Come Determinare i Giri al Minuto di un Motore DC da 3V
Non puoi calcolare i RPM dalla sola tensione. Un'etichetta "motore 3V" indica solo la tensione di *esercizio nominale*, non la velocità. I RPM dipendono dalla costruzione del motore (costante kv), dal carico e dalla tensione applicata effettiva.
Fattori Chiave che Influenzano i RPM
- Costante del Motore (Kv): RPM per Volt (a vuoto). Varia molto tra i modelli.
- Coppia di carico: I RPM calano linearmente all'aumentare del carico (curva velocità-coppia).
- Tensione effettiva: Caduta della batteria, ciclo di lavoro PWM e resistenza dei cavi influenzano la tensione applicata.
- Temperatura: La resistenza degli avvolgimenti aumenta con il calore, riducendo coppia/corrente.
Metodi per Trovare i RPM
1. Controlla il Datasheet (Migliore)
Cerca "Velocità a vuoto @ 3V" (es. "12.000 RPM ±10%"). Se hai il numero di parte, è immediato e accurato.
2. Tachimetro Ottico (Metodo da Campo più Accurato)
- Nastro riflettente su albero/ingranaggio.
- Modulo LED IR/fototransistor (es. TCRT5000) + Arduino `pulseIn` o conteggio interruttori.
- Tachimetro laser portatile dedicato (20–50 $).
3. Analisi Acustica / Audio (Costo Zero)
- Registra il suono del motore (microfono telefono).
- Analizza FFT in Audacity (gratuito).
- Trova la frequenza fondamentale (ondulazione di commutazione o rumore cuscinetto).
- RPM = (Frequenza × 60) / Poli (solitamente 2 poli per piccoli DC = 30 × Frequenza).
4. Tempistica Manuale (Bassa Tecnologia)
Segna l'albero. Conta le rotazioni per 10-60 secondi con cronometro.
RPM = (Rivoluzioni / Secondi) × 60.
5. Misura Contro-elettromotrice (Senza Sensore)
Se guidi con PWM: spegni brevemente i FET, misura la tensione ai terminali durante il tempo off (ADC). VBEMF ∝ RPM. Richiede calibrazione.
Esempio di Calcolo
Misurata 1 rotazione in 0,15 secondi:
RPM = 60 / 0,15 = 400 RPM.
Nota di Sicurezza
Non superare significativamente la tensione nominale. I piccoli motori 3V spesso falliscono rapidamente a 5V+ a causa di arco delle spazzole e forze centrifughe sull'ancora.