MĚŘENÍ FREKVENCE A OTÁČEK PICAXEM

Vágner Vlastimil

Přípravky umožňují měření frekvence a otáček mikrokontrolérem PICAXE 08M2 se zobrazováním na LCD displeji se sériovou komunikací, rozšiřují tak zapojení uvedená v [1]. Přípravky mohou posloužit při vlastních pokusech s uvedeným mikrokontrolérem.

POPIS PŘÍPRAVKŮ NA MĚŘENÍ FREKVENCE A OTÁČEK

Na obrázku č.01 je schéma zapojení na programování PICAXE na obrázku č.02 je schéma zapojení vlastního přípravku na měření frekvence, na obrázku č.03 je schéma zapojení přípravku na měření otáček a na obrázku č.04 je schéma zapojení možného provedení snímačů signálů. Přípravky dle zapojení podle obrázků č.02 a č.03 jsou napájeny napětím 5VDC které je stabilizováno stabilizátorem 7805 zde je možné i napájení snímačů, zdroj napájí i LCD displej s řadičem, schéma zapojení podle obrázku č.01 je napájeno 5VDC stabilizátorem 78L05 pro programování PICAXE. Vstupní napětí pro stabilizátory je ve všech případech 7 – 12VDC ze zdroje 230VAC s možností volby výstupního napětí DC, nebo je možné použít baterii 9V. Oba přípravky snímají vstupní signál na pinu PINC.4 výstup na LCD displej je na pinu PINC.0 u přípravku na měření otáček je využit i pin PINC.3 na zadání hodnoty tlačítkem TL.1 podle měření buď otáček lodního šroubu, nebo letecké vrtule s dvěma listy, třemi listy nebo čtyřmi listy. A pin PINC.1 kterým se provádí volba zda se bude zadávat hodnota nebo měřit otáčky, při volbě zadávání hodnoty je po ukončení zadávání hodnota uložena do paměti EEPROM. Zobrazení hodnoty na LCD displeji je při měření frekvence v Hz a při měření otáček je hodnota zobrazena v ot/min. Při měření optickým snímačem vyrobeným dle popisu v článku RC-MODEL v [1] je vhodné vyměnit lodní šroub za clonku která má jednu část tmavou a druhou část lesklou, nebo na hřídelku osadit magnet a použít HALLOVU SPÍNACÍ SONDU KTERÁ DÁVÁ NA VÝSTUPU PULSY SONDU S LINEÁRNÍM VÝSTUPEM NELZE POUŽÍT TA DÁVÁ NA VÝSTUPU NAPĚTÍ. Při měření otáček leteckých motorů jsou při použití vrtule s dvěma listy maximální změřitelné otáčky 65460ot/min čemuž odpovídá frekvence ze snímače 2184Hz, při třílisté vrtuli jsou maximální změřitelné otáčky 65520ot/min čemuž odpovídá frekvence ze snímače 2184Hz a při čtyřlisté vrtuli jsou maximální změřitelné otáčky 65535ot/min čemuž odpovídá frekvence ze snímače 4369hz, maximální změřitelné otáčky lodního šroubu jsou 65520ot/min čemuž odpovídá frekvence ze snímače 1092Hz. Při měření otáček leteckých motorů je vhodné využívat IR snímače, IR diodu + IR tranzistor jejich výroba je čistě individuální věc, je vždy nutné aby výstupem ze snímače byl kladný impuls při přerušení paprsku listem vrtule a při nepřerušeném paprsku bylo na výstupu napětí blízké zápornému napájecímu napětí TOTO PLATÍ POKUD JE SNÍMAČ VYROBEN TAK ŽE IR DIODA JE NA JEDNÉ STRANĚ VRTULE A IR TRANZISTOR NA DRUHÉ STRANĚ VRTULE. V případě že je použit snímač který má jak diodu tak tranzistor v jednom pouzdře je nutné VŽDY NA VŠECHNY LISTY VRTULE VE STEJNÉ ÚROVNI NALEPIT ODRAZNOU FOLIÍ A PODOBNĚ aby při průchodu listu vrtule paprskem došlo k jeho odražení od lesklé plochy vrtule na snímací tranzistor a tento pak opět dá kladný impuls na vstup mikrokontroléru na PINC.4 kde je programem vyhodnocen. Pro měření otáček lodního šroubu zadáváme v programu hodnotu 60, pro měření otáček letecké vrtule s dvěma listy zadáváme hodnotu 30, pro vrtuli s třemi listy zadáváme hodnotu 20 a pro vrtuli se čtyřmi listy zadáváme hodnotu 15. Přípravky jsou pro svoje jednoduché zapojení provedeny na univerzálních vrtaných destičkách a součástky jsou propojeny vodičem, mikrokontrolér PICAXE je ve všech přípravcích osazený v patici pro snadné vyjmutí při jeho programování, nebo nahrání upraveného programu. Použitý LCD displej 2 * 16 znaků je osazený sériovým převodníkem na kterém je nastavena komunikační rychlost 9600Bd tato rychlost je stejná pro oba přípravky.

POPIS PROGRAMŮ

Měření frekvence : po nahrání programu do mikrokontroléru PICAXE v přípravku podle odrazku č.01 jej vyjmeme z patice programátoru a osadíme do patice přípravku na měření frekvence. Připojíme do konektoru JP2 LCD displej k přípravku, napájecí napětí a do konektoru JP1 připojíme použitý snímač frekvence a zapneme vypínač NAPÁJENÍ, po inicializaci displeje se na LCD zobrazí na horním řádku Měření frekvence a na druhém řádku se po připojení signálu na vstup snímače zobrazuje naměřená frekvence v Hz. Pokud je použitý snímač osazený podle obrázku č.04 potenciometrem začínáme měřit signál o neznámé velikosti vždy s běžcem vytočeným k zápornému napájecímu napětí a pomalu otáčíme hřídelkou běžce potenciometru k opačnému konci dráhy dokud se na LCD nezačne zobrazovat měřená frekvence.

Měření otáček : po nahrání programu do mikrokontroléru PICAXE v přípravku podle odrazku č.01 jej vyjmeme z patice programátoru a osadíme do patice přípravku na měření otáček. Připojíme do konektoru JP2 LCD displej k přípravku, napájecí napětí, snímač otáček připojíme do konektoru JP1 a v tomto případě kdy není v paměti EEPROM žádná hodnota pro výpočet otáček zapneme vypínač označený VP.1 a až poté zapneme vypínač NAPÁJENÍ. Po inicializaci LCD se zobrazí na horním řádku MĚŘENÍ OTAČEK a na druhém řádku V.01 toto je po dvou vteřinách programově smazáno a na horním řádku se zobrazí ZADEJ HODNOTU na druhém řádku se zobrazí hodnoty 60, 30, 20, 15 oba řádky po časovém useku program smaže. Poté se na spodním řádku zobrazí „0“ a nyní tlačítkem TL.1 které stiskneme se na LCD začne zobrazovat hodnota která se „zvyšuje po jedné 1, 2, 3“ a po načítání hodnoty kterou požadujeme uvolníme tlačítko TL.1. Nyní vypneme vypínač VP.1 a hodnota kterou jsme zadali se uloží do paměti EEPROM a na prvním řádku LCD se zobrazí měřené otáčky a na druhém řádku ot/min = naměřená hodnota ze snímače. Pokud chceme změnit hodnotu během měření otáček opět zapneme vypínač VP.1 a program nám umožní změnit hodnotu. Poslední zadaná hodnota zůstává v paměti a po zapnutí vypínače NAPÁJENÍ A VYPNUTÉM VYPNAČI VP.1 program tuto hodnotu načte, v případě že potřebujeme jinou hodnotu postupujeme jak je napsáno výše.