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【N32G457】基于RT-Thread和N32G457的电机振动检测仪

发布于 2022-01-16 19:47:36 浏览：1085 订阅该版

- 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。
![硬件框图.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/d51b5d65cd73551ed1c4f3cd005c02f2.jpg)
-                        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。
![软件框图.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/4fb83b157fb226b576e22528668bca4a.jpg)
-                           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。
![IMG20220115114904.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/787d41893a4ae75f490056b3b0a384b6.jpg.webp)
 图3 电路图
![IMG20220115110839.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/7f66da42bda9810cce94c7335d601624.jpg.webp)
 图4 开发板
![IMG20220115110848.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/a1f76a7fcb591043d80ebbd4424ce400.jpg.webp)
 图5 电机振动检测模块
![IMG20220115110833.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220116/c22c06687c0df46a511542ebd22603a1.jpg.webp)
 图6 显示模块
代码地址：[GITEE](https://gitee.com/pandw/RT-Thread-N32G457)
视频地址：[Bilibili](https://www.bilibili.com/video/bv1Kq4y117d4)