на панели приборов высокой торпеды есть отдельный вход для низковольтного тахометра — 5 контакт красной колодки.

Ниженаписанное можно считать лишь как теорию преобразования высоковольтного сигнала в низковольтный

С тахометром проверил. Только что подключил приборку с ВП к Январю 7.2. Все пучком, проблем нет никаких, не нужно ничего делать с резистором, просто протянуть провод с панели приборов (красный разъем, 3-й контакт, красно-коричневый провод) к проводке контроллера (там он тоже красно-коричневый). Все работает шикарно.
Спасибо за наводку, я уж думал там сигнал вообще другой.)

Тахометр ОВЕН ТХ01 предназначен для измерения частоты вращения вала, линейной скорости перемещения конвейера, времени наработки агрегатов.

Тахометр ОВЕН ТХ-01 предназначен для измерения частоты вращения вала, линейной скорости перемещения конвейера, времени наработки агрегатов.

Основные функциональные возможности

ОВЕН ТХ-01 измеряет мгновенную частоту поступающих импульсов, причем пользователь вправе сам выбрать масштаб отображения значения:

За счет функции множителя можно перевести частоту в линейную скорость, в удобном пользователю масштабе.

Помимо измерения и отображения частоты и времени наработки тахометр ТХ01 может выдавать управляющие сигналы. Для этого предусмотрены один или два выходных элемента, количество которых определяется потребителем при заказе. В случае выходного элемента ключевого типа, прибор может сигнализировать о падении, либо повышении значения частоты. Также можно использовать ключевой выходной элемент для сигнализации о достижении предельного времени наработки оборудования.

Пользователь может заказать прибор с аналоговым выходом либо 4…20мА, либо 0…10В. В данном случае тахометр превращается в П-регулятор и выдает управляющий сигнал в зависимости от рассогласования.

Аналоговый выход можно использовать и в качестве регистратора. В этом случае сигнал изменяется в зависимости от значения частоты. Пользователь сам вправе выбирать значения верхней и нижней границы сигнала. Данная функция может быть полезной для передачи значения частоты на самописец, в системы регулирования или в системы диспетчеризации.

Основные технические характеристики

Диапазон значений измерения частоты от 0,5 до 2500 Гц
Диапазон значений измерения времени от 1с до 9999 суток
Питание от универсального источника питания 90…264В~ либо 24В=
Выходные элементы Р, К, С, И, У
Диапазон рабочих температур от -20…70°С
Интерфейс RS-485 (Modbus RTU/ASCII)
Пароль для защиты параметров
Сохранение настроек и результатов измерения при отключении питания

Сопутствующие датчики к тахометру

Линейка бесконтактных датчиков KIPPRIBOR применяется для решения широкого спектра задач и подходит к тахометру ОВЕН ТХ01.

Читайте также: