制作一个简易平衡机可以用于检测和校正小型旋转物体的动平衡或静平衡问题。以下是分步说明和设计思路，适用于DIY爱好者或教学演示：

一、基本原理

平衡机通过检测旋转物体的振动幅度和相位，确定不平衡量的位置和大小。简易版可通过传感器+指示灯实现粗略定位。

二、材料清单

1. 机械结构
   
   • 底座（木板/亚克力板）
   • 轴承座 ×2（支撑转子）
   • 转轴（金属/塑料杆）
   • 待测转子（如风扇叶片、飞轮）
   • 配重块（橡皮泥、螺丝）
2. 电子元件
   
   • 振动传感器（或压电片）
   • 光电传感器（检测转速和相位）
   • Arduino Nano/UNO
   • LED指示灯 ×2（红绿）
   • 电池/USB电源
3. 工具
   
   • 电钻、螺丝刀、热熔胶枪
   • 万用表、示波器（可选）

三、制作步骤

1. 搭建机械支架

• 将两个轴承座固定在底座上，间距略大于转子长度。

  

• 安装转轴和待测转子，确保能自由旋转。

  2. 安装传感器

• 振动检测：在底座靠近轴承的位置粘贴压电片，用于检测振动幅度。

• 相位检测：在转子边缘贴反光贴纸，光电传感器对准转子，用于触发位置信号。

  3. 电路连接

• 将压电片信号接入Arduino的模拟输入（A0）。

• 光电传感器输出接数字输入（D2）。

• 两个LED分别接数字输出（D3、D4）。

  4. 代码逻辑（Arduino示例）

int vibrationPin = A0;
int photoPin = 2;
int led1 = 3, led2 = 4;
void setup() {
  pinMode(photoPin, INPUT);
  pinMode(led1, OUTPUT);
  pinMode(led2, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  int vibration = analogRead(vibrationPin);
  int phase = digitalRead(photoPin);
  
  if (vibration > 500) { // 振动阈值
    if (phase == HIGH) {
      digitalWrite(led1, HIGH); // 不平衡位置在右侧
    } else {
      digitalWrite(led2, HIGH); // 不平衡位置在左侧
    }
  } else {
    digitalWrite(led1, LOW);
    digitalWrite(led2, LOW);
  }
}

5. 校准与使用

1. 启动转子手动旋转（或低速电机驱动）。
2. 观察LED亮灭：振动超限时，对应LED指示不平衡大致方位。
3. 在LED指示侧添加配重（如橡皮泥），反复测试直至振动减小。

四、注意事项

• 安全第一：避免高速旋转，防止零件脱落。
• 灵敏度调节：调整代码中的振动阈值（500可修改）。
• 精度提升：添加更多传感器或使用FFT算法分析振动频率。

五、扩展改进

• 增加LCD屏显示不平衡量大小。
• 使用步进电机自动添加配重。
• 结合手机APP显示实时数据（通过蓝牙/WiFi模块）。 通过这个简易平衡机，可以直观理解动平衡原理，适合用于课堂演示或小型机械维修！