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测速传感器模块:智能小车测速模块 码盘计数 测速传感器 带指示灯 送测试程序

发布日期:2022-05-11 点击率:48


测速传感器模块:智能小车测速模块 码盘计数 测速传感器 带指示灯 送测试程序  第1张

测速传感器模块:智能小车测速模块 码盘计数 测速传感器 带指示灯 送测试程序

温馨提示:
本店所售模块(不包含套件),均有出厂测试,如遇问题请及时联系我们。
资料下载链接:
可与本店小车配套使用:
产品特性:
采用槽型对射光电传感器,它由一个红外发光二极管和一个NPN光电三极管组成,槽宽度为5.9mm。只要非透明物体通过槽型即可触发(配合本店小车码盘使用)输出TTL低电平。采用施密特触发器去抖动脉冲,非常稳定,可用于小车测转速,测距离等等应用!两端带M3螺丝安装孔。
产品参数:
工作电压:3.3V-5V
输出形式:数字开关量OUT输出(0 和 1)

使用说明:
接好VCC和GND,模块信号指示灯会亮,模块槽中无遮挡时,接收管导通,模块OUT输出高电平;遮挡时,OUT输出低电平,信号指示灯灭。模块OUT可与继电器相连,组成限位开关等功能,也可以与有源蜂鸣器模块相连,组成报警器。OUT输出接口可以与单片机IO口直接相连,一般接外部中断,检测传感器是否有遮档,如用电机码盘则可检测电机的转速。
程序设计:
测速模块的 OUT 口链接 MCU 的外部中断口,每当有红外射线导通就是一个外部缓冲。
逻辑设计:
测距离:
测速传感器输出为脉冲信号,一个脉冲中断一次;红外射线导通的时候是低电平,所以我们设置中断为低电平触法模式。一般码盘上有整数格子,无论是多少格其实原理一样,例如 10 格码盘,也就是有10个空格子,电机转一圈后便是射线导通10次,外部低电平触法10次;安装上面的思路,我们的测速传感器就可以发挥出效果了,我们知道一圈就有10个中断,于是我们计算中断次数,得到的总次数除于10也就是电机转动次数了,然后按照轮子的周长,计算轮子一圈是多长,就可以推算出小车已经跑多远了。
测速度:
按照测距离的思路,我们用一个 MCU 定时器计算,1秒内接收多少个外部中断,例如一秒内接收了20个外部中断,我们就可以判断小车速度为1秒小车轮子转两圈,然后再计算出小车轮子的周长,就可得知小车1秒行驶的速度。
注意事项:
正确接线!切勿将正负接反,使板子电子器件烧毁。Arduino玩家应该设置MCU的I/O口为输入模式/接收模式,否则无法使用。其他MCU,或者更为高级的控制板如ARM这些,若需设置I/O口为输入输出模式,都必须设置为输入模式/接收模式,否则无法使用。51系列单片机可直接使用,无需设置输入输出模式。
测速传感器模块:智能小车测速模块 码盘计数 测速传感器 带指示灯 送测试程序  第2张

测速传感器模块:测速传感器模块(窄槽版)

光电测直流电机速度
  用途:
  广泛用于电机转速检测,脉冲计数,位置限位等。
  模块特色:
  1、使用进口槽型光耦传感器,槽宽度 5mm。
  2、有输出状态指示灯,输出高电平灯灭,输出低电平灯亮。
  3、有遮挡,输出高电平;无遮挡,输出低电平。
  4、比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,超过 15mA。
  5、工作电压 3.3V-5V
  6、输出形式 :数字开关量输出(0 和 1)
  7、设有固定螺栓孔,方便安装
  8、小板 PCB 尺寸:3.2cm x 1.4cm
  9、使用宽电压 LM393 比较器
  模块使用说明:
  1.模块槽中无遮挡时,接收管导通,模块 DO 输出低电平,遮挡时,
  DO 输出高电平;
  2、DO 输出接口可以与单片机 IO 口直接相连,检测传感器是否有遮
  档,如用电机码盘则可检测电机的转速。
  2.模块 DO 可与继电器相连,组成限位开关等功能,也可以与有源蜂
  鸣器模块相连,组成报警器。
  
  产品接线说明:
  1、VCC 接电源正极 3.3-5V
  2、GND 接电源负极
  3、DO TTL 开关信号输出
  4、AO 此模块不起作用

测速传感器模块:测速模块计数传感器的Arduino源程序

计数传感器 ArduinoVCC 5VGND GNDOUT D3==接线示意图====例子程序==Int speedPin=3;//定义数字3接口
int cntValue=0;void setup ()
{
pinMode(speedPin,INPUT);//3号数字口设置为输入状态Serial.begin(9600);Serial.println("Speed Count
");}void loop()
{//判断是否被遮挡if(digitalRead(speedPin)==0){cntValue++;//计数增加Serial.println(cntValue);//串口输出计数值while(digitalRead(speedPin)==0);//等待遮挡结束}}==程序效果==通过遮挡槽型光耦传感器,不断计数。U型测速模块的使用
今天做了一个电机测速实验!实验元件:U型测速模块TT马达和测速码盘标准电源(3V和6V)
使用了淘宝上很便宜的TT马达,下图为TT马达的几个基本参数:我本次使用的是1:48的减速比电机,其他两个都没有测试~~~
下面是U型测速模块图片:

电路:(电路图就不画了,接线很简单)
将上面的U型测速模块接好,G接GND、V接5V、S接数字引脚2或者3(使用中断,只能接这两个脚),
然后将码盘和TT马达安装在一起,就可以试验了。
接好后,用一个遮挡物放在U型开关之间,模块上的LED点亮,无遮挡物时,LED不亮;
利用这一原理,当信号输出变化一次就计数一次,再经过一些列的换算就可以得到转速了~~
下面我们看下程序,将其复制到Arduino IDE中,烧写入UNO中://设置模块引脚接到数字引脚2(程序用到中断函数,UNO中断引脚为数字引脚2和3)int U_Pin=2;   float Val=0;      //设置变量Val,计数float time;  //设置变量time,计时float Speed;  //设置变量Speed,存储转速 void setup(){   Serial.begin(9600);  attachInterrupt(0,count,CHANGE);    //引脚电平发生改变时触发} void loop(){   time=millis();  Speed=  (Val/40)/(time/) ;  Serial.println(Speed);} void count(){  Val +=1;}接上电源,测试结果结果如下(3V与6V,单位为转/分):

测试结果与上面的表中有些误差,这是因为码盘有直径,测试结果是码盘的转速,你也可以将结果再换算下,应该就可以得到电机的转速了~~~
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测速传感器模块:霍尔传感器测速电路设计方案汇总(二款霍尔传感器测速电路的设计方案) - 全文

  霍尔传感器简介
  由于霍尔元件产生的电势差很小,故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上,称之为霍尔传感器。
  
  霍尔传感器的种类:
  线性霍尔传感器,开关霍尔传感器
  1、线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量。可以做成电流传感器(钳形电流表),位移测量传感器。
  2、开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,和输出级组成,它输出数字量。开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。
  霍尔开关传感器测速原理:
  
  小磁铁固定在转盘上,转盘与电机轴相连,同步转动,小磁铁通过霍尔传感器时,霍尔传感器产生一个相应的脉冲,计算出两个连续脉冲的间隔时间,就可以计算出被测转速。
  霍尔传感器的输出控制
  
  
  霍尔传感器测速电路设计方案(一)
  1、系统总设计要求
  如果把霍尔传感器放在电机预定的位置上,当电机转动时,永磁体经过霍尔传感器时,可以测量电路中的脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测得电机速度。
  2、系统实现方案
  (1)霍尔测速模块的选择
  方案一:采用霍尔元件传感器;选型号OH137产品性能好、灵敏度、电路可和各种逻辑电路直接相连,价格也便宜(10~20元之间不等)。
  方案二:采用霍尔传感器;选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器,其额定电压为10V,输出信号5V/25mA,电源为12~15V。体积大,价格较贵(40~120元之间不等)。
  从性价比方面综合考虑,选择方案一。
  (2)计数模块的选择
  可以采用片外计数器和片内计数器两个方案。片外计数器的方案是采用8253等片外专用计数芯片进行脉冲计数,单片机控制8253的过程,并在技术完毕后读取计数值。片内计数方案是指采用单片机的内部计数器完成对脉冲的计数过程。
  使用片内计数器的优点在于降低单片机系统的成本。每到一个脉冲将会产生一个T1的计数,在T0产生的100ms中断完成后,T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。特点在于:使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器,并且,为了避免计数器的溢出,将T1的初值设为0。所以选用片内计数。
  (3)显示方式的选择
  方案一:采用8段LED数码管作为显示模块核心。数码管显示器件相对便宜,但是耗能大、编写程序相对麻烦,工作量大。
  方案二:采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。LCD显示器工作原理简单,编程方便,节能环保。因此选择方案二。
  (4)单片机模块的论证与选择
  方案一:选用 AT89C2051单片机速度快、功耗低、体积小、资源丰富。
  方案二:选用PhilipsP89C51RD2有4个PDA,属于兼容版。
  方案比较:因为设计是汽车测速,所以我还是选用了方案一中AT89C2051单片机,选用AT89C2051是因为价格便宜、低功耗。
  (5)转速测量方法与论证
  方案一:测周法是测量两个脉冲之间的时间,换算成周期,从而得到频率。测出产生N个脉冲内所需要的时间t,则信号的周期为tNf/,测量频率误差2/ttNf,误差主要来自采样的时间误差,低频脉冲情况下误差较小,测量精度高。
  方案二:测频法是测量单位时间内的脉数,换算成频率。在设定t 时间内,测量产生N个脉冲,则信号的周期为/fNt,测量频率误差/fNt,误差主要来自脉冲个数正负一个计数误差,高频脉冲情况下误差较小,测量精度高。
  方案比较:由于两个方案都产生的误差,但是方案一中的时间误差,而本设计是汽车测速要测得是时刻速度,故选择方案二。
  3、总体硬件设计
  3.1、硬件流程图
  基于霍尔传感器的速度测量系统工作过程是:测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接,机轴每转一周,产生一定量的脉冲个数,由霍尔器件电路部分输出。经光电耦合后,成为转速计数器的计数脉冲。保持同89C2051逻辑电平相一致。控制计数时间,即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。CPU将该值数据处理后,在LCD上显示出来。以单片机AT89C205l为控制核心,用霍尔集成传感器作为测量转速的检测元件,最后用液晶显示器1602显示的机车转速的方法,系统硬件原理图如图4-1所示。
  
  3.2、硬件电路设计
  (1)通过霍尔传感器产生脉冲信号,并经过74LS14进行放大,硬件电路图如图4-2所示:
  
  (2)将产生的脉冲信号进行耦合处理。其中Signal代表脉冲信号,脉冲信号通过光电耦合器将其转换为单片机可采集的5V脉冲信号,如图4-3所示。
  
  (3)将耦合处理后的信号介入单片机中0点位置如图4-4所示。
  
  霍尔传感器测速电路设计方案(二)
  首先选定传感器,霍尔传感器具有灵敏、可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低等优点,综合了电机转速测量系统的要求。
  其次设计一个单片机小系统,利用单片机的定时器和中断系统对脉冲信号进行测量或计数。
  再次实时测量显示并有报警功能,实时测量根据脉冲计数来实现转速测量的方法。要求霍尔传感器转速为0~5000r/min。
  1、霍尔测速模块论证与选择
  采用霍尔传感器;选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器,其额定电压为10v,输出信号5v/25mA,电源为12~15v。体积大,价格一般为40~120元之间不等。性价比较高
  2、计数器模块论证与选择
  采用片内的计数器。其优点在于降低单片机系统的成本。每到一个脉冲将会产生一个T1的计数,在T0产生的100ms中断完成后,T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。特点在于:使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器,并且,为了避免计数器的溢出,将T1的初值设为0。
  3、显示模块论证与选择
  采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。LCD显示器工作原理简单,编程方便,节能环保。
  4、报警模块论证与选择
  采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便,而且成本低廉。
  5、电源模块论证与选择
  采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。 该方案实施简单,电路搭建方便,可作为单片机开发常备电源使用。
  6、单片机模块论证与选择
  选用 P89C51的单片机速度极快、功耗低、体积小、资源丰富,有各种不同的规格,最快的达100MPS ,引脚还可编程确定功能
  选用51系列的单片机,是因为51的架构十分典型。而且: 1.价格便宜; 2.开发手段便宜; 3.自己动手焊接相对容易。
  7、转速测量方案论证
  转速的测量方法很多,根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法),该系统采用了M法(测频法)。由于转速是以单位时间内转数来衡量,在变换过程中多数是有规律的重复运动。
  8、电机轴一侧贴磁片
  使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢,可以实现旋转一周,获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意,霍尔传感器对磁场方向敏感,粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试
  9、硬件设计
  基于霍尔传感器的速度测量系统工作过程是:测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接,机轴每转一周,产生一定量的脉冲个数,由霍尔器件电路部分输出。经光电耦合后,成为转速计数器的计数脉冲。同时传感器电路输出幅度为12v的脉冲经光电耦合后降为5v,保持同89C51逻辑电平相一致。控制计数时间,即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。CPU将该值数据处理后,在LCD上显示出来。一旦超速,CPU通过喇叭和指示灯发出声、光报警信号。
  10、硬件原理图
  以单片机AT89C5l为控制核心,用霍尔集成传感器作为测量转速的检测元件,最后用字符型液晶显示器1602(HD控制)显示的小型直流电动机转速的方法,是数字式测量方法,智能化微电脑代替了传统的机械式或模拟式结构。系统硬件原理图如图所示。
  
  硬件电路设计总图
  在原理图基础上对各部分进行了详细的设计,硬件电路图如图所示:
  

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