Tachometer Schakeling Uitgelegd: Functie, Ontwerp en Bouwgids

Het bouwen van krachtige elektronische printplaten of machines met motoren is niet genoeg. Waarom? Omdat zo'n project niet compleet is als je de volledige details of specificaties van de motor niet kunt geven.

Ja, we praten over de rotatiesnelheid van de motor. Dit is een van de kenmerken die aantoont hoe snel een motor kan gaan. Bovendien voorkomt het schade aan je motoren. Daarom zijn tachometers essentieel voor auto- en luchtvaarttoepassingen.

In dit artikel leren we alles over een tachometer schakeling en hoe je een eenvoudige tachometer schakeling bouwt. Klaar? Laten we beginnen!

Wat is een Tachometer?

Het allerbelangrijkste om te meten is de omwentelingen per minuut (RPM) voor motoren. Dit is een van de kenmerken die laat zien hoe snel een motor kan draaien. Bovendien voorkomt het motorenschade. Daarom zijn tachometers noodzakelijk bij het werken met motoren.

Wat is een tachometer precies?

Tachometers zijn sensorapparaten die de RPM meten van objecten die kunnen draaien, zoals motorassen. Meestal werken deze sensoren alleen voor elektrische of mechanische instrumenten.

Er zijn gevallen waarin geavanceerde tachometers de tijdsperiode en snelheidsbereik van andere dingen meten. Een voorbeeld is de hematocrietmeter (haematachometer) – deze meet de bloedstroomsnelheid.

Typen Tachometers

Er zijn vier hoofdtypen tachometers met verschillende specificaties:

Analoge Tachometers

Analoge tachometer schakelingen gebruiken een wijzerplaat-interface en een wijzer om de huidige motorensnelheid aan te geven. Ze kunnen geen extra details meten zoals afwijking en gemiddelde.

De analoge tachometer gebruikt een externe frequentie-naar-spanning converter om de RPM te meten. Hij toont de geconverteerde spanning via een analoge voltmeter. Deze tachometers hebben geen technologie voor opslag van metingen.

Dijkele Tachometers

In tegenstelling tot analoge tachometers hebben digitale tachometers geheugen voor het opslaan van metingen. Ze gebruiken digitale displays (LCD of LED) voor huidige metingen.

Je kunt deze tachometers gebruiken voor hoge-precisie metingen en statistische operaties. Je kunt ook tijdsgebaseerde hoeveelheden monitoren. Tegenwoordig vind je digitale tachometers vaker. Ze tonen metingen in numerieke waarden – niet in wijzers en platen.

Tijd- en Frequentie Tachometers

Beide typen gebruiken verschillende werkprincipes. De tijdmetende tachometer berekent de maximaal snelheid door de tijdsintervallen tussen een binnenkomende pulstrein te meten. De frequentiemetende tachometer meet snelheid door de frequentie van binnenkomende pulsen te berekenen.

Tijdstachometers werken best voor lage snelheidsmetingen, frequentietachometers voor hoge snelheden.

Contact- en Niet-Contact Tachometers

Beide werken als data-acquisitie methoden. Contact gebruikt een optische encoder of magnetische sensor om snelheid te meten bij contact met de draaiende as. Niet-contact gebruikt laser of optische schijven en vereist geen fysiek contact.

Toepassingen

• Lasertoepassingen
• Verkeersvolume en verwachte snelheidsschatting
• Verschillende primemovers en machine-toepassingen
• Auto- en luchtvaarttoepassingen (bijv. luchtreactormotor snelheid meten)
• Analoge audio-opname toepassingen
• Medische toepassingen

Hoe Maak Je een Tachometer

We leren een eenvoudige tachometer schakeling bouwen met Arduino.

Schema

Deze eenvoudige tachometer is niet duur en gebruikt het concept van infrarood golven. We kunnen deze golven niet zien, maar hun golflengte reikt verder dan zichtbaar licht.

We gebruiken een IR-sensor als hoofcomponent. Deze heeft twee LED-lampjes die als emitter en ontvanger fungeren. De LED die IR-stralen uitzendt is de IR-zender, de andere (ontvanger) is de IR-fotodioden.

Deze lampjes lijken op normale LEDs en fotodiodes, maar zenden en ontvangen alleen infrarood stralen.

Wanneer je deze IR-sensor inschakelt, begint de IR-zender IR-stralen uit te zenden naar het object dat je wilt meten.

Hier wordt het interessant: wanneer het object de stralen reflecteert, ontvangen de IR-fotodiodes ze en genereren spanning. De gegenereerde spanning hangt af van de intensiteit van de gereflecteerde stralen. Hogere intensiteit = hogere uitgangsspanning.

Tot slot stuurt het de spanning als uitgang via de Arduino uitgangspin door de LM358 IC.

Benodigde Tools

• Arduino bord (1)
• IR-sensor (1)

• 16x2 LCD module (1)
• Enkele verbindingsdraden
• Solder
• Solderbout

Constructie en Testen

Volg deze stappen:

Stap 1: Verzamel Je Componenten

Zamel alle componenten en check of alles werkt voordat je begint.

Stap 2: Verbind Je Componenten

Verbind VCC en GND van de LCD en IR-sensor met de GND en 5V pinnen van de Arduino.

Verbind de OUT van de IR-sensor met digitale pin 2 van de Arduino.

Verbind de SCL en SDA pinnen van de LCD met A5 en A4 van de Arduino.

Stap 3: Coderen

Zodra alles verbonden is, programmeer je Arduino UNO. Gebruik deze code:

// DIY Tachometer om Accurate RPM te Meten met Arduino
// Gepubliceerd door https://www.circuitschools.com
// Naamsvermelding vereist voor herpublicatie.

#include 
// Maak lcd object adres 0x27 (krijg van i2cscanner) en 16 kolommen x 2 rijen
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

float value = 0;
float rev = 0;
int rpm, oldtime = 0, newtime;

void isr() // interrupt service routine
{
  rev++;
}

void setup()
{
  lcd.init(); // initialiseer LCD
  // Zet achtergrondverlichting aan
  lcd.backlight();
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), isr, RISING); // interrupt koppelen
}

void loop()
{
  delay(1000);
  detachInterrupt(0); // ontkoppel interrupt
  newtime = millis() - oldtime; // vind de tijd
  int wings = 3; // aantal vleugels van draaiend object, voor schijf gebruik 1 met wit tape aan één kant
  int RPMnew = rev / wings; // we gebruikten een ventilator met 3 vleugels
  rpm = (RPMnew / newtime) * 60000; // berekent rpm
  oldtime = millis(); // bewaar huidige tijd
  rev = 0;
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("___TACHOMETER___");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(rpm);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), isr, RISING);
}

Stap 4: Testen

Na alle stappen, test je voltooide tachometer project. Het apparaat moet elk object als obstakel detecteren bij uitstraling van IR-stralen en de stralen correct ontvangen bij reflectie.

Wanneer het object roteert, moet het tellen hoe vaak het object een obstructie was en de benodigde spanning creëren volgens de reflectie-intensiteit.

Let op: Deze tachometer is lichtgevoelig, dus in goed belichte omgevingen krijg je misschien geen nauwkeurige resultaten.

Afsluiting

Er is niets complex aan hoe een tachometer werkt. Het werkt op het principe van relatieve beweging tussen de as en het magneetveld van het apparaat. Tachometers hebben motoren die spanning genereren afhankelijk van de snelheid van de motoras. Anders gezegd: het telt het aantal rotaties dat de motoras per minuut maakt in beweging.

Soms verwarren mensen de tachometer met de snelheidsmeter. Hoewel ze allebei snelheid meten, voeren ze totaal verschillende functies uit. De tachometer meet de snelheid van motoren, de snelheidsmeter toont de snelheid van voertuigen.

Dit was het artikel. Heb je meer vragen over tachometers? Neem gerust contact op – we helpen je graag!