基于RT-Thread和N32G457的电机振动检测仪
本帖最后由 安小芯 于 2022-4-21 18:09 编辑基于RT-Thread和N32G457的电机振动检测仪
作品出处：RT-Thread
作者：潘大伟
[*]一、背景
[*]电机是各行业重要的动力设备，但是如果电机产生故障会严重影响生产，因此有必要对电机故障进行预判，及时采取措施。
[*]电机发生异常时，电机会产生不同的振动信号，因此通过对电机振动情况的检测可以了解电机运行情况。本项目基于RT-Thread Nano操作系统和国民技术开发板开发了一套电机振动检测装置，对电机故障进行诊断，
[*]二、硬件框架
[*]本装置硬件包括N32G457开发板、振动传感器、组态屏。硬件框图如图所示。
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[*]图1 硬件框图
[*]振动传感器黏贴于电动机表面，将电动机的振动情况转换为模拟量送至单片机的PC2口，单片机对模拟量进行AD转换，转换为数字量，连续采集完1024个数字量后，对其进行FFT变换，并将转后的结果显示于组态屏，通过组态屏的显示结果了解振动情况，以帮助工作人员对电机故障进行判断。
[*]三、软件框架
[*]本软件采用RT-Thread Nano操作系统，共共有三个线程，一个中断，软件框架如下图所示。
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[*]图2 软件框图
[*]1、led_thread。该线程控制一LED定时闪烁，表明系统的工作状态。
[*]2、sample_start_thread。该线程用来启动定时器2，实现每隔2.5秒对电机的振动量进行检测。
[*]3、analysis_thread。该线程用来对采样数据进行分析，并将分析结果上传至组态屏。该线程在接收到信号量后才开始执行。
[*]4、TIM2中断。该定时器中断的定时时间为1/1024s，每次中断采集一个AD至，采集完1024个数据后，发出信号量，启动analysis_thread进行数据分析。
[*]5、AD采样程序。该程序将PC2口设置为AD口，并通过DMA将AD转换结果直接存放于变量。
[*]6、FFT程序。为便于计算，直接采用ARM DSP库中的实数FFT程序。
[*]四、运行
[*]程序完成实际运行时，发现使用的12V直流电机振动太小，振动模块根本无法检测出数据，因此为了保正该项目的完成性，在程序中添加了一些随机数据产生代码，用来代替AD转换的结果。由于是随机数，一次FFT的输出不是那么美观。组态屏显示横轴是频率值，纵轴表示不同频率点数据的对比。
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图3 电路图
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图4 开发板
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图5 电机振动检测模块
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图6 显示模块
代码地址：GITEE
视频地址：Bilibili
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