制作激光反射式转速仪与红外遥控器解码

arzeng · 发表于 2025-3-23 11:10:24

这是去年的diy，当时鼓捣无刷电机改造风扇，转速标定没有仪器，这就成了配套工程。

特点：
1、超低成本，10元。
2、激光反射式测速，转盘粘贴白纸或者烟盒锡纸，激光照射到纸上就反射回来获得信号，因为射出是点光源，用锡纸的话控制好角度5米距离测转速都可以，转速测量范围6转/分钟-9万转/分钟(没实际验证)。
3、红外遥控器解码是白送的功能，测转速做好后试验能接受红外信号，索性加上红外解码程序，解码红外遥控器键值。

演示，电磁炉风扇

NEC格式解码

5104格式解码

激光接收管用的是这个

激光发射管是从退役的PPT翻页笔拆下来的激光头，网购约3元，开始加了透镜，距离远了机关点会散焦，后来把透镜去掉了。

自制PCB，stc8g1k08a芯片，5v转3.3v供激光头，IO控制激光头工作，8秒没有反射信号关闭激光头。

外壳用20的pvc水管，没有内置电池，设置一按钮作为功能切换。

拆除透镜后直接一片有机玻璃做发射窗。

0.91寸OLED显示屏，单片机硬件I2C控制。

显示屏左侧的〉符号实时显示是否收到反射信号。

80厘米距离测试可有效接收反射信号。

制作过程没画原理图，方便大家参考，现在我的pcb图上加上硬件连接示意图。
如果你使用的激光头是两线的，就不用接那个PD点，同样如果激光头是5v供电的，就接到+5端。

楼下更新代码文件：

lingyer1 · 发表于 2025-3-23 17:29:33

这个真是厉害

石墨 · 发表于 2025-3-23 17:58:57

楼主做的六啊

不开源一下吗

piaoxue20000 · 发表于 2025-3-23 18:22:16

好奇的是单片机里面的代码

冰凌若水 · 发表于 2025-3-23 18:32:28

很强，会单片机编程就是玩得花

亚历山大 · 发表于 2025-3-23 20:18:56

这个好玩哈，可惜没有开源

arzeng · 发表于 2025-3-23 21:11:16

开源... 欢迎大家讨论交流。

/*激光转速测量*/
/*设定内部晶振24M 时钟周期0.041666us 1T机器周期0.041666us
使用stc8g1k08a，pcb文件名leise6.lay6，红点光笔拆激光管，工作电压3v，激光调制接收管180k-200kHz（入光1，遮光0） */
#include "intrins.h"
#include "stc8g.h"
#include "codetab.h"
#include "iic.h"
#include "oled12832.h"
#include "NECir.h"
//#include "BA5104ir.h"
//sbit p54=P5^4; //iic-scl
//sbit p55=P5^5; //iic-sda
sbit ir=P3^2; //int0
sbit p33=P3^3;
sbit key=P3^0;
unsigned char mun;
unsigned int tes,ird0,ird1;
unsigned char irdat,kx,ok5104;
//在单片机中，CCP是英文单词Capture（捕获），Compare（比较），PWM（脉宽调制）的缩写。
//这个模块可配置为工作在输入捕捉、定时器比较或 PWM 输出方式下。
//可工作在捕捉输入、比较输出和脉宽调制输出三种状态，三种状态各自独立工作。
//PCA 计数器
//激光发射调制180-200kHz
void stcIO_Init(void)
{
P3M0=0x00; //设置P3.0-P3.7为双向口模式
P3M1=0x00;
P5M0=0x00; //设置P5.0-P5.7为双向口模式
P5M1=0x00;
P0M0 = 0x00;
P0M1 = 0x00;
P1M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00;
P2M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00;
// P3M0 = 0x00;
// P3M1 = 0x00;
P4M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00;
// P5M0 = 0x00;
// P5M1 = 0x00;
P3=0xff; //芯片内部没有打线到外部管脚的IO是悬空的，设置成准双向模式，并固定输出高电平
P5=0xff;
}
//调制190k 2.63us高/2.63us低
//*************定时器0初始化*********************//
void laser_Timer0_Init(void) //2.625微秒@24.000MHz 190kHz laser
{
AUXR |= 0x80; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式 16位自动重装
TL0 = 0xc1; //设置定时初始值
TH0 = 0xFF; //设置定时初始值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器中断
}
void ir_Timer0_Init(void) //32毫秒@24.000MHz 定时器0/12T模式/16位不自动重载/最大32毫秒溢出
{
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式 16位不自动重载
TL0 = 0x00; //设置定时初始值
TH0 = 0x00; //设置定时初始值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 0; //关闭定时器0中断
}
/************************************************
BA5104的编码格式：
每一帧遥控码的长度为12位，高位在前，包括3位起始码位(110)、2位用户码位、7位指令码位。
每一帧遥控码的时间间隔为4T(6.7516ms)，其中T=1.6879ms为每一位遥控码的周期。
遥控码“0”用1／4T的高电平(0.395ms)、3／4T(1.284ms)的低电平表示，遥控码“1”用3／4T的高电平、1／4T的低电平表示。
关-0x01 摇头-0x10 定时-0x08 风类-0x04 开/风速-0x02 彩灯-0x43
110 11 1000011=0x0dc3=67 彩灯
*************************************************/
void do_ir5104()
{
//uchar k;
if(ird0<<4==ird1<<4)
{
show[7]=(ird0>>9&0x07)>>4; //0x00
show[6]=(ird0>>9&0x07)&0x0f; //0x06
show[3]=(ird0>>7&0x03)>>4;
show[2]=(ird0>>7&0x03)&0x0f;
show[1]=(ird0&0x7f)>>4;
show[0]=(ird0&0x7f)&0x0f;
//_nop_();
//_nop_();
OLED_WrCmd(0x81);//--set contrast control register 设置对比度 0x00-0xff 值增加对比度增加
OLED_WrCmd(0xff);//0xff);
t1k=0;
}
else
{
ird1=ird0;
}
irdat=kx=ok5104=0;
TR0=0;
ET0=0;
}
void TM0_Isr() interrupt 1
{
switch (mun)
{
case 0:
p33 = !p33;
break;
case 2:
TR0=0;
ird0=(ird0<<1)|ir;
irdat++;
if(irdat>11)
{
ok5104=1;
}
break;
default:
break;
}
}
/**********************以下转速测量************************/
//1w转每转脉冲间隔6000us
//200转每转脉冲间隔300000us=300ms
//24M晶振定时器12T模式机器周期0.5us 最小可测每分钟10转最大可测每分钟100万转显示只有5位数最高10万转
void Timer1_Init(void) //25毫秒@24.000MHz 16位不自动重装机器周期0.5us
{
AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x10; //设置定时器模式
TL1 = 0xB0; //设置定时初始值
TH1 = 0x3C; //设置定时初始值
TF1 = 0; //清除TF1标志
TR1 = 1; //定时器1开始计时
ET1 = 1; //使能定时器中断
}
unsigned int t1k;
unsigned long speedT;
void TM1_Isr() interrupt 3 //定时器1中断
{
TL1 = 0xB0; //设置定时初始值
TH1 = 0x3C; //设置定时初始值
//TR1 = 1; //定时器1开始计时
t1k++;
}
void int0_Init(void)
{
IT0=0; //IT0 = 1; //使能INT0下降沿中断
EX0 = 1; //使能INT0中断
//EA = 1;
}
void INT0_Isr() interrupt 0 //ir接收中断0
{
if(ir)
{
switch (mun)
{
case 0: //转速
speedT=((TH1-0x3c)*256+(TL1-0xb0))/2+(t1k*25000UL); //us "UL"指定"25000"为unsigned long，否证keil会导致溢出
TL1 = 0xB0; //设置定时初始值
TH1 = 0x3C; //设置定时初始值
//TR1 = 1; //定时器1开始计时
t1k=0;
//ET1 = 1; //使能定时器中断
break;
case 1: //NEC解码
Tc=TH0*256+TL0; //提取中断时间间隔时长
TH0=0;
TL0=0; //定时中断重新置零
if((Tc>Imin)&&(Tc<Imax))
{
m=0;
f=1;
return;
} //找到启始码
if(f==1)
{
if(Tc>Inum1&&Tc<Inum3)
{
Im[m/8]=Im[m/8]>>1;
m++; //取码//Im[m/8]=Im[m/8]>>1|0x80; m++;
}
if(Tc>Inum2&&Tc<Inum1)
{
Im[m/8]=Im[m/8]>>1|0x80;
m++;//Im[m/8]=Im[m/8]>>1; m++; //取码
}
if(m==32)
{
m=0;
f=0;
if(Im[2]==~Im[3])
{
IrOK=1;
}
else
{
IrOK=0; //取码完成后判断读码是否正确
}
}
//准备读下一码
}
break;
case 2: //BA5104解码
if(!kx)
{
tes=TH0*256+TL0; //提取中断时间间隔时长
TH0=0;
TL0=0;
ET0=0;
TR0=1; //定时中断重新置零
if((tes>16492)&&(tes<17794))//11.0592_if((tes>7600)&&(tes<8200)) //8246us-8897us
{
//24M _if((tes>16492)&&(tes<17794)) //8246us-8897us
kx=1;
}
}
if(!ok5104&&kx) //11.0592_ TH0=0xfc;TL0=0xf1;
{
TL0=0x68; //溢出时间844us，取遥控码“0”或“1”的一个T的一半（0.84395ms），根据此时的高低电平判断是0还是1//
TH0=0xf9;
TR0=1;
ET0=1;
}
break;
default:
break;
}
}
}
unsigned dis[5]= {0x0a,0x0a,0x0a,0x0a,0x0a};
unsigned dis_tmp[5]= {0,0,0,0,0};
unsigned irdis[8]= {1,1,1,1,1,1,1,1};
unsigned long rpm;
void do_rpm (void)
{
rpm=60000000/speedT;//t1k;//60000/speedT;
if(!speedT)
{
rpm=0;
}
//rpm=mun;
dis_tmp[4]=rpm%100000/10000;
dis_tmp[3]=rpm%10000/1000;
dis_tmp[2]=rpm%1000/100;
dis_tmp[1]=rpm%100/10;
dis_tmp[0]=rpm%10;
}
void scan_key(void)
{
static unsigned int k;
if(t1k==600)
{
if(mun==0)
{
TR0=0;
p33=0;
}
}
if(t1k==800)
{
OLED_WrCmd(0x81); //--set contrast control register 设置对比度 0x00-0xff 值增加对比度增加
OLED_WrCmd(0x00);//0xff);
}
if(!key)
{
OLED_WrCmd(0x81); //--set contrast control register 设置对比度 0x00-0xff 值增加对比度增加
OLED_WrCmd(0xff);//0xff);
TR0=1;
t1k=0;
k++;
if(k==1500) //开关长按约3秒，改变状态
{
mun++;
if(mun>2)
{
mun=0;
}
OLED_CLS();
dis[0]=dis[1]=dis[2]=dis[3]=dis[4]=0x0b;
irdis[7]=irdis[6]=irdis[5]=irdis[4]=irdis[3]=irdis[2]=irdis[1]=irdis[0]=0x10;
switch (mun)
{
case 0: //测转速
laser_Timer0_Init();
break;
case 1: //红外NRC格式解码
ir_Timer0_Init();
p33=0;
OLED_P8x16Str(30,0,"NEC KEY:");
break;
case 2: //红外BA5104格式解码
ir_Timer0_Init();
p33=0;
OLED_P8x16Str(30,0,"5104 KEY:");
break;
default:
break;
}
}
}
else
{
k=0;
}
if((mun==1)&&IrOK)
{
irshow();
}
}
//**********************将P0.5，P0.7，P3.6，和P3.7片内上拉电阻使能************************//
// P_SW2 |= 0X80; //将EAXFR位置1，以访问在XDATA区域的扩展SFR
// P0PU |= 0XA0; //设置P0.5，P0.7口有上拉电阻
// P3PU |= 0XC0; //设置P3.6，P3.7口有上拉电阻
// P_SW2 &= 0X7E; //将EAXFR位置0，恢复访问XRAM
//****************************************************************************************//
void main(void)
{
stcIO_Init(); //STC IO 模式设置
iicInit();
laser_Timer0_Init();
//stc8g_pwm_init ();
Timer1_Init();
OLED_Init(); //OLED初始化
int0_Init(); //int0初始化
m=0;
f=0;
TR1=1;
EA=1;
while(1)
{
//p33=0;
//OLED_P6x8Str(0,1,"www.taobao.com");
//OLED_P8x16Str(0,0,"Hello");//第一行 -- 8x16的显示单元显示ASCII码
//OLED_z8x16 (14,2,6);
//OLED_P16x16Ch(24,0,1); /**功能描述：显示16*16点阵显示的坐标（x,y），y为页范围0～7** void OLED_P16x16Ch(unsigned char x, y, N)**/
//OLED_z17x32 (6,0,k);
scan_key();
if(!mun)
{
do_rpm();
}
if((mun==2)&&ok5104)
{
do_ir5104();
}
switch (mun)
{
case 0:
if(dis[4]!=dis_tmp[4])
{
dis[4]=dis_tmp[4];
OLED_z17x32 (18,0,dis[4]);
}
if(dis[3]!=dis_tmp[3])
{
dis[3]=dis_tmp[3];
OLED_z17x32 (40,0,dis[3]);
}
if(dis[2]!=dis_tmp[2])
{
dis[2]=dis_tmp[2];
OLED_z17x32 (62,0,dis[2]);
}
if(dis[1]!=dis_tmp[1])
{
dis[1]=dis_tmp[1];
OLED_z17x32 (84,0,dis[1]);
}
if(dis[0]!=dis_tmp[0])
{
dis[0]=dis_tmp[0];
OLED_z17x32 (106,0,dis[0]);
}
break;
case 1:
if(irdis[7]!=show[7])
{
irdis[7]=show[7];
OLED_F8x16(30,2,irdis[7]);
}
if(irdis[6]!=show[6])
{
irdis[6]=show[6];
OLED_F8x16(38,2,irdis[6]);
}
if(irdis[5]!=show[5])
{
irdis[5]=show[5];
OLED_F8x16(54,2,irdis[5]);
}
if(irdis[4]!=show[4])
{
irdis[4]=show[4];
OLED_F8x16(62,2,irdis[4]);
}
if(irdis[3]!=show[3])
{
irdis[3]=show[3];
OLED_F8x16(78,2,irdis[3]);
OLED_F8x16(102,0,irdis[3]);
}
if(irdis[2]!=show[2])
{
irdis[2]=show[2];
OLED_F8x16(86,2,irdis[2]);
OLED_F8x16(110,0,irdis[2]);
}
if(irdis[1]!=show[1])
{
irdis[1]=show[1];
OLED_F8x16(102,2,irdis[1]);
}
if(irdis[0]!=show[0])
{
irdis[0]=show[0];
OLED_F8x16(110,2,irdis[0]);
}
break;
case 2:
if(irdis[7]!=show[7])
{
irdis[7]=show[7];
OLED_F8x16(30,2,irdis[7]);
}
if(irdis[6]!=show[6])
{
irdis[6]=show[6];
OLED_F8x16(38,2,irdis[6]);
}
//if(irdis[5]!=show[5]){irdis[5]=show[5];OLED_F8x16(54,2,irdis[5]);}
//if(irdis[4]!=show[4]){irdis[4]=show[4];OLED_F8x16(62,2,irdis[4]);}
if(irdis[3]!=show[3])
{
irdis[3]=show[3];
OLED_F8x16(66,2,irdis[3]);
}
if(irdis[2]!=show[2])
{
irdis[2]=show[2];
OLED_F8x16(74,2,irdis[2]);
}
if(irdis[1]!=show[1])
{
irdis[1]=show[1];
OLED_F8x16(102,2,irdis[1]);
OLED_F8x16(102,0,irdis[1]);
}
if(irdis[0]!=show[0])
{
irdis[0]=show[0];
OLED_F8x16(110,2,irdis[0]);
OLED_F8x16(110,0,irdis[0]);
}
break;
default:
break;
}
if(ir)
{
OLED_F8x16(2,0,36);
}
else
{
OLED_F8x16(2,0,37);
}
//_nop_();
//_nop_();
}
}

复制代码

lookball · 发表于 2025-3-23 22:14:39

万用表带频率测试的是不是可以不用解码，直接接激光管测试？

arzeng · 发表于 2025-3-23 22:21:52

lookball 发表于 2025-3-23 22:14
万用表带频率测试的是不是可以不用解码，直接接激光管测试？

测转速不用解码，测键值才要。你用万用表测转速那还是要搭建接收反射信号的东西。

qigong · 发表于 2025-3-23 22:38:50

高手的作品！

DIY低成本激光+霍尔转速计：https://www.mydigit.cn/thread-526971-1-1.html

IlovePLC · 发表于 2025-3-24 00:32:55

理论上可以测到多少转/分钟？实际估计是多少？

rain-fine · 发表于 2025-3-24 08:16:22

这种标称激光接收管的，实际上就是光敏管。

纯今 · 发表于 2025-3-24 08:30:18

本帖最后由纯今于 2025-3-24 08:35 编辑

楼主这单片机实验板，都是插拔，透露了楼主玩单片机是老资格了

还同时利用红外接收管来解码红外遥控器

解码红外遥控器，我都是利用现有的库

硬件我是面包板与Breakout Board结合

而楼主这么多条代码，楼主这是从源头解码

我们是有代差的，致敬楼主，因为您资格老

我会参考你的代码，寻找现成的库去解决测速

wlhcq · 发表于 2025-3-24 08:39:09

做的很好，很实用。

纯今 · 发表于 2025-3-24 08:52:35

典型CPU风扇转速范围：
普通风扇：800~2,000 RPM
高性能风扇：2,000~6,000 RPM
服务器/涡轮风扇：最高约 12,000 RPM（如戴尔服务器风扇）
楼主是否通过CPU风扇自身的霍尔测速对比过准确性

阿粗 · 发表于 2025-3-24 09:01:21

谢谢分享，详细diy帖，有干货

纯今 · 发表于 2025-3-24 09:03:06

本帖最后由纯今于 2025-3-24 09:12 编辑

楼主采用定时器中断生成 190kHz方波（占空比50%），调制激光发射频率
我手头有这种2.5元/个的激光头，也可以拿来调制吗，我是控制端高电平发射激光
有时间我也做一个，届时开源代码，评估了一下，代码比您少多了

oldeagle · 发表于 2025-3-24 10:13:50

做的不错

szkent · 发表于 2025-3-24 11:07:53

完出花活了。

arzeng · 发表于 2025-3-24 13:32:45

纯今发表于 2025-3-24 09:03
楼主采用定时器中断生成 190kHz方波（占空比50%），调制激光发射频率
我手头有这种2.5元/个的激光头 ...

实际测量误差不知道，没有标准件来比对，做好转速仪后我测量了风扇交流电机的转速是400-1200转，改无刷电机档位设置成180-1200转，在我看来这就可以了，如果有人做出来了有条件可以看看误差。
关于激光头，我做的时候试验过不调制（就是红光常亮）也可以用，感官对比觉得调制效果好点。
如果用的两线激光头也是可以通过单片机IO调制的，本质上就是受控闪烁。
测量范围理论上是10转/分钟-20万转/分钟，但是单片机除了中断还要做计算和显示，我觉得5万转以下没问题，如果要测量高转速就用更高的晶振频率，程序核心就是一个微秒级的秒表，测量两个反射脉冲的时间间隔。

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