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使用8051微控制器的非接触式数字转速计

转速表是一种测量旋转物体的速度，例如电动机或车辆发动机的曲柄轴。电动机的速度取决于电动机在一分钟内进行的旋转数量。换句话说，速度以rpm（每分钟的转速）进行测量。在这里，在此项目中，我们使用了一个简单的非接触或非接触式数字转速计使用8051微控制器，可以以1 rev/sec的精度测量速度。

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巡回赛的原理

非接触式数字转速计背后的基本原理涉及一个带有传感器，控制器和执行器的简单嵌入式系统。这里使用的传感器是红外（IR）发射器 - 接收器对，所使用的控制器是8051微控制器装有编译的代码，执行器是显示器，用于显示电动机的速度。

传感器可以通过光传输和反射原理实际接触电动机的速度并产生信号。该信号被转换为电信号并馈送到微控制器，该信号被编程为一分钟内计算电动机转载数量的速度。此速度显示在7段显示器上。

施工和输出视频

非接触式数字转速计电路

转速表基本用于测量电动机的角速度。它可以是具有温暖齿轮和主轴排列的机械设备，也可以是将角速度转换为电信号的电气设备。电气转速表又可以是交流转速表或直流转速表。

虽然传统的转速表是接触转速表，由于接触参数的变化可能会产生错误的结果，但首选非接触式数字转速表，这不需要与要测量速度的设备进行任何接触。

它基本上是基于复古反射扫描原理的，其中像LED这样的光源设备将光信号传输到反射反射的反射目标设备，后者反射光，而光检测器又接收到了光检测器。

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非接触式数字转速计的电路图

使用8051微控制器电路的非接触式数字转速计

需要组件

  • 8051微控制器
  • 8051开发委员会
  • 8051微控制器程序员
  • IR传感器模块（反射类型）
  • 4 - 数字7 - 段显示
  • 4 x 2N2222 NPN晶体管
  • 4 x470Ω电阻（1/4瓦）
  • 8 x100Ω电阻（1/4瓦）
  • 如果不使用开发委员会，那么您需要
    • 11.0592 MHz石英晶体
    • 2 x 33pf陶瓷电容器
    • 2 x10kΩ电阻（1/4瓦）
    • 10 µF电容器（极化）
    • 按钮
    • 1kΩx 8电阻包

如何设计非接触式数字转速表？

传感器电路dEsign

传感器电路由IR发射器和IR接收器组成。IR LED用作发射器，并将照片二极管用作接收器。该项目使用了反射类型的IR传感器。在这种类型中，IR发射器和接收器侧面放置。

红外发射器电路非常简单。红外发射器的阳极连接到5V电源，阴极通过当前的限制电阻150Ω连接到地面。因此，IR发射器开始发射红外线。

项目中使用的IR接收器是照片二极管，必须以反向偏差连接。负末端或阴极连接到5V电源，正端或阳极通过10kΩ的电流限制电阻连接到地面。

最后，将IR接收器的输出输入到比较器中。比较器将IR接收器的输入与参考值（通过10kΩ电位计给出）。如果来自IR接收器的输入大于参考值，则比较器的输出将很高，否则，输出将为低。

下图显示了该项目中使用的反射类型IR传感器的电路图。

IR传感器模块电路图

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控制器电路设计

控制器电路由微控制器及其接口组成。在这里，我们选择了AT89C52微控制器。MicroController RESET电路由一个按钮，电阻和一个值的电容器组成，使得重置引脚处的电压不会低于1.2V，并且正时常数永远不会少于100ms。在这里，我们选择了10kΩ电阻和10µF电容器。

由于微控制器的振荡频率为11.0592MHz，因此我们选择了陶瓷电容器的值为33pf。由于我们不使用任何外部内存，因此必须通过10kΩ电阻将EA'PIN拔出。

微控制器和IR传感器之间的接口是通过将IR传感器的输出引脚连接到port3 Pin P3.4来完成的。接下来是4 - Digit 7 - 段显示。下图显示了此显示的引脚图。

4-数字7-段显示引脚

4 - Digit 7 - 段显示的段输入，即A，B，C，D，E，F，G和DP通过单个100Ω电阻连接到Port0。4 - Digit 7 - 段显示（DIG1，DIG2，DIG3和DIG4）的数字选择引脚连接到4个2N2222 NPN晶体管的发射极端子。这些晶体管的基本端子连接到port2引脚P2.0，P2.1，P2.2和P2.3至470Ω电阻。

微控制器代码

一旦电路设计并在一张纸上绘制，下一步就是编写和编译代码。在这里，我们使用Keil µVision软件用C语言编写程序。

在编写代码之前，需要遵循一般步骤，例如创建新项目并选择目标设备或所需的微控制器。编写代码后，我们将其保存在.c扩展程序中，然后将其添加到目标文件夹下的源文件组中。然后通过按F7键来编译代码。

编译代码后，创建了十六进制文件。在下一步中，我们使用Proteus软件来绘制电路。使用8051微控制器程序员及其关联的软件将代码倾倒到微控制器中。

笔记：还请阅读有趣的帖子 -基于密码的门锁系统使用微控制器

如何操作非接触式数字转速计电路？

当IR传感器供电时，IR发射器开始发射IR射线。电动机放在红外传感器的前面，其轴上标有白点。

当电动机轴旋转以使白点与传感器接触时，IR射线被点反射并落在IR接收器上。每当反映IR射线时，被用作IR接收器的照片二极管就开始进行进行。

在这一点上，将IR传感器的输出给予比较器，并且当反射IR射线时，比较器的输出很高，并且当没有反射时，比较器的输出较低。因此，比较器的输出为On-Off脉冲的形式。

该脉冲作为计时器输入给予微控制器，并对微控制器进行编程以计算电动机在一秒钟内旋转的次数。

电动机的速度是通过将最终计数的值乘以60以获取每分钟旋转速度的方法来计算的。然后在4位7段显示器上显示此值。

相关文章 -使用ICL7107的数字电压表

申请

  1. 非接触式数字转速计电路可用于计算旋转轮子，圆盘和电动机轴的速度。
  2. 该电路可以在无法直接与电动机或车轮接触的地方使用，例如车辆和工业机器。
  3. 该电路可在房屋中使用，以检查小电池操作的风扇和其他基于电机的设备的速度。

电路的局限性

  1. 该电路中使用的IC是CMOS设备，并且非常静态，因此无法用裸手触摸它们。
  2. 由于使用电池为电路供电，它的寿命有限。
  3. 速度计算可能会受到计时器的变化占空比的影响。

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