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Arduinoでストロボスコープを作ってみた

 以前、DVDのスピンドルモーターで遊んだ時。小さなLEDとファンクションジェネレーターを使ったストロボを作って回転速度を測定しました。その時からもうちょっとまとも,というか使いやすいストロボスコープを作れないか考えていました。

 で、手持ちの部品で基本的な実験をやってみました。光源は白色1WパワーLED。

▼秋月のパワーLED
秋月の白色1WのLED リフレクタ付き
 放熱板付きのやつに、リフレクタを嵌め込んでます。価格は現時点で合計350円。

 で、あれこれやって何とか測定できるようになりました。

▼黄色のバイスにLEDをはさんで、下のモーターを照射
Arduinoで簡易ストロボスコープ、試作中
 制御はArduinoでやってます。というか、これ以外知りません。汗;

 左側に小さく写っているボリュームで500~50000rpmまでの測定が可能となりました。USBaspが使えるようになったので、Arduino-IDEからISPでAVRのチップに直接プログラムを書き込んでます。でも、この環境だとデバッグ用にシリアルに数値を流すとかは簡単には出来ないのでかなりつらいです。

▼Bカーブのボリューム
10kΩ、Bカーブの可変抵抗

 昔は可変抵抗といえば真空管ラジオの音量調整に使うAカーブの500kΩが定番。でも今はAカーブの物を見つけるのが難しくなりました。
 何でボリュームの抵抗カーブの話を持ち出したかというと、上に書いたように500~50000rpmというように100倍もの調整範囲がある場合、Aカーブの可変抵抗を使うと角度変化に対する抵抗値の変化率を一定に保てるので具合が良いわけです。Aカーブだと抵抗値が対数で変化します。

 しかし、Aカーブの可変抵抗は簡単に手に入らない、ならばソフトで解決しちゃおう。

 ということで、ボリュームの位置をArduinoのADCで読んで、この値をべき乗して目標回転数を求める。つまり
  rpm = 500 * ( 10 ^ (2 * ADC/1024))
 という計算をやらせています。

 これでめでたくレンジ切り替え無し、ワンノブの操作で500~50000rpmを測定できるようになりました。

 この回路図とスケッチは現在整理中で、近日中に公開予定。

 但し、表示機能を付けるとこまでいってないので、今のところ回転数は周波数カウンタで読むというズルをやってます。この周波数カウンタについて書いた記事を探したけど無い。というか書いて無い。この記事に顔が出てます。

 ところで50000rpmの周期は1.2m。表示とか何かやるにしても基本的にはこの時間内で処理を終わらせないといけません。素のAVRならこんな条件は楽勝なんでしょうが、これをArduinoでやるとなると、かなり難しい課題になってきます。ちなみににこの実験セットの場合、ADCで抵抗値読んで、べき乗計算やるだけで690μsくらいかかっています。さてどうするか、まあこういう作戦を考えている時が一番楽しいなんですけどね。

 ところで、話を戻してストロボスコープって面白いです。

▼こんなふうに貼ったマーカーが、
ストロボ用マーカー

▼こんなふうに見えたりします
ストロボスコープで観察したマーカー
 動画だともっと面白い。

 もっと実用的な話としては、うちのミニルーターの最高回転数は12000rpmだったことが判りました。カタログ見たら13000rpmだったのでまあ許容範囲か。

 この記事の続報はこちら
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tag : 回転数測定 AVR パワーLED

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No title

これも、私がやりたかったことの一つです(笑)。
そのまま、パクらせていただきます。
うちのは、ドイツの世界トップシェアのもので毎分4万回転までです。ブラシ式で4万回転。最近のインバータ式で5万回転。2万回転以上は、軸ブレのない精度の高い専用のバーをつけないと、非常に危険です。
実用域は、せいぜい3千〜8千rpmですね。
掃除機のオンオフ制御の連動のセンサーが… 難儀しています(笑)

Sunday Gamer さんおはようございます

すごい回転数のを持ってるんですね。うちのはおもちゃに毛が生えた程度の物。何しろ3500円ですから、汗;
ストロボを使うと、コレットの締め具合やバーの差し込み深さの違いで、先端ブレの状態が変わるのが判って面白いです。

掃除機のON/OFFのセンサーというか検出ですか。相手の回路がどういう仕組みになってるかをきちんと把握しとかないといけないので大変そうですね。
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