Как сделать простой счетчик механических действий из обычного калькулятора.

Счётчик витков для намоточного станка

Когда-нибудь мотать трансформаторы вручную надоедает, и вот ты уже криво пилишь досочки бывшего шкафа для постройки намоточного станка. Станки эти бывают разными: с ручным приводом или с электрическим, с укладчиком витков и без. Но все их объединяет одно: необходимость счётчика витков. Это прекрасное дополнение позволит с комфортом наматывать многовитковые обмотки, как то, например, сетевые — под 1000 витков или первички выходных трансформаторов — под 3000. Хороший счётчик должен уметь считать в обоих направлениях: если ты решишь смотать часть витков, он должен вычесть их из подсчитанного количества. А если ты решишь мотать понемногу каждый день, то нужно бы запоминать, сколько уже намотал, чтобы потом продолжить с этого же места. Ну, и, разумеется, вся конструкция должна быть простейшей, на самых доступных деталях.

Как думаешь, быстро ли мы нашли такую? Правильно, нет. Конечно, понаделано всякого на атмегах с двухстрочными ЖК-дисплеями, но это же не бортовой компьютер! К тому же, некоторые счётчики витков просто не умеют считать назад.

И вот, наконец, нужная конструкция была найдена! Её придумал и воплотил Владимир, страница с авторским описанием:

Счётчик построен на распространённом микроконтроллере PIC16F628A. Четыре разряда количества витков отображаются семисегментным индикатором. Таким образом, можно мотать до 9999 витков, что актуально при намотке выходных трансформаторов. Имеются две кнопки: сброс и запоминание. В качестве датчиков используются два геркона. На валу станка необходимо просто прикрепить магнит.

В авторском варианте используется индикатор с общим катодом какой-то неведомой распиновки. Нам пришлось переделать как плату, под более широкий индикатор, так и прошивку, под индикатор с общим анодом. Но авторский вариант был проверен в симуляторе, работает хорошо.

У этого счётчика есть одна особенность: он считает при скорости не менее одного изменения состояния герконов за пять секунд. Поэтому если ты медленно и аккуратно что-то подматываешь, то есть шанс, что он этот виток не посчитает. Но вероятность такого невелика, так что можно пользоваться.

Вероятно, конструкцию можно переделать с герконов на оптику, если кому нужно, или даже на механические контакты — дребезг подавляется программно.

В прошлой статье я поделился с Вами, . Толстая проволока наматывалась вручную, так как другим способом в домашних условиях аккуратно уложить виток к витку не представлялось возможным. С меньшим диаметром обмоточного провода можно применить более технологичный способ, что позволит сократить время и усилия при намотке, а так же, что немало важно, изготовление трансформатора не будет отличаться от заводского исполнения. Далее будет описана простая конструкция самодельного намоточного станка, с помощью которого Вы с легкостью сможете намотать катушки, дроссели, силовые и звуковые трансформаторы.

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:

1. Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
2. Лазерные инструменты.
3. 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.
4. Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
5. Оценка скорости и объёма трафика.

Проекты с Запада

Из-за языкового барьера наши тестировщики в сравнении не участвовали.

Formsite

Бесплатная версия: ограничена 10 заявками, отправленными через калькулятор. Сам период, через который сгорит лимит, не установлен.

УТП: самый большой выбор элементов и дизайнов, самый большой набор готовых интеграций среди всех сервисов в обзоре.

Работа с калькулятором:

С левым меню и будем работать в первую очередь. Верхнее меню отвечает за работу с калькулятором после сборки.

Чуть ниже можно вставить ссылки на картинки из интернета и подписать их.

Задаем значения и нажимаем “Сохранить”.

Теперь проверим готовый блок Email Address, перетащив его в область сбоку от поля для имени. Как и uCalc, Formsite позволяет ставить блоки рядом.

Наверняка вы спрашивали себя: “А где же кнопка?”

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
6. 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.

Проекты из России и стран СНГ

Общее сравнение

Тестирование проходило в два этапа.

Елена Потолицына, маркетолог в агентстве «Бьюти-Маркетинг»

Владимир Таранец, фрилансер, делает сайты-визитки за 3-5 тысяч рублей

Мария Бикбулатова, предприниматель, владелица нескольких проектов в индустрии гостеприимства

Ключевые клиенты: салоны красоты, медицинские центры и — реже, но тем не менее — строительные организации

Задача: собрать калькулятор расчета монтажа видеонаблюдения для сайта охранного предприятия

Задача: оформить калькулятор на основе шаблона для любого проекта, потратив как можно меньше времени и сил

Елена, Владимир и Мария наряду со мной опробуют отечественные конструкторы калькуляторов и поделятся впечатлениями.

uCalc.pro

Бесплатная версия: бессрочная, можно на время протестировать платные функции: отправку sms клиентам, прием оплаты, статистику, добавление иллюстраций к элементам калькулятора.

УТП: прием оплаты через «Яндекс.Кассу», работа в соцсетях и мессенджерах по спецссылке.

Минус: проект не дает редактировать код калькулятора.

Планы проекта по развитию: выпуск модулей для платформ WordPress, uKit (запущено во время тестов) и uCoz — чтобы калькулятор устанавливался туда автоматически, без копирования кода с сервиса. К осени заявлены первые интеграции с CRM.

Работа с калькулятором

После регистрации вы попадете на страницу, где будут храниться ваши калькуляторы. Здесь вам предложат сделать калькулятор с нуля или на основе готового шаблона. Я выберу самостоятельную сборку.

Подписи над блоками тоже можно скрыть: мне они не нужны. Просто подпишу сами галочки.

Над каждым блоком можно добавить картинку: нахожу первые попавшиеся готовые иконки в поисковике. Думаю, если использовать свои фото или любые большие и не квадратные картинки, их лучше будет предварительно обработать в условном Paint или Photoshop.

После добавления картинок лучше выровнять элементы относительно друг друга по вертикали.

Можно добавить текстовые поля с пояснениями для клиента (“Текст”) и поля сбора контактов: в настройках поля можно выбрать, какие данные мы собираем (почта, телефон, время и т.п.), будет ли поле обязательным, а также задать свои подписи-подсказки для заполнения.

В настройках кнопки также можно настроить прием оплаты, указав данные “Яндекс.Кассы”, или задать текст email или SMS-сообщения для клиента (например, высылать ему промо-код после заполнения формы).

После заполнения формулы, калькулятор можно тестировать в самом редакторе.

Дальше проверяем отображение и работу на разных устройствах в режиме “Превью”. Теперь остается лишь получить код для сайта.

Отзывы

Мнение представителя веб-студии, Елена: «Сначала было непонятно, почему одни параметры надо идти настраивать во вкладку «Формула», а другие, почти такие же – в «Дизайн» (речь о настройке ползунка). Но потом привыкаешь. Из плюсов – есть возможность выводить несколько вариантов окончательного расчета: например, цена со скидкой и без. У других конструкторов калькуляторов такого не замечено.

В целом, все красиво, удобно, хотя не хватает опции автоматической загрузки из прайс-листа — в идеале, как это делает Mailchimp».

Мнение фрилансера, Владимир: «В целом, удобный и красивый интерфейс и современный вид элементов. Работа заняла около 15 минут».

CalcCreator

Бесплатная версия: бессрочная, с ограничением на использование платных бизнесовых (добавление файла и т.д.) и дизайн-функций.

Платная: работает по принципу подписки на 1 аккаунт, независимо от числа созданных калькуляторов. Месячная подписка стоит — 795 рублей, при оплате на три месяца можно получить скидку 10%, при оплате на полгода — 20%. Если вы перестанете оплачивать тариф, калькуляторы продолжат работать без платных опций.

УТП: возможность прикреплять файлы и редактировать логику калькулятора, используя свой код. Также вы можете переехать с сервиса, забрав с собой код калькулятора.

Минус: за частью настроек надо обращаться к команде проекта — например, это касается установки кода «Метрики» для отслеживания целей.

Работа с калькулятором

Интерфейс напоминает AutoCAD или Photoshop. Левое меню содержит элементы калькулятора. Первым делом задаем границы рабочего поля (серая область по центру) и начинаем кидать в него элементы.

При добавлении элементов появляется правое меню — оно отвечает за настройки дизайна: то есть, наполнение правого меню будет меняться в зависимости выбранного поля. В развернутом виде меню огромно — часть настроек будут скрыты в выпадающих списках.

Попробуем добавить картинку. Сервис не дает перетаскивать элементы, чтобы поставить их рядом, — но отчасти это можно выправить в настройках правого меню в пункте “Расположение”.

Добавим место для текстового описание. На примере этого поля посмотрим, как работают настройки ширины.

Чтобы поменять размеры элемента, задаем нужные значения в пунктах “Ширина” и “Высота” в правом меню — значения лучше оставить в %. В этом же меню есть настройки фона, шрифтов и отступов (в пикселях) — отступами можно двигать элементы влево-вправо и отбивать друг от друга по вертикали.

Тут нас ждет облом… Дизайн-шаблоны элементов доступны только на тарифе. В бесплатной версии остается играться со шрифтами и цветом фона. Либо править CSS вручную.

Продолжим работу так. Добавляем кнопку: поменять надпись на ней можно в пункте “Данные” в правом меню.

В общем, несмотря на огромный потенциал по функционалу, создается впечатление, что проект ориентирован либо на “хардкорную” аудиторию, либо на подписку на готовые шаблоны, которые особо не будут править.

Посмотрим, что скажут наши тестеры.

Отзывы

Мнение представителя веб-студии, Елена: «С первого взгляда интерфейс похож на Axure [программа для прототипирования сайтов и приложений, прим.] – но как оказалось, кроме перетаскивания элементов из левого меню на рабочую поверхность между системами нет ничего общего. Возник вопрос, а как это настраивать? Справа открывается куча настроек, но это все дизайн. А как же данные? Только через несколько минут до меня дошло, что ввод данных находится в самом низу этого меню, где-то за первым экраном моего монитора. Сделав несколько попыток настроить калькулятор, я сдалась и пошла искать в библиотеку у них же на сайте – вдруг найдется что-то для меня подходящее?

Сам интерфейс показался недружелюбным, поэтому я быстро бросил попытку создать что-то с нуля, а пользоваться шаблонами мне было запрещено по условиям тестирования».

Мнение предпринимателя, Мария: «Я выбрала шаблон, но не поняла, как редактировать его. Хотя понятно, что в целом конструктор интересный, много возможностей.

Промежуточный результат тестирования

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.

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:

1. Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
2. 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.
3. Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
4. Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
5. Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
6. Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

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:

1. Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
2. Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
3. Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
4. Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
5. Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
6. 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:

1. R1 = 4K7.
2. R2 = 47E.
3. R3 = 100 КБ, может быть переменный.
4. R4 = 3K3.
5. R5 = 10K.
6. R6 = 470 К.
7. R7 = 1K.
8. R8 = 10K.
9. R9 = 100K.
10. C1 = 47n.
11. C2 = 100n.
12. C3 = 100n.
13. C4 = 33uF / 25V.
14. T1 = BC547.
15. IC1 = 555.
16. M1 = измеритель FSD 10 В.
17. D2 = 1N4148.
18. 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.

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Автоматика >

Простой счетчик витков на Attiny13a

Автор: Regerald Опубликовано 27.01.2017 Создано при помощи КотоРед.

Пришлось недавно мотать трансформаторы с большим количеством витков — работа даже чем-то приятная, но вот со счёта я всё время сбиваюсь. Обычные решения вроде калькулятора с герконом на знаке «равно» не устраивали — за отсутствием того самого калькулятора, да и не эстетично это как-то. Как и не эстетично использовать для этих целей Атмеги, Ардуины и более высокие контроллеры. Готовых схем в интернете не нашлось, а если и были, то сопровождались десятками деталей и бородой из проводов. Пришлось придумывать самому, ибо не может столь простое устройство требовать столь сложной схемы.

Из подходящих деталей нашeл контроллеры Attiny13a, светодиодный семисегментный дисплей на «драйвере» из шифт-регистров, аккумулятор от сотового телефона, а также пары светодиод-фототранзистор, которые раньше служили датчиками уровня краски струйного принтера.

Дисплеи такого типа продаются с уже распаянной платой на два восьмибитных шифт-регистра 74HC595, и стоят ненамного дороже чем просто семисегментные дисплеи. Основной их плюс в том, что можно обойтись всего тремя портами ввода данных: DIO, CKL и RCK. А портов как известно на Attiny13a совсем немного — всего три на дисплей и два на датчики. Также отпадает надобность в четырёх транзисторах, что ставятся при использовании обычной динамической индикации, требующей целых 7+4 портов микроконтроллера.

Датчиками служат две пары светодиод-фототранзистор (например ITR9608), расположенные рядом друг с другом. В данном случае они используются как эмиттерные повторители, притягивая каждый свой порт на высокий уровень, когда фототранзистор принимает свет. В принципе, можно обойтись и одним датчиком (естественно, изменив прошивку), но тогда счетчик не будет «видеть» в какую сторону вы вращаете вал. А это неудобно, если приходится отматывать и переукладывать витки.

Вращая вал намоточного станка мы вращаем также диск с прорезью, находящийся между светодиодами и фототранзисторами, таким образом периодически прерывая световые лучи. Прорезь должна быть достаточно широкой чтобы одновременно пропускать свет на оба фототранзистора. Подробности работы программы можно понять из исходников, которые я постарался получше комментировать. Прошивку делал используя USBASP-программатор под линуксом, при компиляции исходников надо указать стандарт c99. Исходники прилагаются, так как я исповедую «Open Source».

Схема всего счетчика представлена ниже. Изначально в схеме предполагалось использовать кнопку сброса, но затем я понял что она по сути не нужна — можно просто щелкнуть туда-сюда выключателем.

Печатную плату рисуем в вашей любимой программе, или берём готовую в случае если нашли такие же детали как у меня. Я не стал заморачиваться с ЛУТ — в основном по причине отсутствия рабочего утюга. Просто накернил места отверстий, нарисовал дорожки специальным маркером и вытравил плату, использовав тот самый состав из перекиси водорода + соли + лимонной кислоты. Облудив и распаяв детали, можно проверить работу схемы.

Далее кончается электроника и начинается механика — тут уже дело вкуса и пристрастий. Кто-то может прикрутить электропривод, мне же нравится крутить вручную. Это удобнее когда провод очень тонкий и легко рвётся — рука лучше чувствует натяжение.

Устройство готово, инспектора довольны

Файлы:

Прошивка микроконтроллера Печатная плата Исходники программы на «СИ»

Все вопросы в Форум.