国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程
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| Ajinkya Chouthai1,Rathin Karhu2,索汉姆Kulkarni3 UG的学生,E&TC工程部门,PVG COET,浦那(印度马哈拉施特拉邦 |
| 相关文章Pubmed,谷歌学者 |
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本文展示了一种新的测量方法的每分钟转数(RPM)使用TSOP红外接收器。opto-coupler原则用于测量转速的红外线(IR)范围在TSOP红外接收器。新条款定义了转速测量的协助计算最大转速。使用这种方法可以测量的最大转速超过140000 TSOP 1756。这个方法可以使用RPM测量具有体积小等显著的优势,精度,广泛的价值和低成本。
关键字 |
| 绝对最大可测量转速(AMMR),槽角,破裂长度、磁盘槽,相对最大可以衡量的RPM (RMMR) TSOP Slot-Disk比率 |
介绍 |
答:革命每分钟: |
| 每分钟转数(缩写rpm, rpm、r / min或r·敏−1)是衡量一个旋转的频率。它注释的数量将在一分钟绕固定轴完成。它被用作测量转速的机械组件。 |
| 转速测量是很重要的控制或监控汽车的速度时,输送机,涡轮机,等[1]。在车辆转速测量假设至关重要。速度高于最高安全操作规的速度通常由一个区域显示(在车辆转速表)标记为红色,引起的表达“注销”一个引擎——加速发动机的最高安全极限。因此控制引擎需要预知的RPM是否完成手动或自动,机械或电子。转速测量是必需的也是交通工程中测试车辆配备了转速表,进行测试运行。 |
b . opto-coupler / opto-isolator:原理 |
| 一个opto-coupler(光电耦合器)本质上是一个光电晶体管/对原有和LED组合在一个包中。在LED电流时,反射光是针对光电晶体管/对原有生产晶体管/二极管电流。耦合器可以作为开关操作,在这种情况下,领导和光电晶体管/原有通常。脉冲电流的领导使晶体管/二极管开启脉冲的持续时间。由于耦合光,有一个高度的输入和输出之间的电气隔离终端,所以有时用术语opto-isolator。电气隔离允许一个低压直流源控制高压电路。[2] |
c . TSOP红外接收器: |
| 对于这个项目TSOP(薄小轮廓包)IR(红外)接收机用于代替原有/光电晶体管。1756年TSOP零件号码。 |
| TSOP 17 xx系列微型红外遥控系统的接收器。本系列的XX表示载波频率(赫兹)的适当修改特定的光学数据接收器逻辑低输出。[3] |
| TSOP接收机的合适的数据格式如下: |
| 1。载波频率应该接近带通中心频率的。(例如:38 kHz TSOP 1738) |
| 2。突发长度应该10周期/破裂或更长。 |
| 3所示。每个破裂后在70周期和周期间隔时间至少14周期是必要的。[3] |
| TSOP红外接收器的优点是: |
| 1。对原有和前置放大器在一个包中。 |
| 2。低功耗 |
| 3所示。对环境光高免疫力。 |
| 4所示。内部过滤器PCM的频率。 |
| 5。TTL和CMOS可计算性。[3] |
| 内部块图是图1所示。 |
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| 这图显示了对原有实际上是用于photo-detection和后续放大电路放大了的信号。 |
硬件实现 |
答:测量转速的方法: |
| opto-coupler方法将被用于测量转速。将使用一个红外LED作为发射机与合适的脉冲发生器。TSOP 1756将被用作接收器时将输出低红外入射光活性低。[3]。 |
| 与槽圆盘削减从磁盘)(部分是安装在轴的转速测量。磁盘将旋转的轴。这个磁盘的结构是图2所示。 |
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| 红外LED & TSOP接收机将在同一水平旋转磁盘之间。每次旋转槽通过前面的TSOP接收机,从而使红外光线在TSOP事件给予较低的输出,可以由单片机进行处理。 |
b .红外led与555不稳计时器集成电路: |
| 的TSOP入射光必须有数据格式是56 kHz的方波的频率(TSOP 1756) [3]。 |
| 生成一个方波的红外光谱、IR LED必须有一个源56 kHz的方波信号。生成一个方波IC 555可用于非稳态的模式。[4]。 |
| 555年的电路设计可以使用方程 |
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c . TSOP红外接收器接口电路: |
| TSOP可以与单片机如图所示图4界面上的。根据数据表。 |
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重要的定义 |
| 定义1 -破裂长度:它是时间周期/破裂的光学数据不断切换和关闭在一个固定的频率。 |
| 定义2 -槽角:中央的圆形槽角∠圆盘,如图5所示。 |
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| 定义3 - Slot-Disk比率:角距离的比值的环形槽和其余的角距离圆盘的一部分。 |
| 此外,槽角的比率,(360°角槽) |
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| θ是槽角的度和特别提款权slot-disk比率从定义3吗 |
| 定义4 -相对最大可测量转速:最大程度的RPM可以测量的电路为特定slot-disk比率在一个特定的载波频率。它与RMMR略。 |
| 定义5 -绝对最大可测量转速:它是它是绝对最大可能的RPM可以为特定的载波频率测量电路。绝对最大可测量转速的电路只能测量一个特定slot-disk比率。 |
计算电路 |
答:使用的TSOP数量部分: |
| 计算TSOP 1756被认为是响应一个红外光学数据有56千赫载频。[3] |
b .重要的注意事项: |
| TSOP给低的输出脉冲串长度必须至少10周期/破裂[3]即至少10个周期的光学数据必须通过槽事件的TSOP红外接收器。同样两个连续爆发突发长度至少14周期/破裂是必要的。[3]即至少14光周期事件数据必须在磁盘的剩余部分输出的TSOP接收器将会很高。 |
c一个周期的时间: |
| TSOP 1756正在使用光学数据的载波频率是56千赫。 |
| 所以,1周期的时间 |
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相对最大可测量的rpm RMMR d .计算: |
| 让槽的角度定义2中定义θ1 |
| 正如4.2节中已经显示至少10个周期必须通过θ1考虑此信息 |
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e .计算绝对最大可以衡量的RPM (AMMR)及其相应Slot-Disk比率(SDR): |
| 正如4.2节中已经规定的最低14光学数据的周期必须躺在磁盘的其余部分。得到AMMR让我们考虑,只有14个周期躺在磁盘的剩余部分,这样最低。光学数据周期即24个周期的躺在一个完整的旋转。 |
| 从情商。(5) |
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| 因此从情商(9)的绝对最大可测量的RPM TSOP大约是1756年。140451年。 |
f .分辨率: |
| 只有一个槽的电路可以测量转速只有当一个完整的革命完成,因此这种方法的分辨率是1 RPM。 |
结论 |
| 这个转速测量的方法给许多优于传统方法。 |
| 首先,电路规模是非常紧凑的组件电路都很小,整个电路可以封装在一个外壳和连接轴, |
| 其次,该方法生成电路是高度抗噪声准确读数。外部信号与光不影响读数。其实这条赛道测试在明亮的阳光下和它给了微不足道的偏差相比,阅读在黑暗光学测试条件。 |
| 第三,电路的成本很低,可用的组件很容易。 |
| 最后,RPM的最大范围是明显高于大多数的方法。 |
| 这种方法可以很容易地部署为转速表在不同的车辆。它可以建模为单独的RPM柜台的产品。 |
未来的范围 |
| 该方法的分辨率是1 RPM。它可以提高使用多个插槽,而不是一个插槽。绝对最大可测量的RPM (AMMR)可以进一步增加使用TSOP 18 xx系列突发长度低于17 xx系列。[5] |
承认 |
| 作者要感谢教授N.P. Deshpande PVG的工程与技术学院,浦那指导在这个项目。 |
| 作者还要感谢他们的同事Mr.Bhavin沙的机器人比赛中使用这种方法,证实了该方法的准确性和Mr.Mihir Phatak为指导研究工作。 |
引用 |
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