Зачем диск с дырками? Бумажка (или некий более устойчивый к
окружающей среде материал) с распечатанным "QR-кодом", ОДИН
фотодиод с линзой, светодиод с фокусирующей линзой (достаточно
встроенной, наверное, если с узким углом и "QR-код" большой). Идея
в том, что светодиод фокусируется, очень условно, в точку, где
пробегают квадратики "QR-кода". Направление вращения и угол
поворота (грубо, с точностью до пары квадратиков "QR-кода") можно
определять по "QR-коду". Резкая смена скорости при этом не допустима, так же определение абсолютной позиции невозможно до проворачивания на какой-то достаточно большой угол. Идея в том, что "QR-код" это некая псевдослучайная последовательность с минимальными значениями автокорреляционной функции во всех точках кроме одной. Вроде кода Баркера, но подлинее. Соответственно по сигналу с фотодиода ищется, с каким-то сдвигом пик АКФ и определяется угол поворота. Потом система управления периодически осуществляет захват потока данных при провороте на какой-то угол, следит за тем в какую сторону и на какой угол убегает пик АКФ от расчётного и вычсляет новый угол поворота, скорость вращения, ускорение (что используется в следующем цикле). Можно наверное без АКФ, просто последовательным кодом закодировать неповторяющиеся числа (и опять же таким кодом, чтоб повторений не было) и просто декодировать битики вычисляя угол. Но так точность определения угла и скорости меньше. Или квадратики "QR-кода" должны быть сильно меньше (нужна сложная оптика). И с АКФ рисунок может быть не квадратиками, а вовсе аналоговым. Если скорость меняется <b>не резко</b> и измерена точно, то особой производительности от вычислительной системы не нужно: нужно лишь быстро захватить даннные, а потом неспеша обсчитать можно. И уметь поддерживать точное время и привязку измерений к времени. Всё реально -- вот хайтек. А не паделки совковых инженеров за 120 рублей.