測(cè)速傳感器模塊：智能小車(chē)測(cè)速模塊 碼盤(pán)計(jì)數(shù) 測(cè)速傳感器 帶指示燈 送測(cè)試程序
溫馨提示：
本店所售模塊（不包含套件），均有出廠測(cè)試，如遇問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們。
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可與本店小車(chē)配套使用：
產(chǎn)品特性：
采用槽型對(duì)射光電傳感器，它由一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)NPN光電三極管組成，槽寬度為5.9mm。只要非透明物體通過(guò)槽型即可觸發(fā)（配合本店小車(chē)碼盤(pán)使用）輸出TTL低電平。采用施密特觸發(fā)器去抖動(dòng)脈沖，非常穩(wěn)定，可用于小車(chē)測(cè)轉(zhuǎn)速，測(cè)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(kāi)關(guān)量OUT輸出（0 和 1）
使用說(shuō)明：
接好VCC和GND，模塊信號(hào)指示燈會(huì)亮，模塊槽中無(wú)遮擋時(shí)，接收管導(dǎo)通，模塊OUT輸出高電平；遮擋時(shí)，OUT輸出低電平，信號(hào)指示燈滅。模塊OUT可與繼電器相連，組成限位開(kāi)關(guān)等功能，也可以與有源蜂鳴器模塊相連，組成報(bào)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(cè)傳感器是否有遮檔，如用電機(jī)碼盤(pán)則可檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
程序設(shè)計(jì)：
測(cè)速模塊的 OUT 口鏈接 MCU 的外部中斷口，每當(dāng)有紅外射線(xiàn)導(dǎo)通就是一個(gè)外部緩沖。
邏輯設(shè)計(jì)：
測(cè)距離：
測(cè)速傳感器輸出為脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖中斷一次；紅外射線(xiàn)導(dǎo)通的時(shí)候是低電平，所以我們?cè)O(shè)置中斷為低電平觸法模式。一般碼盤(pán)上有整數(shù)格子，無(wú)論是多少格其實(shí)原理一樣，例如 10 格碼盤(pán)，也就是有10個(gè)空格子，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈后便是射線(xiàn)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(cè)速傳感器就可以發(fā)揮出效果了，我們知道一圈就有10個(gè)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(dòng)次數(shù)了，然后按照輪子的周長(zhǎng)，計(jì)算輪子一圈是多長(zhǎng)，就可以推算出小車(chē)已經(jīng)跑多遠(yuǎn)了。
測(cè)速度：
按照測(cè)距離的思路，我們用一個(gè) MCU 定時(shí)器計(jì)算，1秒內(nèi)接收多少個(gè)外部中斷，例如一秒內(nèi)接收了20個(gè)外部中斷，我們就可以判斷小車(chē)速度為1秒小車(chē)輪子轉(zhuǎn)兩圈，然后再計(jì)算出小車(chē)輪子的周長(zhǎng)，就可得知小車(chē)1秒行駛的速度。
注意事項(xiàng)：
正確接線(xiàn)！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(wú)法使用。其他MCU，或者更為高級(jí)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(wú)法使用。51系列單片機(jī)可直接使用，無(wú)需設(shè)置輸入輸出模式。
測(cè)速傳感器模塊：測(cè)速傳感器模塊（窄槽版）
光電測(cè)直流電機(jī)速度
用途：
廣泛用于電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)，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(wú)遮擋，輸出低電平。
4、比較器輸出，信號(hào)干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過(guò) 15mA。
5、工作電壓 3.3V-5V
6、輸出形式 ：數(shù)字開(kāi)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(shuō)明：
1.模塊槽中無(wú)遮擋時(shí)，接收管導(dǎo)通，模塊 DO 輸出低電平，遮擋時(shí)，
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(cè)傳感器是否有遮
檔，如用電機(jī)碼盤(pán)則可檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2.模塊 DO 可與繼電器相連，組成限位開(kāi)關(guān)等功能，也可以與有源蜂
鳴器模塊相連，組成報(bào)警器。
產(chǎn)品接線(xiàn)說(shuō)明：
1、VCC 接電源正極 3.3-5V
2、GND 接電源負(fù)極
3、DO TTL 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出
4、AO 此模塊不起作用
測(cè)速傳感器模塊：測(cè)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(xiàn)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(hào)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(guò)遮擋槽型光耦傳感器，不斷計(jì)數(shù)。U型測(cè)速模塊的使用
今天做了一個(gè)電機(jī)測(cè)速實(shí)驗(yàn)！實(shí)驗(yàn)元件：U型測(cè)速模塊TT馬達(dá)和測(cè)速碼盤(pán)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T(mén)T馬達(dá)的幾個(gè)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(gè)都沒(méi)有測(cè)試~~~
下面是U型測(cè)速模塊圖片：
電路：（電路圖就不畫(huà)了，接線(xiàn)很簡(jiǎn)單）
將上面的U型測(cè)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(gè)腳），
然后將碼盤(pán)和TT馬達(dá)安裝在一起，就可以試驗(yàn)了。
接好后，用一個(gè)遮擋物放在U型開(kāi)關(guān)之間，模塊上的LED點(diǎn)亮，無(wú)遮擋物時(shí)，LED不亮；
利用這一原理，當(dāng)信號(hào)輸出變化一次就計(jì)數(shù)一次，再經(jīng)過(guò)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(xiě)入U(xiǎn)NO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(shí)float Speed; //設(shè)置變量Speed，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)速 void setup(){ Serial.begin(9600); attachInterrupt(0,count,CHANGE); //引腳電平發(fā)生改變時(shí)觸發(fā)} void loop(){ time=millis(); Speed= (Val/40)/(time/) ; Serial.println(Speed);} void count(){ Val +=1;}接上電源，測(cè)試結(jié)果結(jié)果如下（3V與6V，單位為轉(zhuǎn)/分）：
測(cè)試結(jié)果與上面的表中有些誤差，這是因?yàn)榇a盤(pán)有直徑，測(cè)試結(jié)果是碼盤(pán)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(cè)速傳感器模塊：霍爾傳感器測(cè)速電路設(shè)計(jì)方案匯總（二款霍爾傳感器測(cè)速電路的設(shè)計(jì)方案） - 全文
霍爾傳感器簡(jiǎn)介
由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)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(gè)芯片上，稱(chēng)之為霍爾傳感器。
霍爾傳感器的種類(lèi)：
線(xiàn)性霍爾傳感器，開(kāi)關(guān)霍爾傳感器
1、線(xiàn)性型霍爾傳感器由霍爾元件、線(xiàn)性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。可以做成電流傳感器（鉗形電流表），位移測(cè)量傳感器。
2、開(kāi)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(jí)組成，它輸出數(shù)字量。開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器主要用于測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開(kāi)關(guān)、關(guān)門(mén)告知器、報(bào)警器、自動(dòng)控制電路等。
霍爾開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)速原理：
小磁鐵固定在轉(zhuǎn)盤(pán)上，轉(zhuǎn)盤(pán)與電機(jī)軸相連，同步轉(zhuǎn)動(dòng)，小磁鐵通過(guò)霍爾傳感器時(shí)，霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，計(jì)算出兩個(gè)連續(xù)脈沖的間隔時(shí)間，就可以計(jì)算出被測(cè)轉(zhuǎn)速。
霍爾傳感器的輸出控制
霍爾傳感器測(cè)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(dòng)時(shí)，永磁體經(jīng)過(guò)霍爾傳感器時(shí)，可以測(cè)量電路中的脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)的分布可以測(cè)得電機(jī)速度。
2、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案
?。?）霍爾測(cè)速模塊的選擇
方案一：采用霍爾元件傳感器；選型號(hào)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(jià)格也便宜（10~20元之間不等）。
方案二：采用霍爾傳感器；選型號(hào)為CHV-25P/10的霍爾傳感器，其額定電壓為10V，輸出信號(hào)5V/25mA，電源為12~15V。體積大，價(jià)格較貴（40~120元之間不等）。
從性?xún)r(jià)比方面綜合考慮，選擇方案一。
?。?）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(gè)方案。片外計(jì)數(shù)器的方案是采用8253等片外專(zhuān)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(guò)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(duì)脈沖的計(jì)數(shù)過(guò)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(gè)脈沖將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)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)。
（3）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(duì)便宜，但是耗能大、編寫(xiě)程序相對(duì)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(jiǎn)單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。因此選擇方案二。
?。?）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(gè)PDA，屬于兼容版。
方案比較：因?yàn)樵O(shè)計(jì)是汽車(chē)測(cè)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(jià)格便宜、低功耗。
?。?）轉(zhuǎn)速測(cè)量方法與論證
方案一：測(cè)周法是測(cè)量?jī)蓚€(gè)脈沖之間的時(shí)間，換算成周期，從而得到頻率。測(cè)出產(chǎn)生N個(gè)脈沖內(nèi)所需要的時(shí)間t，則信號(hào)的周期為tNf/，測(cè)量頻率誤差2/ttNf，誤差主要來(lái)自采樣的時(shí)間誤差，低頻脈沖情況下誤差較小，測(cè)量精度高。
方案二：測(cè)頻法是測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的脈數(shù)，換算成頻率。在設(shè)定t 時(shí)間內(nèi)，測(cè)量產(chǎn)生N個(gè)脈沖，則信號(hào)的周期為/fNt，測(cè)量頻率誤差/fNt，誤差主要來(lái)自脈沖個(gè)數(shù)正負(fù)一個(gè)計(jì)數(shù)誤差，高頻脈沖情況下誤差較小，測(cè)量精度高。
方案比較：由于兩個(gè)方案都產(chǎn)生的誤差，但是方案一中的時(shí)間誤差，而本設(shè)計(jì)是汽車(chē)測(cè)速要測(cè)得是時(shí)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(cè)量系統(tǒng)工作過(guò)程是：測(cè)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(gè)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(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對(duì)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(lái)。以單片機(jī)AT89C205l為控制核心，用霍爾集成傳感器作為測(cè)量轉(zhuǎn)速的檢測(cè)元件，最后用液晶顯示器1602顯示的機(jī)車(chē)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)
?。?）通過(guò)霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)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(hào)進(jìn)行耦合處理。其中Signal代表脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過(guò)光電耦合器將其轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可采集的5V脈沖信號(hào)，如圖4-3所示。
（3）將耦合處理后的信號(hào)介入單片機(jī)中0點(diǎn)位置如圖4-4所示。
霍爾傳感器測(cè)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(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、使用壽命長(zhǎng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，綜合了電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的要求。
其次設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)小系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器和中斷系統(tǒng)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或計(jì)數(shù)。
再次實(shí)時(shí)測(cè)量顯示并有報(bào)警功能，實(shí)時(shí)測(cè)量根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法。要求霍爾傳感器轉(zhuǎn)速為0～5000r/min。
1、霍爾測(cè)速模塊論證與選擇
采用霍爾傳感器；選型號(hào)為CHV-25P/10的霍爾傳感器，其額定電壓為10v，輸出信號(hào)5v/25mA，電源為12~15v。體積大，價(jià)格一般為40~120元之間不等。性?xún)r(jià)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(gè)脈沖將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(jiǎn)單，編程方便，節(jié)能環(huán)保。
4、報(bào)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(bào)警主要器件。該方案不論在硬件和焊接方面還是在編寫(xiě)軟件方面都簡(jiǎn)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(jiǎn)單，電路搭建方便，可作為單片機(jī)開(kāi)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(jià)格便宜； 2.開(kāi)發(fā)手段便宜； 3.自己動(dòng)手焊接相對(duì)容易。
7、轉(zhuǎn)速測(cè)量方案論證
轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有M法（測(cè)頻法）、T法（測(cè)周期法）和MPT法（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測(cè)頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)衡量，在變換過(guò)程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。
8、電機(jī)軸一側(cè)貼磁片
使用霍爾傳感器獲得脈沖信號(hào)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以做得較為簡(jiǎn)單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開(kāi)關(guān)靠近磁鋼，就有信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)不斷地產(chǎn)生脈沖信號(hào)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(gè)脈沖輸出。在粘磁鋼時(shí)要注意，霍爾傳感器對(duì)磁場(chǎng)方向敏感，粘之前可以先手動(dòng)接近一下傳感器，如果沒(méi)有信號(hào)輸出，可以換一個(gè)方向再試
9、硬件設(shè)計(jì)
基于霍爾傳感器的速度測(cè)量系統(tǒng)工作過(guò)程是：測(cè)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(gè)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(shí)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(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值對(duì)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(lái)。一旦超速，CPU通過(guò)喇叭和指示燈發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。
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(cè)量轉(zhuǎn)速的檢測(cè)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，是數(shù)字式測(cè)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(duì)各部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，硬件電路圖如圖所示：
