Тахометр бесконтактный что это

Обновлено: 08.01.2025

Любое современное авто оснащено органами управления и контрольными приборами. Набор последних может варьироваться в зависимости от марки машины, но такие устройства, как спидометр и тахометр автомобильный присутствуют в любом случае, поскольку их показания чрезвычайно важны для контроля движения и числа оборотов двигателя. В этой статье мы поговорим о том, что такое тахометр, для чего он нужен и как работает, а также рассмотрим виды этих приборов и особенности выбора их при покупке.

Назначение тахометра

Тахометром называется контрольно-измерительный прибор (КИП), определяющий, с какой частотой вращается коленвал силового агрегата. Основная задача этого устройства заключается в контроле режима работы мотора, а на моделях с механической трансмиссией оно, кроме того, облегчает водителю подбор правильной передачи. На многих аналоговых тахометрах имеется красная зона, при приближении стрелки к которой следует включить более высокую передачу. В противном случае ДВС будет испытывать критическую нагрузку, которая отрицательно скажется на сроке его службы. Этот прибор также используется для регулировки работы автомобильного двигателя на холостых оборотах.

Тахометрами комплектуются самые различные транспортные средства, в том числе и моторные лодки. Используется такое устройство и в промышленных целях – к примеру, оно позволяет контролировать число оборотов паровых турбин.

Принцип действия этого КИП основывается на подсчете количества регистрируемых датчиками импульсов, определения продолжительности пауз между ними, а также порядка их возникновения. Импульсы могут подсчитываться как в прямом, так и в обратном направлении, а также в обоих одновременно. Все эти данные переводятся в привычные величины и отображаются на дисплее или табло. Конструкция прибора предусматривает возможность сброса полученных данных.

Показателем частоты вращения коленчатого вала является число оборотов, совершаемых им в течение минуты (об/мин). На шкалу тахометров со стрелкой нанесены цифры 1, 2…9, соответствующие количеству тысяч оборотов в минуту. По аналоговому КИП можно определить частоты вращения с погрешностью приблизительно 500 об/мин. Цифровые устройства более точны, определяя этот показатель с точностью до 100 об/мин в большую или меньшую сторону.

Для чего нужно знать частоту вращения вала?

Итак, мы разобрались, что тахометр позволяет водителю в любой момент времени знать частоту вращения коленвала, но для чего нужна эта информация? Дело в том, что показания прибора сигнализируют о состоянии двигателя. Если ДВС исправен, то количество оборотов при работе на холостом ходу постоянно.

Нормальный показатель при исправном моторе находится в пределах 900 – 1100 об/мин. При сбоях в работе этот показатель может «скакать» в серьезных пределах, то падая до 500 об/мин и ниже, то повышаясь до 1500 об/мин и более. Если наблюдается такое явление, силовой агрегат нуждается в срочной диагностике и ремонте. Не обращая внимания на этот тревожный сигнал и продолжая ездить на автомобиле в обычном режиме, можно дождаться серьезных проблем с двигателем, которые потребуют дорогостоящего ремонта.

Другая важная функция устройства заключается в том, чтобы своевременно предупредить о работе ДВС на пределе возможностей. Это также ведет к снижению его ресурса. А если проехать несколько десятков километров на 6-7 тыс. об./мин, мотор может попросту не выдержать такой перегрузки. Даже если обороты повышены не критично (3,5 – 5 тыс. об./мин), следствием станет заметное увеличение расхода топлива. Поэтому лучше не перегружать двигатель и своевременно переключаться на передачу, соответствующую скорости движения. Желательно, чтобы частота вращения коленчатого вала не поднималась выше 2500 об/мин.

Устройство и принцип работы

Аналоговые тахометры, устанавливавшиеся на старых машинах, которые в большинстве своем сняты с производства, выполняют ту же функцию, что и КИП новых автомобилей. Однако при этом приборы значительно различаются между собой как по устройству, так и по принципу действия.

Аналоговые тахометры

Автомобильный стрелочный тахометр механического типа (такие стоят на старых моделях машин) устроен и работает по другому принципу, отличающемуся от функционирования современных моделей. В него входят следующие основные элементы:

Градуированная шкала;
Датчики;
Схемы;
Передающие кабели;
Магнитная катушка.

Энергия, вырабатываемая валом при вращении, передается на магнитную катушку, которая влияет на движение стрелки. Указатель перемещается на определенное расстояние по шкале, останавливаясь напротив цифры, соответствующей количеству оборотов.

Современные тахометры

Приборы, монтируемые на современных машинах, бывают цифровыми или стрелочными. Эти автомобильные тахометры, независимо от того, высвечиваются ли показания на дисплее или показываются стрелкой на табло, работают по одному и тому же принципу. Они состоят из нижеперечисленных элементов:

Измерительный датчик;
Центральный процессор;
Аналогово-цифровой преобразователь на 8 или более разрядов;
Оптрон;
ЖК-панель (или цифровая шкала).

Датчик, смонтированный около коленвала, непрерывно измеряет число его оборотов, передавая информацию по кабелям на прибор, который отображает ее на циферблате или на дисплее.

Цифровые тахометры, в которых данные измерений высвечиваются на жидкокристаллическом дисплее, незаменимы при регулировке блока зажигания силового агрегата или для правильной установки экономайзера. Кроме того, с их помощью очень эффективно выполняется точная настройка ДВС при работе на холостом ходу.

Вместе с тем приборы со стрелкой, располагающиеся на приборной панели, многие водители считают более удобными и привычными. Исследования показали, что информация, показываемая стрелкой на циферблате, воспринимается мозгом человека быстрее и лучше, чем цифры на экране.

Электронный тахометр

Поговорим о такой разновидности КИП, как тахометр электронный автомобильный. Он работает так же, как цифровой – то есть с датчика, расположенного около коленвала, информация о количестве оборотов передается на дисплей. Этот универсальный прибор устанавливается, как правило, в качестве вспомогательного устройства, поскольку в штатной комплектации машина им не оснащается. Его монтируют на авто, в котором нет штатного тахометра (или он дает слишком большую погрешность).

Выносной тахометр

Тюнинг силового агрегата или монтаж турбины приводит к значительному увеличению количества оборотов, в результате чего штатное устройство оказывается не в состоянии выдавать достоверные данные. Чтобы получать действительную информацию о работе двигателя, устанавливают выносной КИП. Он монтируется вместо штатного тахометра или в качестве дополнения к нему. Второй вариант позволяет при работе ДВС сравнивать показания приборов.

Пример выносного тахометра

Бесконтактные тахометры

Относительно недавно получили распространение бесконтактные тахометры. Применяются они в основном в автосервисах и позволяют измерить частоту вращения коленчатого вала на расстоянии. Работает прибор таким образом:

Около коленвала фиксируется лист отражающей фольги;
Устройство вырабатывает лазерный луч, направляющийся на отражатель;
По возвращению луча на прибор определяется время, затрачиваемое коленчатым валом на полный оборот;
Информация высвечивается на дисплее.

Особенности выбора тахометра

Дополнительный прибор можно приобрести в специализированном торговом центре или заказать через интернет – по желанию автовладельца. Стоимость его зависит от типа устройства, а также от фирмы-производителя, и может колебаться в значительных пределах – от нескольких сотен до тысяч рублей

Китайские тахометры покупать не стоит – несмотря на подъем производства и постепенное улучшение качества продукции, выпускаемой в этой стране, электронные приборы из Поднебесной нередко имеют большую погрешность и не отличаются надежностью.

Неплохие отзывы имеются об отечественных приборах торговых марок «Орион» и «Амфитон». Эти производители неплохо зарекомендовали себя на рынке, а предлагаемые ими приборы стоят относительно недорого. Среди зарубежных торговых марок наибольшей популярностью пользуется продукция Bosh, а также Helios.

К выбору тахометра рекомендуется подойти с максимальной ответственностью, поскольку этот прибор должен надежно контролировать работу двигателя. Если вы остановите свой выбор на устройстве известной марки, придется отдать достаточно большую сумму, но и проработает оно, скорее всего, в течение долгих лет без нареканий.

Заключение

Тахометр, как можно убедиться из этого материала – очень важный прибор, позволяющий контролировать обороты двигателя, а значит, и его техническое состояние. Внимательное отношение к его показаниям поможет продлить срок службы мотора, а также сэкономить на горючем.

Рассматриваемый бесконтактный тахометр – это компактное устройство на микроконтроллере ATMega48 производства компании Atmel, позволяющее измерять высокие скорости вращения бесконтактным способом. Для измерения используется ИК сенсор (оптопара, ИК светодиод и ИК фотодиод в одном корпусе). Вывод данных осуществляется на двухстрочный символьный ЖК дисплей на базе контроллера HD44780.

Принцип работы

ИК сенсор (оптопара), представляющий собой миниатюрный компонент с ИК светодиодом и фотодиодом в одном корпусе, посылает ИК излучение на вращающийся механизм (вал, ротор двигателя), на котором должна быть небольшая отражающая наклейка.

Благодаря этой наклейке, каждый оборот вала вызывает появление отраженного импульса ИК излучения. Используемый сенсор производства компании Vishay Semiconductor имеет маркировку TCND-5000.

Данный сенсор был выбран после тестирования эквивалентных продуктов, так как его корпус обеспечивал оптическую изоляцию передающей и приемной части, а ИК светодиод выдерживает большие токи, что позволяет проводить измерения на больших расстояниях.

Таким образом, используя оптопару мы можем подсчитать время полного оборота вала, а далее, зная время (обозначим это время T в секундах), мы можем вычислит количество оборотов в минуту, используя простое выражение 60/T.

Получение данных от сенсора

Для снижения стоимости устройства и сложности сборки, а также для повышения гибкости системы, мы непосредственно подключим ИК сенсор к микроконтроллеру и программно реализуем всю обработку получаемого сигнала. Сразу стоит заметить, что это не так просто, так как получаемый с ИК фотодиода сигнал содержит шумы, а внешнее освещение постоянно оказывает на него влияние. Таким образом, проблема состоит в том, чтобы разработать устройство с автоматической адаптацией к внешней освещенности и расстоянию до объекта измерения.

На рисунке ниже изображена диаграмма аналогового сигнала от ИК сенсора (фотодиода)

Так как сигнал имеет шумы, при каждом определении наличия и отсутствия импульса (наличие импульса говорит о том, что вал вращается и сенсор «видит» отражающую наклейку), большое количество колебаний «вводит в заблуждение» микроконтроллер. Кроме того, эти факторы не позволяют использовать встроенный в микроконтроллер аналоговый компаратор, и нам необходимо ввести обработку аналогового сигнала перед каждой процедурой подсчета циклов.

Решение было найдено в оценке средней интенсивности, основанную на максимальном и минимальном значении интенсивности сигнала от сенсора, и включением гистерезиса в районе средней интенсивности. Гистерезис используется для предотвращения многократного счета циклов зашумленных импульсов. Рисунок ниже поясняет работу такого алгоритма.

Когда сигнал нарастает от низкого состояния (отсутствует отражение от наклейки на валу) к высокому (отражение ИК импульса), алгоритм возьмет в расчет этот импульс высокого уровня лишь после того, как он пересечет «возрастающий уровень» гистерезиса, и примет в расчет низкий уровень лишь после того, как сигнал пересечет «спадающий уровень» гистерезиса. Такой алгоритм позволяет избежать ошибок вычислений, вызываемых шумным сигналом.

Принципиальная схема устройства

Схемотехническое решение очень простое и компактное (благодаря использованию миниатюрного сенсора), не содержит дорогостоящих компонентов. Питание устройства осуществляется от трех батарей типа AAA.

Как вы, наверное, заметили, отсутствует потенциометр регулировки контрастности дисплея (что также позволяет уменьшить размер устройства). Это возможно благодаря программной реализации алгоритма автоматической подстройки контрастности в зависимости от уровня напряжения питания с применением ШИМ и фильтра низких частот на элементах R3, R4 и C2. Пользователи могут ознакомиться с текстом алгоритма в исходном коде ПО микроконтроллера во второй части статьи.

Разъем JP1 предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера. Разъем JP2 предназначен для подключения дополнительного пользовательского датчика.

Список примененных компонентов

Обозначение в схеме	Наименование, номинал
IC1	Микроконтроллер ATmega48
Q1, Q2	Транзистор BCW66G
C1, C2	10 нФ
C4, C5	33 пФ
X1	Кварцевый резонатор 20 МГц
R1, R2, R7	470 Ом
R3	1 кОм
R4	1.5 кОм
R5	1 МОм
R6	110 Ом
R8	70 Ом
LED3	Светодиод
IR1	Оптопара TCND-5000
B1	Кнопка
B2	Выключатель питания
JP1	Разъем внутрисхемного программирования
JP2	Разъем расширения

Демонстрация работы бесконтактного тахометра на микроконтроллере AVR

Во второй части статьи рассмотрим конструкцию прибора и основные моменты в программном обеспечении микроконтроллера, включая аналого-цифровое преобразование и организацию обмена данными с ЖК дисплеем.

— это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.

Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.

При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя. После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение. Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.

При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.

Опубликованные в Интернете аналоговые схемы тахометров отличаются большей погрешностью показаний, выполненные на цифровых микросхемах не каждому автолюбителю под силу повторить.

Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.

Простой метроном скорости

Тахометр происходит от двух греческих слов: «тахо» означает «скорость», а «метроном» — «измерять». Он работает по принципу генератора и определяет напряжение, соответствующее скорости вала. Он также известен как счётчик оборотов. Принцип работы:

индукционный;
электромагнитный;
электронный;
оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
Лазерные инструменты.
Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
Оценка скорости и объёма трафика.

Конструкция и детали

Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.

Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.

Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.

Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

счётчики;
таймеры;
стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

аналоговое напряжение;
аналоговый ток;
аналоговая модулированная частота;
переключатель или сигнализация;
светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.

Онлайн-приложение для iPhone

Возможности современных смартфонов позволяют отображать на дисплее тахометр любого двигателя авто или мотоцикла в реальном времени на основе издаваемого звука. Диапазон RPM составляет 400 — 90 000 об/мин. Найти приложение можно в App Store. После установки его в верхней части дисплея появится циферблат тахометра в больших цифрах, с обновлением значения каждые ¾ секунды. RPM рассчитывается по пикам в графике автокорреляции.

В программе приведены элементы управления подсказки, определяющие диапазон RPM. Имеется коррекция фонового шума для истинного определения звука двигателя. Подсказка определяется значением центра и допуска в процентах. Прокручивая левую или правую область в синих полосах ниже подсказки, регулируют значение центрального RPM и допуск. Вместо фиксированного диапазона используется режим отслеживания, работающий во всём диапазоне измерений.

В этом режиме элементы управления подсказки заменяются, что позволяет начать истинное отслеживание. Ниже контрольных данных — график функции автокорреляции, для проверки надёжности отображаемого RPM. Имеется руководство по настройке диапазона RPM. Вертикальные жёлтые линии на графике соответствуют периодам звука, производимого двигателем. Если они хорошо совпадают с пиками на графике — значение RPM точное. Преобразование звука в тональное видео в RPM зависит от конфигурации двигателя.

Можно выбрать из нескольких встроенных конфигураций, включая 4-тактные и 2-тактные двигатели и указать общий коэффициент, который может компенсировать любое передаточное отношение между двигателем и валом. Помимо этого представления, есть две страницы настройки конфигурации. На каждой есть своя контекстная справка, которая даёт больше информации о том, как использовать приложение. Существует также подробное руководство по эксплуатации.

Ранние модели тахометров зависели от механических приводов, таких как маховик, распределительный вал, шкив вентилятора и т. д. Они вращают магнит, тем самым вызывая вихревые токи на алюминиевом диске (спидометр) в оборотах/минуту. Тахометр современного типа является электронным, управляемым импульсом, способным измерять как самую малую, так и меганагрузку.

Автомобильный тахометр

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Электрическая принципиальная схема

Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера — микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).

Схема состоит следующих функциональных узлов. Формирователя импульсов, выполненного на VT1-VT2, широтно-импульсного модулятора на микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 и резисторного моста на резисторах R8-R13. Для снятия показаний применен электродинамический стрелочный микроамперметр. К недостаткам схемы тахометра можно отнести необходимость балансировки моста для каждого типа миллиамперметра при повторении схемы. Но это не сложная операция.

Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора.

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Самодельное устройство на микроконтроллере

Чтобы сделать самодельный тахометр на микроконтроллере в свой автомобиль для замера оборотов двигателя, вам потребуются такие запчасти:

В данном случае будет использовать оптически регулятор вместо щелевого. Благодаря этому вам не придется переживать по поводу толщины ротора, число лопастей не будет менять показания. Кроме того, оптический контроллер позволяет считывать обороты барабана, в отличие от щелевого.

Чтобы приступить к выполнению задачи, подготовьте все элементы и можете начинать:

Электронный тахометр своими руками

С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.

Принципиальная схема с использованием IC 555:

Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.

Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:

R1 = 4K7.
R2 = 47E.
R3 = 100 КБ, может быть переменный.
R4 = 3K3.
R5 = 10K.
R6 = 470 К.
R7 = 1K.
R8 = 10K.
R9 = 100K.
C1 = 47n.
C2 = 100n.
C3 = 100n.
C4 = 33uF / 25V.
T1 = BC547.
IC1 = 555.
M1 = измеритель FSD 10 В.
D2 = 1N4148.
C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.

Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.

Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.

500мм
• Потребляемая мощность: 25 мА при низкой мощности лазера / 40 мА при высокой мощности
• Питание от 2 х батарей ААА
Назначение:
Предназначен для измерения частоты вращения, оборотов в единицу времени, всевозможных вращающихся деталей.
Принцип действия:
Прибор работает по принципу отсчета показаний отраженного лазерного луча от контрастной маркерной ленты, которая закрепляется на движущемся предмете или валу.
Количество отраженных импульсов в единицу времени и будет количество оборотов.
Назад к содержанию

Внешний вид, питание

Прибыл россыпью в большом запупыренном пакете с открывашкой и измельчителем. Так что упаковки нет.
В комплекте нашелся сам тахометр, инструкция на китайском и английском и три отрезка по 20 сантиметров самоклеющейся светоотражающей ленты.

Питается тахометр от двух ААА батареек или аккумуляторов.

В передней части расположен лазер и фотоприемник. Лазером в глаза не светить!
И если вы прочтете в интернете ахинею на тему, что тут лазер нужен только для наведения на цель, не верьте. Если лазер закрыть, на дисплее не увидите ничего кроме нулей.

На лицевой стороне расположен ЖК дисплей и кнопки управления.
Форма тахометра, расположение дисплея и управление довольно неудобные. Трудновато им проводить измерения. Я бы предпочел нечто пистолетоподобное.

Кнопки из пластика похожего на резину с четкими надписями обозначающие функционал той или иной кнопки.
Кнопкой включения тахометр включается, длительным нажатием выключается, короткие нажатия включают/выключают подсветку.
Проводить измерения можно как в ручном, нажав кнопку «Test», так и в автоматическом режиме, кнопка «Avto». Нажал, направил и он измеряет все что видит. В режиме авто возможна запись показаний. Нажатием кнопки «Laser» изменяется мощность излучения лазера, видно невооруженным взглядом. Кнопкой «Max» выводятся на дисплей максимальные, минимальные и средние показания за время измерения.

В принципе и инструкция не нужна. К тому же на крышке батарейного отсека есть памятка.

Дисплей 5-разрядный с неплохой подсветкой.

Назад к содержанию

Разборка

При вскрытии наблюдаем довольно неплохо сделанную печатную плату с кляксой.
Не понравились кнопки. Эти печатные контакты, черная резина… Напомнило кнопки в первых телевизионных пультах. Чувство, что при работе тахометра по назначению, в более менее интенсивном режиме они быстро выйдут из строя.

Бросился в глаза странно припаянный кварц. Похоже он действительно чувствует себя эталоном времени из технических характеристик.

Назад к содержанию

В работе

Выводы

Тахометр работает. Выдает какие-то показания… Но поскольку он не поверен, то что он там показывает известно только ему. Хотя вроде все полученные показания логичны.
Плюсы:
Он работает. Можно измерить частоту вращения различных движков. Не плохой диапазон измерений, маленькая погрешность.
Минусы:
Адский ценник на доставку в этом магазине. Неудобный формфактор, ну неудобно его держать при измерении. Резиноподобные кнопки навевают тоску.
Всем удачных покупок.
Назад к содержанию

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Путь заядлого обзорщика тернист и труден :) — это и работа с китайскими товарищами на смеси ломаного русского и английского, и творческие муки относительно того, как лучше подать материал читателям, чтобы было интересно, и изучение, насколько это возможно, матчасти, и поиск времени и места для «фотосессии» товаров, и закупка всякой дополнительной фигни, необходимой для тестирования приехавшего на обзор товара (цена которой часто бывает больше стоимости самого товара). В общем жуть. Но одним из плюсов данного дела является расширение кругозора, т.к. часто приезжают товары, о которых только слышал краем уха и, возможно, никогда не купил бы, а тут тебе и самообразование и польза «в одном флаконе». Примером такого товара является портативный тахометр. Много моих обзоров посвящено всяким инструментам, ручным и не очень, поэтому, я не мог спокойно пройти мимо соблазна взять его на обзор.

Для чего вообще нужен тахометр, если кратко — то для измерения числа оборотов и скорости вращения. Под спойлером, чуть подробнее.

Многие технические системы содержат вращающиеся части. Зачастую необходимо знать, с какой скоростью они крутятся, соответствует ли она норме и т. д. Для этого придуман специальный прибор, называемый тахометром.
Тахометр предназначен для измерения числа оборотов вращающихся деталей механизмов в единицу времени, линейной или угловой скоростей. Измерение может быть контактным или бесконтактным в зависимости от типа датчика скорости вращения (энкодера). Подсчет осуществляется путем регистрации количества импульсов, поступивших от датчика, длительности паузы между импульсами, а также порядка поступления импульсов от датчиков. Кроме того, тахометр может быть использован в качестве счетчика импульсов, например, при подсчете продукции на конвейере, расхода сырья, материалов, времени наработки оборудования, машин и механизмов при испытаниях и обкатке. Подсчет/измерение осуществляется в прямом, обратном или в обоих направлениях. Измеренная величина может быть заранее программно масштабирована в реальные единицы измерения (часы, минуты, метры, шт, упаковки и т. д.). В приборах может быть задействована аварийная сигнализация, сброс и обнуление накопленных значений, защита паролем, выходы для работы в сети или связи с компьютером.
Работа тахометра обычно представляется в виде наглядных данных либо на цифровом дисплее, либо на аналоговом стрелочном указателе. Каждый автолюбитель регулярно наблюдает работу тахометра в своем автомобиле, где данный прибор показывает угловую скорость коленчатого вала:

Источники:
_https://fb.ru/article/272604/pribor-tahometr---chto-eto-takoe-kakie-funktsii-vyipolnyaet-tahometr
_https://otvet.mail.ru/question/23658002

Прибор приехавший ко мне на обзор выполняет измерение двумя способами: бесконтактным — с помощью лазера и контактным — с помощью специальных насадок.
Упаковка:

Комплектация:

В состав комплекта входит:
¤ тахометр
¤ 4 насадки для контактных измерений
¤ силиконовый чехол
¤ светоотражающая наклейка для точных измерений
¤ инструкция

Внешний вид:

Со снятым чехлом:

Размер и вес (с батарейкой):

Возможности:
— 2 способа измерения,
— 4 3 разные насадки для измерений контактным методом,
— Типы измерений: частота вращения (RPM — количество оборотов в минуту), обратный отсчет (REV, т.е. когда будет сделано заданное количество оборотов), частота вращения (Hz), линейная скорость (m/minute; inch/min; feet/min; yard/min) и «пройденное» объектом измерения расстояние (meter, inch, feet, yard),
— LCD дисплей,
— лазерный указатель на место измерения,
— 30 ячеек памяти: 10 максимальных значений, 10 минимальных и 10 мгновенных,
— Диапазон измерений: для бесконтактного метода -2 to 99999 RPM; для контактного — 2 to 20000RPM,
— Время готовности 0.5 сек.

Характеристики:
¤ Питание: 9V «Крона» （не в комплекте)
¤ Дисплей: LCD 5-цифровой с подсветкой
¤ Точность измерений: 0.02% ± 2 единицы младшего разряда
¤ Диапазон контактного измерения: 2-20000RPM
¤ Диапазон бесконтактного измерения: 2-99999RPM
¤ Разрешение: 0.1 or 1
¤ Время готовности: 0.5sec.
¤ Расстояние до объекта измерений: 50мм-600мм
¤ Ток потребления: 45mA
¤ Рабочая температура: 0℃-50℃

Отсек для источника питания:

Дисплей монохромный, читается хорошо, при необходимости можно включить подсветку:

Рабочий элемент прибора:

Насколько я понял принцип, работает связка лазер-фотодиод, улавливающий отраженный от метки, наклеенной на измеряемый объект, луч лазера. Хотя, вполне возможно, я ошибаюсь и принцип измерения другой (подробной информации к сожалению не нашел) и функция лазера — только в указании на точку измерения. В комплекте идет листок светоотражающей самоклеящейся бумаги, размером 10x10 см:

Каждый раз, когда нам нужно провести измерения, отрезаем от данного листка кусочек и наклеиваем на вращающуюся поверхность. Далее, включаем вращение измеряемого объекта и направляем на него лазерную отметку тахометра, получая на дисплее цифровое значение измеренного в установленном режиме параметра. В принципе, кусок белой изоленты или скотча (но не прозрачного), является вполне подходящей заменой комплектной наклейке.
Так же отмечу, что если количество измеряемых оборотов меньше 9999 в минуту, то данные на дисплее отображаются с десятыми долями, если же это число превышается — то используются все 5 разрядов дисплея для отображения их целого числа (в теории до 99999).
Если хотите почитать более подробно про подобные приборы, нашел интересную статью:

Теперь, что касается метода контактного измерения: принцип состоит в том, что прижимая к вращающейся поверхности резиновую насадку, установленную на обзорном приборе, она начинает вращаться и мы видим данные о скорости вращения, но тут есть нюанс, о котором чуть ниже. В комплекте идет четыре (а вернее три) насадки для разных поверхностей (прямых, вогнутых, выпуклых итд):

Никаких дополнительных схем реализации этого способа измерения в устройстве нет, используется тот же оптический датчик, что и в бесконтактном методе. Просто в посадочное гнездо прибора накручивается вот такая деталь, на которую и надевается одна из трех насадок:

Внутри этой детали находятся подшипники, а на внутренней части белая метка:

Метка вращается и оптический датчик фиксирует количество оборотов.
Сам прибор может фиксировать и выводить на экран следующие виды данных. К сожалению, инструкция достаточно куцая и в ней не расписаны все «прелести» возможных режимов. Поэтому, в основном это мои предположения:
— RPM (количество оборотов в минуту)
— rPm (?? тоже какое-то количество оборотов)
— HZ (не то что вы подумали, а количество оборотов в секунду 1Hz=60RPM или 1RPM=0.0167Hz)
— M/M (вероятно сколько метров «проехала» точка измерения в минуту)

— I/M, F/M, Y/M — тоже самое только в дюймах, футах и ярдах соответственно,
— REV (?? вероятно от слова REVERSE — вероятно, что-то связанное с обратным отсчетом количества оборотов)

— М, In, FT, Yd (отображение «пройденного расстояния» измеряемой точкой вращающейся поверхности)

С практической точки зрения, где можно применить в быту прибор — это проверить заявленное количество оборотов электрического инструмента, я, например, давно хотел проверить свои Дремели на этот счет. Можно проверить и другие электроприборы — вентиляторы, кофемолки, стиральные машинки, электрические игрушки итд итп :) Где я мог бы использовать его в автомобиле (а картинка автомобиля на коробке присутствует), на ум ничего не пришло, а в сервисе думаю своих приборов достаточно.
Полезность остальных режимов видится, на мой скромный взгляд, сугубо академическая. Ну да ладно…
Однако, небольшие испытания начну с другого объекта…

ИСПЫТАНИЯ

Что у нас может быть «под рукой» такого, что даст нам точные показания количества оборотов и может служить эталоном для проверки тахометра? Правильно… неисправный HDD. Для жесткого диска точная величина оборотов в минуту являются архиважным параметром, поэтому в домашних условиях, думаю, ничего не найдется лучше для проверки. У меня завалялись два битых диска: 2.5" с заявленной скоростью 7200 оборотов в минуту, в Data sheet указана погрешность Spindle speed (RPM) (± 0.2%), вот на них и проведем начальную проверку:

Клеим на поверхность дисков кусочки светоотражающей пленки (или белой изоленты):

Причем, как показала практика, для жестких дисков лучше делать наклейки пошире, т.к. диски сами зеркальные и если полоска тонкая, измерения не точные.
Устанавливаем диски на торец (я еще подложил чехол от телефона, чтобы диск от вибрации не скользил по столу) и проводим измерения:
Диск 1:

Диск 2:

Мы видим, что для обоих дисков измеренные показания практически не отличаются, что касается превышения измененных измерений к заявленному параметру производителя дисков (7200 Оборотов/мин ± 0.2%) — расхождение есть, но оно не превышает 1%, кроме этого, у меня есть сомнения, что производитель действительно установил скорость вращения ровно 7200 оборотов (а не те же 7265). Но по крайней мере убедился, что прибор дает измерения близкие к реальности.
Важным моментом при измерении (по крайней мере для HDD), для его точности, является неподвижность прибора, т.к. он весьма чувствителен к изменению положения и дрожанию рук.
При измерении, кратковременное нажатие на красную кнопку «MEAS» дает результат на момент нажатия и фиксирует его на дисплее.
Чтобы прибор измерял данные постоянно нужно нажать и удерживать эту кнопку около 3 секунд до появления на экране такого символа:

Сброс показаний: «MEAS» — «кнопка подсветки» — «MEAS»
Если интересно, под спойлером то, что показывает прибор в различных режимах при RPM 7264.9:

В общем, несколько не то, что я ожидал. Я думал, что в каких-то режимах значения будут увеличиваться, например, M (meters), F, I, Y. Однако, нет — все значения в режиме непрерывного измерения, не меняются.

Теперь измерю, то что хотел сделать давно (еще в обзорах), но не имел возможности — измерить скорость дремелей BDCAT 180Вт и 400Вт.
У обеих машинок максимальные заявленные обороты составляют: 30000 об.мин.
Сначала «мелкий» на 180Вт:
Для надежности на шпиндель намотал черный двусторонний скотч (о чем потом пожалел, сдирая его с обратно) и уже на него наклеил светоотражающий прямоугольник:

Максимальные обороты составили:

То есть видим, что заявленные обороты машинка перекрывает с лихвой.

Теперь «большой» вариант на 400Вт:

На максимальных немного не дотянул до 30000 оборотов (но он уже достаточно много поработал):

Небольшое видео замеров дремелей:

А еще был вентилятор на аккуме 18650 с такими заявленными характеристиками:

Наклеил маркер так:

Результаты измерения. Первая-вторая-третья скорости: 2365-2773-3710 оборотов в минуту соответственно:

Ну то есть вентилятор честный :)

Видео замера вентилятора:

Что касается контактного метода, к сожалению, он не очень полезен в «домашних условиях». Дело в том, что при прижимании контактной насадки к поверхности происходит достаточно сильное торможение (замедление вращения) этой поверхности, это даже ощущается по измененному звуку работы электроприбора, что, соответственно, не дает получить корректные данные измерений. Да и сами насадки, при высокой скорости, вращения норовят соскочить и улететь:

Поэтому, думаю, данный метод больше подходит для измерения вращения массивных деталей: вращающиеся части станков, колеса итд., для которых «тормозящий» эффект тахометра будет ничтожным.
На этом, пожалуй, всё, что смог проверить. Остальные режимы, являются производными от измеренных значений RPM, а т.к. я уже сказал, инструкция достаточно поверхностная, не буду вводить Вас в заблуждение своими домыслами.

Пара мест, где, вероятно, предусмотрены какие-то еще элементы:

Есть возможность сохранения и просмотра измеренных данных кнопкой MEM (до 10 значений).

ИТОГ

Прибор, конечно, не для повседневного использования в быту, но иногда может быть действительно полезен. Точность измерений приемлемая, качество изготовления хорошее. К сожалению, очень короткий мануал. Нужна некоторая сноровка для получения точных данных.

Магазин предоставил купон на скидку: STE10, снижающий цену с $19.29 до $15.99
На этом все.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Читайте также: