測速傳感器模塊：智能小車測速模塊 碼盤計(jì)數(shù) 測速傳感器 帶指示燈 送測試程序

溫馨提示：
本店所售模塊（不包含套件），均有出廠測試，如遇問題請及時聯(lián)系我們。
資料下載鏈接：
可與本店小車配套使用：
產(chǎn)品特性：
采用槽型對射光電傳感器，它由一個紅外發(fā)光二極管和一個NPN光電三極管組成，槽寬度為5.9mm。只要非透明物體通過槽型即可觸發(fā)（配合本店小車碼盤使用）輸出TTL低電平。采用施密特觸發(fā)器去抖動脈沖，非常穩(wěn)定，可用于小車測轉(zhuǎn)速，測距離等等應(yīng)用！兩端帶M3螺絲安裝孔。
產(chǎn)品參數(shù)：
工作電壓：3.3V-5V
輸出形式：數(shù)字開關(guān)量OUT輸出（0 和 1）

使用說明：
接好VCC和GND，模塊信號指示燈會亮，模塊槽中無遮擋時，接收管導(dǎo)通，模塊OUT輸出高電平；遮擋時，OUT輸出低電平，信號指示燈滅。模塊OUT可與繼電器相連，組成限位開關(guān)等功能，也可以與有源蜂鳴器模塊相連，組成報警器。OUT輸出接口可以與單片機(jī)IO口直接相連，一般接外部中斷，檢測傳感器是否有遮檔，如用電機(jī)碼盤則可檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
程序設(shè)計(jì)：
測速模塊的 OUT 口鏈接 MCU 的外部中斷口，每當(dāng)有紅外射線導(dǎo)通就是一個外部緩沖。
邏輯設(shè)計(jì)：
測距離：
測速傳感器輸出為脈沖信號，一個脈沖中斷一次；紅外射線導(dǎo)通的時候是低電平，所以我們設(shè)置中斷為低電平觸法模式。一般碼盤上有整數(shù)格子，無論是多少格其實(shí)原理一樣，例如 10 格碼盤，也就是有10個空格子，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈后便是射線導(dǎo)通10次，外部低電平觸法10次；安裝上面的思路，我們的測速傳感器就可以發(fā)揮出效果了，我們知道一圈就有10個中斷，于是我們計(jì)算中斷次數(shù)，得到的總次數(shù)除于10也就是電機(jī)轉(zhuǎn)動次數(shù)了，然后按照輪子的周長，計(jì)算輪子一圈是多長，就可以推算出小車已經(jīng)跑多遠(yuǎn)了。
測速度：
按照測距離的思路，我們用一個 MCU 定時器計(jì)算，1秒內(nèi)接收多少個外部中斷，例如一秒內(nèi)接收了20個外部中斷，我們就可以判斷小車速度為1秒小車輪子轉(zhuǎn)兩圈，然后再計(jì)算出小車輪子的周長，就可得知小車1秒行駛的速度。
注意事項(xiàng)：
正確接線！切勿將正負(fù)接反，使板子電子器件燒毀。Arduino玩家應(yīng)該設(shè)置MCU的I/O口為輸入模式/接收模式，否則無法使用。其他MCU，或者更為高級的控制板如ARM這些，若需設(shè)置I/O口為輸入輸出模式，都必須設(shè)置為輸入模式/接收模式，否則無法使用。51系列單片機(jī)可直接使用，無需設(shè)置輸入輸出模式。

測速傳感器模塊：測速傳感器模塊（窄槽版）

光電測直流電機(jī)速度
　　用途：
　　廣泛用于電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測，脈沖計(jì)數(shù)，位置限位等。
　　模塊特色：
　　1、使用進(jìn)口槽型光耦傳感器，槽寬度 5mm。
　　2、有輸出狀態(tài)指示燈，輸出高電平燈滅，輸出低電平燈亮。
　　3、有遮擋，輸出高電平；無遮擋，輸出低電平。
　　4、比較器輸出，信號干凈，波形好，驅(qū)動能力強(qiáng)，超過 15mA。
　　5、工作電壓 3.3V-5V
　　6、輸出形式 ：數(shù)字開關(guān)量輸出（0 和 1）
　　7、設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝
　　8、小板 PCB 尺寸：3.2cm x 1.4cm
　　9、使用寬電壓 LM393 比較器
　　模塊使用說明：
　　1.模塊槽中無遮擋時，接收管導(dǎo)通，模塊 DO 輸出低電平，遮擋時，
　　DO 輸出高電平；
　　2、DO 輸出接口可以與單片機(jī) IO 口直接相連，檢測傳感器是否有遮
　　檔，如用電機(jī)碼盤則可檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
　　2.模塊 DO 可與繼電器相連，組成限位開關(guān)等功能，也可以與有源蜂
　　鳴器模塊相連，組成報警器。
　　
　　產(chǎn)品接線說明：
　　1、VCC 接電源正極 3.3-5V
　　2、GND 接電源負(fù)極
　　3、DO TTL 開關(guān)信號輸出
　　4、AO 此模塊不起作用

測速傳感器模塊：測速模塊計(jì)數(shù)傳感器的Arduino源程序

計(jì)數(shù)傳感器 ArduinoVCC 5VGND GNDOUT D3==接線示意圖====例子程序==Int speedPin=3;//定義數(shù)字3接口
int cntValue=0;void setup ()
{
pinMode(speedPin,INPUT);//3號數(shù)字口設(shè)置為輸入狀態(tài)Serial.begin(9600);Serial.println("Speed Count
");}void loop()
{//判斷是否被遮擋if(digitalRead(speedPin)==0){cntValue++;//計(jì)數(shù)增加Serial.println(cntValue);//串口輸出計(jì)數(shù)值while(digitalRead(speedPin)==0);//等待遮擋結(jié)束}}==程序效果==通過遮擋槽型光耦傳感器，不斷計(jì)數(shù)。U型測速模塊的使用
今天做了一個電機(jī)測速實(shí)驗(yàn)！實(shí)驗(yàn)元件：U型測速模塊TT馬達(dá)和測速碼盤標(biāo)準(zhǔn)電源（3V和6V）
使用了淘寶上很便宜的TT馬達(dá)，下圖為TT馬達(dá)的幾個基本參數(shù)：我本次使用的是1：48的減速比電機(jī)，其他兩個都沒有測試~~~
下面是U型測速模塊圖片：

電路：（電路圖就不畫了，接線很簡單）
將上面的U型測速模塊接好，G接GND、V接5V、S接數(shù)字引腳2或者3（使用中斷，只能接這兩個腳），
然后將碼盤和TT馬達(dá)安裝在一起，就可以試驗(yàn)了。
接好后，用一個遮擋物放在U型開關(guān)之間，模塊上的LED點(diǎn)亮，無遮擋物時，LED不亮；
利用這一原理，當(dāng)信號輸出變化一次就計(jì)數(shù)一次，再經(jīng)過一些列的換算就可以得到轉(zhuǎn)速了~~
下面我們看下程序，將其復(fù)制到Arduino IDE中，燒寫入UNO中：//設(shè)置模塊引腳接到數(shù)字引腳2（程序用到中斷函數(shù)，UNO中斷引腳為數(shù)字引腳2和3）int U_Pin=2;   float Val=0;      //設(shè)置變量Val，計(jì)數(shù)float time;  //設(shè)置變量time，計(jì)時float Speed;  //設(shè)置變量Speed，存儲轉(zhuǎn)速 void setup(){   Serial.begin(9600);  attachInterrupt(0,count,CHANGE);    //引腳電平發(fā)生改變時觸發(fā)} void loop(){   time=millis();  Speed=  (Val/40)/(time/) ;  Serial.println(Speed);} void count(){  Val +=1;}接上電源，測試結(jié)果結(jié)果如下（3V與6V，單位為轉(zhuǎn)/分）：

測試結(jié)果與上面的表中有些誤差，這是因?yàn)榇a盤有直徑，測試結(jié)果是碼盤的轉(zhuǎn)速，你也可以將結(jié)果再換算下，應(yīng)該就可以得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速了~~~
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測速傳感器模塊：霍爾傳感器測速電路設(shè)計(jì)方案匯總（二款霍爾傳感器測速電路的設(shè)計(jì)方案） - 全文

　　霍爾傳感器簡介
　　由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。
　　
　　霍爾傳感器的種類：
　　線性霍爾傳感器，開關(guān)霍爾傳感器
　　1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量?？梢宰龀呻娏鱾鞲衅鳎ㄣQ形電流表），位移測量傳感器。
　　2、開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。開關(guān)型霍爾傳感器主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開關(guān)、關(guān)門告知器、報警器、自動控制電路等。
　　霍爾開關(guān)傳感器測速原理：
　　
　　小磁鐵固定在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤與電機(jī)軸相連，同步轉(zhuǎn)動，小磁鐵通過霍爾傳感器時，霍爾傳感器產(chǎn)生一個相應(yīng)的脈沖，計(jì)算出兩個連續(xù)脈沖的間隔時間，就可以計(jì)算出被測轉(zhuǎn)速。
　　霍爾傳感器的輸出控制
　　
　　
　　霍爾傳感器測速電路設(shè)計(jì)方案（一）
　　1、系統(tǒng)總設(shè)計(jì)要求
　　如果把霍爾傳感器放在電機(jī)預(yù)定的位置上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，永磁體經(jīng)過霍爾傳感器時，可以測量電路中的脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測得電機(jī)速度。
　　2、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案
　?。?）霍爾測速模塊的選擇
　　方案一：采用霍爾元件傳感器；選型號OH137產(chǎn)品性能好、靈敏度、電路可和各種邏輯電路直接相連，價格也便宜（10~20元之間不等）。
　　方案二：采用霍爾傳感器；選型號為CHV-25P/10的霍爾傳感器，其額定電壓為10V，輸出信號5V/25mA，電源為12~15V。體積大，價格較貴（40~120元之間不等）。
　　從性價比方面綜合考慮，選擇方案一。
　　（2）計(jì)數(shù)模塊的選擇
　　可以采用片外計(jì)數(shù)器和片內(nèi)計(jì)數(shù)器兩個方案。片外計(jì)數(shù)器的方案是采用8253等片外專用計(jì)數(shù)芯片進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，單片機(jī)控制8253的過程，并在技術(shù)完畢后讀取計(jì)數(shù)值。片內(nèi)計(jì)數(shù)方案是指采用單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器完成對脈沖的計(jì)數(shù)過程。
　　使用片內(nèi)計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)在于降低單片機(jī)系統(tǒng)的成本。每到一個脈沖將會產(chǎn)生一個T1的計(jì)數(shù)，在T0產(chǎn)生的100ms中斷完成后，T1的中斷溢出次數(shù)就是所需要計(jì)的脈沖數(shù)。特點(diǎn)在于：使用了內(nèi)部的T1作為外部脈沖的計(jì)數(shù)器，并且，為了避免計(jì)數(shù)器的溢出，將T1的初值設(shè)為0。所以選用片內(nèi)計(jì)數(shù)。
　?。?）顯示方式的選擇
　　方案一：采用8段LED數(shù)碼管作為顯示模塊核心。數(shù)碼管顯示器件相對便宜，但是耗能大、編寫程序相對麻煩，工作量大。
　　方案二：采用LCD液晶顯示器作為顯示模塊核心。LCD顯示器工作原理簡單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。因此選擇方案二。
　　（4）單片機(jī)模塊的論證與選擇
　　方案一：選用 AT89C2051單片機(jī)速度快、功耗低、體積小、資源豐富。
　　方案二：選用PhilipsP89C51RD2有4個PDA，屬于兼容版。
　　方案比較：因?yàn)樵O(shè)計(jì)是汽車測速，所以我還是選用了方案一中AT89C2051單片機(jī)，選用AT89C2051是因?yàn)閮r格便宜、低功耗。
　　（5）轉(zhuǎn)速測量方法與論證
　　方案一：測周法是測量兩個脈沖之間的時間，換算成周期，從而得到頻率。測出產(chǎn)生N個脈沖內(nèi)所需要的時間t，則信號的周期為tNf/，測量頻率誤差2/ttNf，誤差主要來自采樣的時間誤差，低頻脈沖情況下誤差較小，測量精度高。
　　方案二：測頻法是測量單位時間內(nèi)的脈數(shù)，換算成頻率。在設(shè)定t 時間內(nèi)，測量產(chǎn)生N個脈沖，則信號的周期為/fNt，測量頻率誤差/fNt，誤差主要來自脈沖個數(shù)正負(fù)一個計(jì)數(shù)誤差，高頻脈沖情況下誤差較小，測量精度高。
　　方案比較：由于兩個方案都產(chǎn)生的誤差，但是方案一中的時間誤差，而本設(shè)計(jì)是汽車測速要測得是時刻速度，故選擇方案二。
　　3、總體硬件設(shè)計(jì)
　　3.1、硬件流程圖
　　基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是：測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸同軸連接，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出。經(jīng)光電耦合后，成為轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。保持同89C2051邏輯電平相一致。控制計(jì)數(shù)時間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對應(yīng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速值。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后，在LCD上顯示出來。以單片機(jī)AT89C205l為控制核心，用霍爾集成傳感器作為測量轉(zhuǎn)速的檢測元件，最后用液晶顯示器1602顯示的機(jī)車轉(zhuǎn)速的方法，系統(tǒng)硬件原理圖如圖4-1所示。
　　
　　3.2、硬件電路設(shè)計(jì)
　　（1）通過霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號，并經(jīng)過74LS14進(jìn)行放大，硬件電路圖如圖4-2所示：
　　
　?。?）將產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行耦合處理。其中Signal代表脈沖信號，脈沖信號通過光電耦合器將其轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可采集的5V脈沖信號，如圖4-3所示。
　　
　?。?）將耦合處理后的信號介入單片機(jī)中0點(diǎn)位置如圖4-4所示。
　　
　　霍爾傳感器測速電路設(shè)計(jì)方案（二）
　　首先選定傳感器，霍爾傳感器具有靈敏、可靠、體積小巧、無觸點(diǎn)、無磨損、使用壽命長、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，綜合了電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的要求。
　　其次設(shè)計(jì)一個單片機(jī)小系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時器和中斷系統(tǒng)對脈沖信號進(jìn)行測量或計(jì)數(shù)。
　　再次實(shí)時測量顯示并有報警功能，實(shí)時測量根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法。要求霍爾傳感器轉(zhuǎn)速為0～5000r/min。
　　1、霍爾測速模塊論證與選擇
　　采用霍爾傳感器；選型號為CHV-25P/10的霍爾傳感器，其額定電壓為10v，輸出信號5v/25mA，電源為12~15v。體積大，價格一般為40~120元之間不等。性價比較高
　　2、計(jì)數(shù)器模塊論證與選擇
　　采用片內(nèi)的計(jì)數(shù)器。其優(yōu)點(diǎn)在于降低單片機(jī)系統(tǒng)的成本。每到一個脈沖將會產(chǎn)生一個T1的計(jì)數(shù)，在T0產(chǎn)生的100ms中斷完成后，T1的中斷溢出次數(shù)就是所需要計(jì)的脈沖數(shù)。特點(diǎn)在于：使用了內(nèi)部的T1作為外部脈沖的計(jì)數(shù)器，并且，為了避免計(jì)數(shù)器的溢出，將T1的初值設(shè)為0。
　　3、顯示模塊論證與選擇
　　采用LCD液晶顯示器作為顯示模塊核心。LCD顯示器工作原理簡單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。
　　4、報警模塊論證與選擇
　　采用蜂鳴器與發(fā)光二極管作為聲光報警主要器件。該方案不論在硬件和焊接方面還是在編寫軟件方面都簡單方便，而且成本低廉。
　　5、電源模塊論證與選擇
　　采用交流220V/50Hz電源轉(zhuǎn)換為直流5V電源作為電源模塊。 該方案實(shí)施簡單，電路搭建方便，可作為單片機(jī)開發(fā)常備電源使用。
　　6、單片機(jī)模塊論證與選擇
　　選用 P89C51的單片機(jī)速度極快、功耗低、體積小、資源豐富，有各種不同的規(guī)格，最快的達(dá)100MPS ，引腳還可編程確定功能
　　選用51系列的單片機(jī)，是因?yàn)?1的架構(gòu)十分典型。而且： 1.價格便宜； 2.開發(fā)手段便宜； 3.自己動手焊接相對容易。
　　7、轉(zhuǎn)速測量方案論證
　　轉(zhuǎn)速的測量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有M法（測頻法）、T法（測周期法）和MPT法（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量，在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動。
　　8、電機(jī)軸一側(cè)貼磁片
　　使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關(guān)靠近磁鋼，就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號輸出。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周，獲得多個脈沖輸出。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試
　　9、硬件設(shè)計(jì)
　　基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是：測量轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和機(jī)軸同軸連接，機(jī)軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一定量的脈沖個數(shù)，由霍爾器件電路部分輸出。經(jīng)光電耦合后，成為轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。同時傳感器電路輸出幅度為12v的脈沖經(jīng)光電耦合后降為5v，保持同89C51邏輯電平相一致。控制計(jì)數(shù)時間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對應(yīng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速值。CPU將該值數(shù)據(jù)處理后，在LCD上顯示出來。一旦超速，CPU通過喇叭和指示燈發(fā)出聲、光報警信號。
　　10、硬件原理圖
　　以單片機(jī)AT89C5l為控制核心，用霍爾集成傳感器作為測量轉(zhuǎn)速的檢測元件，最后用字符型液晶顯示器1602（HD控制）顯示的小型直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，是數(shù)字式測量方法，智能化微電腦代替了傳統(tǒng)的機(jī)械式或模擬式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件原理圖如圖所示。
　　
　　硬件電路設(shè)計(jì)總圖
　　在原理圖基礎(chǔ)上對各部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，硬件電路圖如圖所示：