Tacómetro por sonido. Medir revoluciones de un motor

Un motor DC a velocidad constante en vacío se puede considerar que emite un sonido periódico (con varios armónicos). Para medir las revoluciones de un motor con la frecuencia de primer armónico , utilizo una App de analizador de espectro para móvil / tablet (android) y el micrófono de la propia tablet.

Se comprueba la velocidad del motor, primero con un tacómetro óptico y multímetro ( relación 1000 r.p.m. ---> 0.1 V) y luego con la tablet que guarda la imagen del primer armonico y señalo la frecuencia en la pantalla.

Frecuencia (en Hz) * 60 segundos = revoluciones por minuto

En el siguiente vídeo se explica como se hace:

Video: Como funciona una emisora proporcional Nikko

En este vídeo se explica rápidamente en funcionamiento de una emisora proporcional Nikko y el estándar PPM (modulación por anchura de pulso).
Para ver con más profundidad, se explica los esquemas y gráficos en este otro enlace.

Rango de frecuencias 27 Mhz. Como saber si pueden funcionar dos coches a la vez

¿Cómo saber si dos coches RC de 27Mhz pueden funcionar al mismo tiempo?

Caso 1)  Si los dos coches tienen cristal de frecuencia en la placa del coche y cada uno tiene una banda diferente (de la banda 1 a la banda 6), sí pueden funcionar juntos sin interferencias entre ellos.

Emisora con cristal extraíble

Las frecuencias o bandas más comunes son las de cuadro adjunto y separadas en una banda de 50Khz.

Frecuencia TX          Color       Canal-banda    Frecuencia RX (-455Khz)
Emisora                                                             Receptor - coche                         

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26.995                      Marrón         1                   (26.540)           
27.045                       Rojo            2                  (26.590)               
27.095                      Naranja        3                   (26.640)               
27.145                      Amarillo       4                  (26.690)    banda genérica o estandar
27.195                      Verde            5                  (26.740)
27.255                      Azul              6                  (26.800)

Los receptores con cristal más comunes captan la señal con una tolerancia de +/-20Khz; por eso se deja una separación de 50 Khz  entre bandas y el cristal receptor tiene una frecuencia 455Khz menor (vease frecuencia intermedia) .
  
El cristal receptor va marcado como RX y en la pegatina exterior figura la frecuencia del emisor pero en el cuerpo metálico del cristal esta grabada la frecuencia del emisor menos 455Khz. Esto confunde a mucha gente. No sé pueden intercambiar cristal Tx y cristal Rx.

La banda y la frecuencia está impresa en el propio cristal o en una pegatina en la emisora:

Caso 2)  Si los coches tienen un filtro bobina-condensador (LC) no pueden funcionar bien juntos: el coche capta la señal de ambas emisoras. En los coches RC baratos, la emisora tiene un cristal fijo en la placa de 27,145Mhz - banda 4  que es la banda genérica o estándar pero el coche no tiene cristal sino un filtro bobina-condensador  (LC) que capta todas bandas de 27Mhz. Es decir, un coche con filtro LC capta la señal y sufre interferencias de cualquier emisora de 27Mhz.

Emisora con cristal fijo soldado a 27.145Mhz.

Caso 3)  Por ejemplo, si tenemos un coche de 27,145  con filtro LC en la placa receptora del coche y otro coche con cristal de 27,095 en emisora y receptor con cristal, el segundo coche funciona correctamente pero el primer coche estará afectado con la interferencias de la emisora del segundo coche. El receptor con cristal tiene un ancho de banda estrecho y el receptor con filtro LC  tiene un ancho de banda muy ancho.
Se ve mejor en la imagen:

En los coches con receptor con cristal de frecuencia en la placa de circuito impreso, además del cristal, hay tres filtros con carcasa metálica (transformadores de frecuencia intermedia de 455khz):

Placas receptoras con circuito LC y con cristal de frecuencia

En los coches RC baratos existe la posibilidad  de usar uno de 27Mhz (27.145Mhz) y otro de 40Mhz (40.685Mhz que es la banda genérica) para que no interfieran entre ellos.



No olvidemos que para que un mando de control / emisora sea válido para un coche, tienen que coincidir la frecuencia y el circuito codificador (placa de la emisora) con el correspondiente decodificador (placa receptora del coche).

Ver  emisoras y decodificadores de Nikko

Para cambiar la frecuencia del mando de control, está explicado aquí:
https://reparar-cochesrc.blogspot.com/2018/01/emisora-cambiar-de-27-mhz-40-mz-o-49-mhz.html
 pero no es fácil, tienes que comprar algunos componentes y ajustar con el osciloscopio. Es posible que la distancia de control sea muy reducida.

Rebobinar un motor DC tipo RS-540

Este motor es 555: un poco más largo que un 540 y con 5 polos. Creo recordar que era el motor de una impresora o fotocopiadora (motor de rodillos de papel) y es lento y silencioso: a  7,5V se obtiene 1100 rpm y  su consumo solo es de 80mA. Vamos a desmontarlo y cambiar el bobinado para hacerlo más rápido.

Para abrir el motor, se desdoblan o cortan las lengüetas de la tapa superior:

Vemos que tiene un rotor de 5 polos: 

Las escobillas son de carbón-cobre (metal-gráfito), muy importante para soportar una gran corriente; si son solo de carbón-grafito , tendrán bastante resistencia por lo que se calentarán y se van a desgastar muy rápido .

Desenrollo el primer bobinado para ver contar el número de vueltas: son 160 vueltas y hilo 0,25mm. El hilo del resto de bobinados los corto directamente:

Cada bobinado está cruzado con el anterior y el siguiente y ocupa dos núcleos según este esquema:

Voy a usar hilo de 0,65mm de diametro y 9 vueltas por cada bobinado. En la imagen ya está terminado el primer bobinado:

Como el rotor es de 5 polos, entre las escobillas siempre quedan dos bobinados en serie (18 vueltas). Terminamos soldando al colector cada uno de los bobinados pero antes hemos quitado el barniz del en la punta del hilo de cobre para que suelde bien.

El re-bobinado ya esta terminado:

Hacemos un agujero con un taladro y ponemos un tornillo para sujetar la tapa en vez de la lengüeta que habíamos serrado:

Según la teoría del funcionamiento de un motor DC, hemos variado la relación de vueltas de bobinado en 160/9 = 17.

Si cambiamos el número de vueltas del bobinado, se multiplican el r.p.m. sin carga y la corriente (sin carga y con carga) por la relación 17:

17 * 1100 rpm = 18700 rpm                   17 * 0.08 A =  1.36 A

Si cambiamos el diámetro del hilo del bobinado, el r.p.m. sin carga y la corriente sin carga son 

iguales pero la corriente con carga y el par dependen de la relación 0,65mm/0,25mm = 2,6 :

2,6 * 2,6 *  Load Current                                           2,6 * Torque

Para comprobar el resultado, medimos el voltaje de la batería LiPo conectada al motor, la corriente en vacío del motor y la velocidad del motor con un tacómetro (sonda óptica) que obtiene una relación 1000 rpm ------> 0,1 V

En el motor ponemos un engranaje con un trozo de papel de aluminio que refleja la luz.

En el vídeo se muestra el proceso completo y al final, la prueba práctica de la velocidad obtenida:

Al final, los resultados obtenido son : velocidad sin carga (a 7,8V) 17.000 rpm  y corriente sin carga 1,64A. Es decir, unos 2200 rpm/V que es el valor de un motor RS-540 estandar aunque este motor tendrá más par por la dimensiones que tiene.

 

Se cumple la teoría aunque no exactamente: no tenemos en cuenta otros factores como las perdidas del núcleo del rotor o quizas hemos llegado al límite del flujo magnético para ese motor, temperatura alta por el incremento de la corriente,....