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      產(chǎn)品分類

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      科普知識
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      指示燈

      測速傳感器模塊:智能小車測速模塊 碼盤計數(shù) 測速傳感器 帶指示燈 送測試程序

      發(fā)布日期:2022-05-11 點擊率:69


      測速傳感器模塊:智能小車測速模塊 碼盤計數(shù) 測速傳感器 帶指示燈 送測試程序  第1張

      測速傳感器模塊:智能小車測速模塊 碼盤計數(shù) 測速傳感器 帶指示燈 送測試程序

      溫馨提示:
      本店所售模塊(不包含套件),均有出廠測試,如遇問題請及時聯(lián)系我們。
      資料下載鏈接:
      可與本店小車配套使用:
      產(chǎn)品特性:
      采用槽型對射光電傳感器,它由一個紅外發(fā)光二極管和一個NPN光電三極管組成,槽寬度為5.9mm。只要非透明物體通過槽型即可觸發(fā)(配合本店小車碼盤使用)輸出TTL低電平。采用施密特觸發(fā)器去抖動脈沖,非常穩(wěn)定,可用于小車測轉(zhuǎn)速,測距離等等應用!兩端帶M3螺絲安裝孔。
      產(chǎn)品參數(shù):
      工作電壓:3.3V-5V
      輸出形式:數(shù)字開關量OUT輸出(0 和 1)

      使用說明:
      接好VCC和GND,模塊信號指示燈會亮,模塊槽中無遮擋時,接收管導通,模塊OUT輸出高電平;遮擋時,OUT輸出低電平,信號指示燈滅。模塊OUT可與繼電器相連,組成限位開關等功能,也可以與有源蜂鳴器模塊相連,組成報警器。OUT輸出接口可以與單片機IO口直接相連,一般接外部中斷,檢測傳感器是否有遮檔,如用電機碼盤則可檢測電機的轉(zhuǎn)速。
      程序設計:
      測速模塊的 OUT 口鏈接 MCU 的外部中斷口,每當有紅外射線導通就是一個外部緩沖。
      邏輯設計:
      測距離:
      測速傳感器輸出為脈沖信號,一個脈沖中斷一次;紅外射線導通的時候是低電平,所以我們設置中斷為低電平觸法模式。一般碼盤上有整數(shù)格子,無論是多少格其實原理一樣,例如 10 格碼盤,也就是有10個空格子,電機轉(zhuǎn)一圈后便是射線導通10次,外部低電平觸法10次;安裝上面的思路,我們的測速傳感器就可以發(fā)揮出效果了,我們知道一圈就有10個中斷,于是我們計算中斷次數(shù),得到的總次數(shù)除于10也就是電機轉(zhuǎn)動次數(shù)了,然后按照輪子的周長,計算輪子一圈是多長,就可以推算出小車已經(jīng)跑多遠了。
      測速度:
      按照測距離的思路,我們用一個 MCU 定時器計算,1秒內(nèi)接收多少個外部中斷,例如一秒內(nèi)接收了20個外部中斷,我們就可以判斷小車速度為1秒小車輪子轉(zhuǎn)兩圈,然后再計算出小車輪子的周長,就可得知小車1秒行駛的速度。
      注意事項:
      正確接線!切勿將正負接反,使板子電子器件燒毀。Arduino玩家應該設置MCU的I/O口為輸入模式/接收模式,否則無法使用。其他MCU,或者更為高級的控制板如ARM這些,若需設置I/O口為輸入輸出模式,都必須設置為輸入模式/接收模式,否則無法使用。51系列單片機可直接使用,無需設置輸入輸出模式。
      測速傳感器模塊:智能小車測速模塊 碼盤計數(shù) 測速傳感器 帶指示燈 送測試程序  第2張

      測速傳感器模塊:測速傳感器模塊(窄槽版)

      光電測直流電機速度
        用途:
        廣泛用于電機轉(zhuǎn)速檢測,脈沖計數(shù),位置限位等。
        模塊特色:
        1、使用進口槽型光耦傳感器,槽寬度 5mm。
        2、有輸出狀態(tài)指示燈,輸出高電平燈滅,輸出低電平燈亮。
        3、有遮擋,輸出高電平;無遮擋,輸出低電平。
        4、比較器輸出,信號干凈,波形好,驅(qū)動能力強,超過 15mA。
        5、工作電壓 3.3V-5V
        6、輸出形式 :數(shù)字開關量輸出(0 和 1)
        7、設有固定螺栓孔,方便安裝
        8、小板 PCB 尺寸:3.2cm x 1.4cm
        9、使用寬電壓 LM393 比較器
        模塊使用說明:
        1.模塊槽中無遮擋時,接收管導通,模塊 DO 輸出低電平,遮擋時,
        DO 輸出高電平;
        2、DO 輸出接口可以與單片機 IO 口直接相連,檢測傳感器是否有遮
        檔,如用電機碼盤則可檢測電機的轉(zhuǎn)速。
        2.模塊 DO 可與繼電器相連,組成限位開關等功能,也可以與有源蜂
        鳴器模塊相連,組成報警器。
        
        產(chǎn)品接線說明:
        1、VCC 接電源正極 3.3-5V
        2、GND 接電源負極
        3、DO TTL 開關信號輸出
        4、AO 此模塊不起作用

      測速傳感器模塊:測速模塊計數(shù)傳感器的Arduino源程序

      計數(shù)傳感器 ArduinoVCC 5VGND GNDOUT D3==接線示意圖====例子程序==Int speedPin=3;//定義數(shù)字3接口
      int cntValue=0;void setup ()
      {
      pinMode(speedPin,INPUT);//3號數(shù)字口設置為輸入狀態(tài)Serial.begin(9600);Serial.println("Speed Count
      ");}void loop()
      {//判斷是否被遮擋if(digitalRead(speedPin)==0){cntValue++;//計數(shù)增加Serial.println(cntValue);//串口輸出計數(shù)值while(digitalRead(speedPin)==0);//等待遮擋結(jié)束}}==程序效果==通過遮擋槽型光耦傳感器,不斷計數(shù)。U型測速模塊的使用
      今天做了一個電機測速實驗!實驗元件:U型測速模塊TT馬達和測速碼盤標準電源(3V和6V)
      使用了淘寶上很便宜的TT馬達,下圖為TT馬達的幾個基本參數(shù):我本次使用的是1:48的減速比電機,其他兩個都沒有測試~~~
      下面是U型測速模塊圖片:

      電路:(電路圖就不畫了,接線很簡單)
      將上面的U型測速模塊接好,G接GND、V接5V、S接數(shù)字引腳2或者3(使用中斷,只能接這兩個腳),
      然后將碼盤和TT馬達安裝在一起,就可以試驗了。
      接好后,用一個遮擋物放在U型開關之間,模塊上的LED點亮,無遮擋物時,LED不亮;
      利用這一原理,當信號輸出變化一次就計數(shù)一次,再經(jīng)過一些列的換算就可以得到轉(zhuǎn)速了~~
      下面我們看下程序,將其復制到Arduino IDE中,燒寫入UNO中://設置模塊引腳接到數(shù)字引腳2(程序用到中斷函數(shù),UNO中斷引腳為數(shù)字引腳2和3)int U_Pin=2;   float Val=0;      //設置變量Val,計數(shù)float time;  //設置變量time,計時float Speed;  //設置變量Speed,存儲轉(zhuǎn)速 void setup(){   Serial.begin(9600);  attachInterrupt(0,count,CHANGE);    //引腳電平發(fā)生改變時觸發(fā)} void loop(){   time=millis();  Speed=  (Val/40)/(time/) ;  Serial.println(Speed);} void count(){  Val +=1;}接上電源,測試結(jié)果結(jié)果如下(3V與6V,單位為轉(zhuǎn)/分):

      測試結(jié)果與上面的表中有些誤差,這是因為碼盤有直徑,測試結(jié)果是碼盤的轉(zhuǎn)速,你也可以將結(jié)果再換算下,應該就可以得到電機的轉(zhuǎn)速了~~~
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      測速傳感器模塊:霍爾傳感器測速電路設計方案匯總(二款霍爾傳感器測速電路的設計方案) - 全文

        霍爾傳感器簡介
        由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上,稱之為霍爾傳感器。
        
        霍爾傳感器的種類:
        線性霍爾傳感器,開關霍爾傳感器
        1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。可以做成電流傳感器(鉗形電流表),位移測量傳感器。
        2、開關型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器,和輸出級組成,它輸出數(shù)字量。開關型霍爾傳感器主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。
        霍爾開關傳感器測速原理:
        
        小磁鐵固定在轉(zhuǎn)盤上,轉(zhuǎn)盤與電機軸相連,同步轉(zhuǎn)動,小磁鐵通過霍爾傳感器時,霍爾傳感器產(chǎn)生一個相應的脈沖,計算出兩個連續(xù)脈沖的間隔時間,就可以計算出被測轉(zhuǎn)速。
        霍爾傳感器的輸出控制
        
        
        霍爾傳感器測速電路設計方案(一)
        1、系統(tǒng)總設計要求
        如果把霍爾傳感器放在電機預定的位置上,當電機轉(zhuǎn)動時,永磁體經(jīng)過霍爾傳感器時,可以測量電路中的脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測得電機速度。
        2、系統(tǒng)實現(xiàn)方案
        (1)霍爾測速模塊的選擇
        方案一:采用霍爾元件傳感器;選型號OH137產(chǎn)品性能好、靈敏度、電路可和各種邏輯電路直接相連,價格也便宜(10~20元之間不等)。
        方案二:采用霍爾傳感器;選型號為CHV-25P/10的霍爾傳感器,其額定電壓為10V,輸出信號5V/25mA,電源為12~15V。體積大,價格較貴(40~120元之間不等)。
        從性價比方面綜合考慮,選擇方案一。
        (2)計數(shù)模塊的選擇
        可以采用片外計數(shù)器和片內(nèi)計數(shù)器兩個方案。片外計數(shù)器的方案是采用8253等片外專用計數(shù)芯片進行脈沖計數(shù),單片機控制8253的過程,并在技術(shù)完畢后讀取計數(shù)值。片內(nèi)計數(shù)方案是指采用單片機的內(nèi)部計數(shù)器完成對脈沖的計數(shù)過程。
        使用片內(nèi)計數(shù)器的優(yōu)點在于降低單片機系統(tǒng)的成本。每到一個脈沖將會產(chǎn)生一個T1的計數(shù),在T0產(chǎn)生的100ms中斷完成后,T1的中斷溢出次數(shù)就是所需要計的脈沖數(shù)。特點在于:使用了內(nèi)部的T1作為外部脈沖的計數(shù)器,并且,為了避免計數(shù)器的溢出,將T1的初值設為0。所以選用片內(nèi)計數(shù)。
        (3)顯示方式的選擇
        方案一:采用8段LED數(shù)碼管作為顯示模塊核心。數(shù)碼管顯示器件相對便宜,但是耗能大、編寫程序相對麻煩,工作量大。
        方案二:采用LCD液晶顯示器作為顯示模塊核心。LCD顯示器工作原理簡單,編程方便,節(jié)能環(huán)保。因此選擇方案二。
        (4)單片機模塊的論證與選擇
        方案一:選用 AT89C2051單片機速度快、功耗低、體積小、資源豐富。
        方案二:選用PhilipsP89C51RD2有4個PDA,屬于兼容版。
        方案比較:因為設計是汽車測速,所以我還是選用了方案一中AT89C2051單片機,選用AT89C2051是因為價格便宜、低功耗。
        (5)轉(zhuǎn)速測量方法與論證
        方案一:測周法是測量兩個脈沖之間的時間,換算成周期,從而得到頻率。測出產(chǎn)生N個脈沖內(nèi)所需要的時間t,則信號的周期為tNf/,測量頻率誤差2/ttNf,誤差主要來自采樣的時間誤差,低頻脈沖情況下誤差較小,測量精度高。
        方案二:測頻法是測量單位時間內(nèi)的脈數(shù),換算成頻率。在設定t 時間內(nèi),測量產(chǎn)生N個脈沖,則信號的周期為/fNt,測量頻率誤差/fNt,誤差主要來自脈沖個數(shù)正負一個計數(shù)誤差,高頻脈沖情況下誤差較小,測量精度高。
        方案比較:由于兩個方案都產(chǎn)生的誤差,但是方案一中的時間誤差,而本設計是汽車測速要測得是時刻速度,故選擇方案二。
        3、總體硬件設計
        3.1、硬件流程圖
        基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是:測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機軸同軸連接,機軸每轉(zhuǎn)一周,產(chǎn)生一定量的脈沖個數(shù),由霍爾器件電路部分輸出。經(jīng)光電耦合后,成為轉(zhuǎn)速計數(shù)器的計數(shù)脈沖。保持同89C2051邏輯電平相一致。控制計數(shù)時間,即可實現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)值對應機軸的轉(zhuǎn)速值。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后,在LCD上顯示出來。以單片機AT89C205l為控制核心,用霍爾集成傳感器作為測量轉(zhuǎn)速的檢測元件,最后用液晶顯示器1602顯示的機車轉(zhuǎn)速的方法,系統(tǒng)硬件原理圖如圖4-1所示。
        
        3.2、硬件電路設計
        (1)通過霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號,并經(jīng)過74LS14進行放大,硬件電路圖如圖4-2所示:
        
        (2)將產(chǎn)生的脈沖信號進行耦合處理。其中Signal代表脈沖信號,脈沖信號通過光電耦合器將其轉(zhuǎn)換為單片機可采集的5V脈沖信號,如圖4-3所示。
        
        (3)將耦合處理后的信號介入單片機中0點位置如圖4-4所示。
        
        霍爾傳感器測速電路設計方案(二)
        首先選定傳感器,霍爾傳感器具有靈敏、可靠、體積小巧、無觸點、無磨損、使用壽命長、功耗低等優(yōu)點,綜合了電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的要求。
        其次設計一個單片機小系統(tǒng),利用單片機的定時器和中斷系統(tǒng)對脈沖信號進行測量或計數(shù)。
        再次實時測量顯示并有報警功能,實時測量根據(jù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法。要求霍爾傳感器轉(zhuǎn)速為0~5000r/min。
        1、霍爾測速模塊論證與選擇
        采用霍爾傳感器;選型號為CHV-25P/10的霍爾傳感器,其額定電壓為10v,輸出信號5v/25mA,電源為12~15v。體積大,價格一般為40~120元之間不等。性價比較高
        2、計數(shù)器模塊論證與選擇
        采用片內(nèi)的計數(shù)器。其優(yōu)點在于降低單片機系統(tǒng)的成本。每到一個脈沖將會產(chǎn)生一個T1的計數(shù),在T0產(chǎn)生的100ms中斷完成后,T1的中斷溢出次數(shù)就是所需要計的脈沖數(shù)。特點在于:使用了內(nèi)部的T1作為外部脈沖的計數(shù)器,并且,為了避免計數(shù)器的溢出,將T1的初值設為0。
        3、顯示模塊論證與選擇
        采用LCD液晶顯示器作為顯示模塊核心。LCD顯示器工作原理簡單,編程方便,節(jié)能環(huán)保。
        4、報警模塊論證與選擇
        采用蜂鳴器與發(fā)光二極管作為聲光報警主要器件。該方案不論在硬件和焊接方面還是在編寫軟件方面都簡單方便,而且成本低廉。
        5、電源模塊論證與選擇
        采用交流220V/50Hz電源轉(zhuǎn)換為直流5V電源作為電源模塊。 該方案實施簡單,電路搭建方便,可作為單片機開發(fā)常備電源使用。
        6、單片機模塊論證與選擇
        選用 P89C51的單片機速度極快、功耗低、體積小、資源豐富,有各種不同的規(guī)格,最快的達100MPS ,引腳還可編程確定功能
        選用51系列的單片機,是因為51的架構(gòu)十分典型。而且: 1.價格便宜; 2.開發(fā)手段便宜; 3.自己動手焊接相對容易。
        7、轉(zhuǎn)速測量方案論證
        轉(zhuǎn)速的測量方法很多,根據(jù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有M法(測頻法)、T法(測周期法)和MPT法(頻率周期法),該系統(tǒng)采用了M法(測頻法)。由于轉(zhuǎn)速是以單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量,在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律的重復運動。
        8、電機軸一側(cè)貼磁片
        使用霍爾傳感器獲得脈沖信號,其機械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單,只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼,讓霍爾開關靠近磁鋼,就有信號輸出,轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。如果在圓周上粘上多粒磁鋼,可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周,獲得多個脈沖輸出。在粘磁鋼時要注意,霍爾傳感器對磁場方向敏感,粘之前可以先手動接近一下傳感器,如果沒有信號輸出,可以換一個方向再試
        9、硬件設計
        基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是:測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機軸同軸連接,機軸每轉(zhuǎn)一周,產(chǎn)生一定量的脈沖個數(shù),由霍爾器件電路部分輸出。經(jīng)光電耦合后,成為轉(zhuǎn)速計數(shù)器的計數(shù)脈沖。同時傳感器電路輸出幅度為12v的脈沖經(jīng)光電耦合后降為5v,保持同89C51邏輯電平相一致。控制計數(shù)時間,即可實現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)值對應機軸的轉(zhuǎn)速值。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后,在LCD上顯示出來。一旦超速,CPU通過喇叭和指示燈發(fā)出聲、光報警信號。
        10、硬件原理圖
        以單片機AT89C5l為控制核心,用霍爾集成傳感器作為測量轉(zhuǎn)速的檢測元件,最后用字符型液晶顯示器1602(HD控制)顯示的小型直流電動機轉(zhuǎn)速的方法,是數(shù)字式測量方法,智能化微電腦代替了傳統(tǒng)的機械式或模擬式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件原理圖如圖所示。
        
        硬件電路設計總圖
        在原理圖基礎上對各部分進行了詳細的設計,硬件電路圖如圖所示:
        

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