Operación del circuito del tacómetro digital usando un microcontrolador y sus tipos.

Un tacómetro digital es un dispositivo digital que mide e indica la velocidad de un objeto giratorio. Un objeto giratorio puede ser una llanta de bicicleta, una llanta de automóvil o un ventilador de techo, o cualquier otro motor, etc. Un circuito de tacómetro digital incluye una pantalla LCD o LED y memoria para almacenamiento. Los tacómetros digitales son más comunes en estos días y brindan lecturas digitales en lugar de diales y manecillas.

Un tacómetro digital es un codificador óptico que determina la velocidad angular de un eje o motor giratorio. Los tacómetros digitales se utilizan en diferentes aplicaciones, como automóviles, aeronaves y aplicaciones médicas y de instrumentación.

¿Qué es el tacómetro?

La palabra taquímetro se deriva de dos palabras griegas: tachos significa "velocidad" y metron significa "medir". Funciona según el principio de un generador de tacómetro, es decir, cuando un el motor esta funcionando como generador, produce el voltaje de acuerdo con la velocidad del eje. También se le conoce como tacómetro y su principio de funcionamiento puede ser electromagnético, electrónico u óptico. Potencia, precisión, rango de rpm, medidas y visualización son las especificaciones de un tacómetro. Los tacómetros pueden ser medidores indicadores analógicos o digitales; sin embargo, este artículo se centra únicamente en los tacómetros digitales.

Tipos de tacómetros digitales

Los tacómetros digitales se clasifican en cuatro tipos según las técnicas de adquisición y medición de datos.

• Según la técnica de adquisición de datos, los tacómetros son de los siguientes tipos:

1. Tipo de Contacto
2. Tipo sin contacto

• Según la técnica de medición, los tacómetros son de los siguientes tipos:

1. Medición del tiempo
2. Medida de frecuencia

1. Tacómetro digital de contacto

Un tacómetro que está en contacto con el eje giratorio se llama tacómetro de contacto. Este tipo de tacómetro generalmente se adjunta a la máquina o al motor eléctrico. También se le puede acoplar un codificador óptico o sensor magnético para que mida sus RPM.

Los tacómetros digitales son capaces de medir velocidades bajas a 0,5 rpm y velocidades altas a 10 000 rpm y están equipados con un bolsillo de almacenamiento para la medición circunferencial. Las especificaciones de este tacómetro son pantalla LCD de 5 dígitos, rango de temperatura de funcionamiento de 0 a +40 oC, rango de temperatura de almacenamiento de -20 a +55 oC y velocidad de rotación de aproximadamente 0,5 a 10 000 rpm.

2. Tacómetro digital sin contacto

Un tacómetro que no requiere contacto físico con el eje giratorio se denomina tacómetro digital sin contacto. En este tipo, un láser o disco óptico está unido al eje giratorio y puede ser leído por un rayo IR o láser, que es dirigido por el tacómetro.

Este tipo de tacómetro puede medir desde 1 hasta 99.999 rpm; el ángulo de medición es inferior a 120 grados y el tacómetro tiene una pantalla LCD de cinco dígitos. Estos tipos de tacómetros son eficientes, duraderos, precisos y compactos, y también visibles desde largas distancias.

3. Tacómetro digital de medición de tiempo

Un tacómetro que calcula la velocidad midiendo el intervalo de tiempo entre los pulsos entrantes se denomina tacómetro digital basado en el tiempo. La resolución de este tacómetro es independiente de la velocidad de medición y es más preciso para medir a bajas velocidades.

4. Tacómetro digital de medición de frecuencia

Un tacómetro que calcula la velocidad midiendo la frecuencia de los pulsos se denomina tacómetro digital basado en frecuencia. Este tipo de tacómetro está diseñado con LED rojo, y la revolución de este tacómetro depende del eje giratorio, y es más preciso para medir alta velocidad. Estos tacómetros son económicos y de alta eficiencia, que oscila entre 1 Hz y 12 KHz.

El funcionamiento interno de estos tacómetros se puede hacer con el uso de un generador de tacómetro o simplemente con la electrónica que se describe a continuación.

Generador de tacómetro

Una micromáquina eléctrica utilizada para convertir la velocidad de rotación y los valores del eje de una máquina en una señal eléctrica se conoce como generador de tacómetro. El funcionamiento del generador de tacómetro se basa en el principio de que la velocidad angular del rotor es proporcional a la FEM generada si el flujo de excitación es constante.

Estos tacómetros se especifican con el voltaje generado, la precisión, la velocidad máxima, las ondas y la temperatura de funcionamiento. Este tipo de generadores de tacómetro se utilizan como sensores en varios dispositivos informáticos automotrices y electromecánicos.
Los generadores pueden ser de tipo AC o DC.

Tacómetro electrónico

Un tacómetro formado únicamente por componentes electrónicos y utilizado para medir la velocidad de un motor o cualquier otro objeto en movimiento en revoluciones por minuto se denomina tacómetro electrónico. Los tacómetros electrónicos se utilizan en el tablero de un automóvil para medir la velocidad de conducción. Estos tacómetros son livianos, fáciles de ver y precisos en todas las condiciones.

Diagrama de bloques del tacómetro digital

La configuración operativa de un tacómetro digital consta de varios bloques como sensor óptico o magnético, unidad de acondicionamiento de señal, microcontrolador, memoria, pantalla y puerto externo como se muestra en la figura.

Detección óptica: Un captador óptico consta de un disco óptico colocado cerca del motor que genera pulsos proporcionales al eje giratorio. Se utilizan un disco ranurado y un emisor de IR para generar estos pulsos.

Detección magnética: En este tipo de dirección, es posible utilizar tanto sensores de efecto Hall como sensores magnéticos. El principio de efecto Hall genera pulsos proporcionales a la velocidad del eje y se usan sensores magnéticos para generar pulsos usando una reluctancia variable.

Acondicionamiento de señal: Las señales de salida de los sensores son ruidosas y, por lo tanto, se filtran, amplifican y digitalizan para que el microcontrolador reconozca estas señales para acciones posteriores.

Microcontrolador: Se utiliza un microcontrolador para analizar y procesar las lecturas del sensor. Envía esta información a un dispositivo de visualización y, cuando la velocidad se reduce o aumenta a un nivel preestablecido, alerta al usuario para que tome las medidas adecuadas.

Memoria: La unidad de memoria almacena datos del microcontrolador.

Monitor: La función de la unidad de visualización es mostrar los valores almacenados transmitidos desde el microcontrolador.

Tacómetro digital sin contacto usando 8051

Este tacómetro sin contacto se implementa para diseñar un tacómetro digital sin contacto de tres dígitos utilizando microcontroladores 8051 que se pueden utilizar para medir las revoluciones de una rueda, disco, eje, etc.

Este circuito utiliza varios componentes, como un microcontrolador, fototransistores, amplificadores operacionales, una pantalla LED de siete segmentos y otros componentes diversos. Además de esto, se coloca un sensor cerca de la tira reflectante, por ejemplo, papel de aluminio que se adhiere a la superficie giratoria. El LED dirigido desde este dispositivo se refleja cuando el fototransistor detecta la banda.

El amplificador operacional LM 324, como comparador, compara la tensión del colector de este transistor con la tensión fija. Por lo tanto, genera pulsos continuos para la rotación del eje. Estos trenes de pulsos se aplican al microcontrolador, que luego los cuenta y los convierte en RPM según lo programado. Además, se muestran en una pantalla de siete segmentos, que está conectada en la configuración de ánodo común controlada por transistor.

Este es el circuito del tacómetro digital y sus tipos. Espero que haya obtenido información completa sobre los tacómetros digitales en una sola plataforma. Además, para cualquier consulta sobre este tema y el diseño del circuito, puedes escribirnos comentando en la sección de comentarios.

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