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電風扇一秒轉幾下?Arduino告訴你!

2009年9月2日 發表評論 閱讀評論

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因為有機會算馬達的速度,所以今天想來試看看測風扇轉速這東西,先想到方法就是利用光敏電阻。隨手算出讓手邊光敏電阻驅動變成TTL準位的電阻,寫了幾行程式一測,果然有要的效果。當然,這電阻板是老頭建議的好物,幫了我很大的忙。

拿過去用電風扇試轉,風扇速度太快,光敏電阻已經不敷使用。(光敏電阻變化速度大概在20ms,所以只能測出約50Hz)。所以,中午吃飯去買了老頭說的光電晶體,可以讓速度拉到20KHz左右。今天買的型號是ST-1KL3B。

左邊三隻角的就是光電晶體,右邊這大大的像硬幣一般的,就是光敏電阻。光電晶體大概要70~100塊。而光敏電阻只要10~20塊錢。

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接上後,我用簡報用的雷設筆當光源。這是扇葉沒遮住的樣子。

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這是光被扇葉遮蓋。

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所以,程式只要去計算遮斷時間,就可以算出種動的速率。看個影片吧(工業扇有點吵):

那,我們看起來很強的工業電扇轉速大概是多少呢?當我第一次測出來時,我有點訝異。怎麼會這麼低!!!竟只有23轉。一度讓我以為程式寫錯。後來,才想到大部份我們討論轉速時,都會以RPM(Revolution Per Minute)作基礎。所以,我應該再乘上60才對。所以大概是1400轉。這台工業電扇強中弱的RPM大約是1400, 1200,900;每秒轉速約23.4,20,15。查了查網路上賣的電風扇,的確也都在這範圍。

程式寫得很醜,就不貼了。

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  1. 2009年9月2日19:03 | #1

    電阻板是給我這色弱的人用的~> <

  2. oda
    2011年1月5日20:54 | #2

    您好
    我是國中老師,因學生科學實驗中需要測量轉速
    可否提供電路及相關材料給我
    非常感謝

  3. 24m
    2011年1月7日22:35 | #3

    oda 您好
    我是用Arduino板子,再接一個光敏電阻。因為Arduino板功能強大,定義i/O的資料後,就可以透過光敏電阻的資料,算出變化的時間,再透過arduino的rs232介面傳給電腦。
    如果可以,可以用光敏電阻加一個電晶體當電開關。我的方法是用電組去分壓,算出可以讓arduino判段為 0/1準位的阻值。

    我在台中市南屯區,如果您也是在台中,我可以帶我之前的東西去貴校弄給學生看。如果學生也要做,朋友兩年前幫我買一塊板子好像是一千左右。但是我不知道哪兒買,您可以網路上找看看~

  4. oda
    2011年1月8日17:58 | #4

    ^^感謝回應
    可惜我們是位於新竹縣竹北市,感謝您的熱情回覆…
    這版子我已在網路上買到,因小弟才剛接觸電子相關知識,^^”拍謝能否冒昧問您這電路圖怎麼接,如果要做一個一樣的,需要哪些材料?

    ^^另外請教如果我們想用壓電材料接收聲音音波,能否測量其電量大小?如果能儲存電力那又更棒了。不知這部分有可能做到嗎?感激

  5. 24m
    2011年1月9日16:07 | #5

    hi oda,
    在竹北啊,那很可惜。我這陣子沒要北上。

    先說一下光敏電阻接給arduino的電路,首先你先買一個光敏電阻,量一下他受光跟不受光時的電阻值,因為我們要利用分壓的方式來取得TTL電壓準位的 hi/low。 (hi為1,low為0)。一般TTL準位是 2.2v~5V是hi,0.0v~0.8v是Low。所以, 先假設光敏電組受光是100歐姆,未受光是100k(要實測才知道)。電路是
    5v接A電阻,再接光敏電組,再接地。A電阻跟光敏電祖相接的地方為偵測點,要拉到Arduino板。

    這時來算分壓。 受光時,可以得知分壓為:
    5v*(100/(100+A)) 2.2

    我大至算一下, A >525 歐姆 & A <127k 歐姆,所以買個電組板(上面圖有),拆一個裝在A就可以了,接下來就是寫隻程式去看Arduino的資料,算一下就可以知道了。

    壓電材料,當然可以測其電量大小,如果你的設備不夠精細,你也可以做一個放大電路,來量測輸出結果,再反推回去。但是,你要看你要用哪一種東西來做你的壓電元件,是被動還是主動。被動比較沒那麼精密,主動的當然會好些。不過,反過來看就貴了~ 像麥克風其實就是壓電元件。透過聲壓來驅動。

    壓電元件的輸出要儲取電力,那要看你怎麼定議存電。如果你要將壓電訊號去充電容是有可能,但是,如果再考慮頻率問題,那很可能會相互抵銷(因為有行成正電壓的動作,就一定要有負電壓),能量因此而不見。如果你的壓電元件輸出電壓很高,你有辦法做出濾波電路去攔選或導正。那就可能把能量存起來,然後再使用。(目前發電機與電池之間就是如此,輸出正旋波,透過二極體轉正後,再存入電池之中)

  6. 24m
    2011年1月9日17:07 | #6

    運算過程有沒掉,我補一下:
    受光時
    5v*(100/(100+A)) 要小於 0.8
    不受光時
    5v*(100k/(100k+A)) 要大於 2.2

    所以,受光時,Arudino收到是0不受光時,收到是1

  7. oda
    2011年1月18日10:07 | #7

    您好:
    我是上次詢問的學校老師,感謝上次的分享讓我收穫許多
    想請教知道光敏電阻大小怎麼轉換成轉速?
    如果我們想測更快,光電晶體該怎麼接?感謝

  8. 24m
    2011年1月18日23:22 | #8

    Hi oda,
    不能靠光敏電組來轉換成轉速唷。你必須寫一個code在 arduino裡,讓他去算被光遮住的時間。這樣才能推算出轉速。
    光電晶體比較複雜,因為你必須要先瞭解腳位,再來看分流算分壓,再推算TTL準位。我建議你先把光敏電阻版本搞定並且能真正的運作,再換成光電晶體。兩者的程式是不須要修改的。

  9. oda
    2011年1月19日09:05 | #9

    ^^”喔arduino還有這麼強的功能喔!
    還可以計算光遮住的時間
    因我手邊參考arduino的書籍沒介紹到,
    請問可以參考哪些資料?
    或是有範例可以參考,謝謝

  10. 24m
    2011年1月21日08:21 | #10

    hi oda,
    先從arduino的內部範例開始吧。基本上arduino能做的事,範例都教了。
    現在有書可以買了?當年我只有範例可以看,所以我也沒有書或是其他範例可以推薦~

  11. oda
    2011年1月22日09:08 | #11

    ^^感謝提供意見

  12. Ted
    2012年10月13日23:00 | #12

    你好,我因為專題研究需要用到你的電路板跟程式
    可以借給我嗎?
    我住竹北

    24m 回應:

    @Ted
    現在才看到,所以應該是不用借了?不過,一張板子也不貴就是,我現在的板子已經很久了。

  13. Luminschoy
    2012年10月16日21:36 | #13

    我想用磁簧開關來算出速度並顯示於lcd上 因為書還沒買到 ~現在卡到的問題是
    1.算速度用算時間差比較好還是用類似 每分鐘按幾下來算 哪個方法好?
    2.我要如何算出兩次接觸之時間差 ?
    本身程式背景比較沒有,目前也都只是看看大家的範例去理解程式的原理
    現在大概只會基本的控制 以及 顯示字元 在LCD上
    請若懂得 煩請賜教 感謝大家 >.<

    24m 回應:

    系統有時間值,你每次得知有人按,就現在時間,與上次時間值相減。就知道了。
    這方法也可以測像按多久,跟一分鐘按幾下,看你怎麼寫嘍。

  14. Kid
    2012年12月26日16:54 | #14

    hi 你好
    請問一下 你是利用 Arduino去計算高位時間然後再轉成速率嗎?

    24m 回應:

    這樣可以。

  15. Andy
    2013年12月3日18:40 | #15

    請問有詳細電路圖可供參考嗎? 謝謝

  16. 24m
    2013年12月5日08:18 | #16

    @Andy
    這很久了,我記得用光敏電阻跟一個電阻串連就可以辦到。
    比如 5V–>光敏–>A點->電組–>接地
    A點街到Arduino的輸入,寫程式去抓這個點目前是hi或lo。

    程式再加一點時間運算就搞定!

  17. Hannah
    2016年7月8日12:22 | #17

    您好,我們目前大學專題實作需要測量風扇的轉速,
    想請問可以提供文中所使用的程式碼,並寄到我的信箱嗎?
    靜待您的回覆,謝謝

    24m 回應:

    Hi Hannah,
    六七年前的程式早已經不見了,不過,我記得也不太難。
    你利用光敏電阻得到一個hi low的數位資料,每個loop都去攔他的變化,當變化發生時(比如0變1,或是1變0),
    就計錄下上次時間,並比較上次的時間。如此你就可以取得一片扇葉的時間差,接著就是算每圈幾個扇葉。然後就會得到一圈的時間。
    接著,就可以反推回一分中轉幾圈了。

  18. 2017年11月9日14:24 | #18

    您好
    請問您用的arduino是哪一種

  19. 24m
    2017年11月9日22:00 | #19

    @羽
    嗨~
    那板子拿去做其他實驗了,所以不知道跑哪去。
    不過這個超簡單,哪個板都可以辦得到。