Arduino RPM Counter Använda en optisk sensor

Att bygga en RPM-kontrakt (revolutioner per minut) är ett klassiskt och användbart Arduino-projekt. Denna guide går dig genom att skapa en optisk tachometer Med en IR LED, en IR-fototransistor och en 16×2 LCD-skärm. Resultatet är en enkel, korrekt RPM-räknare som passar för motorer, fans eller propellrar.

Projektöversikt

Denna Arduino RPM-räknare fungerar genom att avbryta en infraröd stråle med ett roterande objekt (som en propeller). Varje avbrott upptäcks av Arduino, räknas och omvandlas till ett RPM-värde som visas på en LCD-skärm.

Viktiga funktioner:

Realtid RPM mätning
Optisk (icke-kontakt) känsla
LCD-utgång för enkel läsning
Enkla och billiga komponenter

Delar List

Du behöver följande komponenter:

1 × Arduino styrelse
1 × 16 × 2 LCD display (HD44780 kompatibel)
1 × 10kΩ potentiometer (LCD kontrast kontroll)
1 × 10kΩ motstånd
1 × IR LED
1 × IR fototransistor
Jumper trådar

Trådinstruktioner

Följ dessa steg noggrant för att montera kretsen. Varje underavsnitt förklarar exakt var varje tråd ska gå för att undvika förvirring.

Power Distribution
- Ansluta Arduino 5V pin Till Breadboard positiv järnväg.
- Ansluta Arduino GND pin Till Breadboard mark järnväg.
- Se till att alla komponenter (LCD, potentiometer, IR LED och fototransistor) delar denna gemensamma grund.
LCD- och Potentiometeranslutningar (16×2 Parallel LCD)
- LCD Pin 1 (VSS) Ground
- LCD Pin 2 (VDD) 5V
- LCD Pin 3 (VO) Mellanhöjden av 10k Potentiometer
  - Potentiometer sidostift → 5V och Ground (används för att justera LCD kontrast)
- LCD Pin 4 (RS) Arduino digital pinne 7 7 7 7 7
- LCD Pin 5 (RW) Ground (LCD inställd på att skriva läge)
- LCD Pin 6 (E) Arduino digital pinne 8 8 8 8 8 8 8 8
- LCD Pin 11 (D4) Arduino digital pinne 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
- LCD Pin 12 (D5) Arduino digital pinne 10 10 10 10 10
- LCD Pin 13 (D6) Arduino digital pinne 11 11 11
- LCD Pin 14 (D7) Arduino digital pinne 12 12 12
- LCD Backlight
  - Pin 15 (A) → 5V genom motstånd
  - Pin 16 (K) Ground
IR LED (Transmittor)
- Anode (längre bly) Arduino Digital pin 13
- Cathode (shorter lead) Ground
- IR LED förblir ON kontinuerligt för att avge en infraröd stråle mot fototransistorn.
IR Phototransistor (mottagare)
- Collector (shorter lead) Arduino digital pin 2
- Emitter (längre bly) Ground
- Placera fototransistorn direkt mot IR LED så strålen avbryts av det roterande objektet.
Slutliga kontroller
- Se till att alla markanslutningar är vanliga.
- Dubbelkolla stiftnummer innan du driver kretsen.
- Justera potentiometern tills texten är tydligt synlig på LCD.

Tips: Digital pin 2 används eftersom den stöder hårdvara avbrytertillåter Arduino att räkna balkavbrott exakt och beräkna RPM tillförlitligt.

Arduino-kod

Ladda upp följande skiss till ditt Arduino-kort:

/*
 * Optical Tachometer
 *
 * Uses an IR LED and IR phototransistor to implement an optical tachometer.
 * The IR LED is connected to pin 13 and runs continuously.
 * Digital pin 2 (interrupt 0) is connected to the IR detector.
 */

#include 

int ledPin = 13;                // IR LED connected to digital pin 13
volatile byte rpmcount;
unsigned int rpm;
unsigned long timeold;

// Initialize the LCD with the interface pins
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);

void rpm_fun() {
  // This interrupt runs every time the IR beam is cut
  rpmcount++;
}

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);             // Initialize the LCD

  // Attach interrupt to digital pin 2 (interrupt 0)
  attachInterrupt(0, rpm_fun, FALLING);

  // Turn on IR LED
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, HIGH);

  rpmcount = 0;
  rpm = 0;
  timeold = 0;
}

void loop() {
  // Update RPM every second
  delay(1000);

  // Temporarily stop interrupts during calculation
  detachInterrupt(0);

  rpm = 30 * 1000 / (millis() - timeold) * rpmcount;
  timeold = millis();
  rpmcount = 0;

  // Display RPM on LCD
  lcd.clear();
  lcd.print("RPM=");
  lcd.print(rpm);

  // Re-enable interrupt
  attachInterrupt(0, rpm_fun, FALLING);
}

Förstå RPM-beräkningen

Detta projekt förutsätter två avbrott per revolutionTill exempel när du använder en motor med en tvåbladig propeller.

Därför använder RPM-beräkningen denna formel:

rpm = 30 * 1000 / (millis() - timeold) * rpmcount;

Justera för din inställning

Ett avbrott per revolution:
Ersätt 30 med 60
Fler blad eller markeringar:
Dela 60 med antalet avbrott per full rotation och uppdatera formeln därefter.

Denna flexibilitet gör att du kan anpassa projektet till olika motorer och roterande objekt.

Final Notes

Se till att IR LED och fototransistor är korrekt anpassade för tillförlitliga avläsningar.
Använd reflekterande band eller en slitsad disk för mer konsekvent balkavbrott.
Detta projekt kan utökas genom att logga in RPM-data eller lägga till serieproduktion.

Redo att bygga?

Denna Arduino RPM-räknare är en bra grund för motorstyrningsprojekt, robotik och mekanisk diagnostik. Montera komponenterna, ladda upp koden och börja mäta RPM med förtroende.