Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji

soltyk 29 Apr 2013 10:13 15003 89
Testo
  • #1
    soltyk
    Level 18  
    W tuningowanym samochodzie znalazły się licznik i czujnik prędkości od dwóch różnych pojazdów. (Nie ma możliwości założenia prędkościomierza zgodnego z impulsatorem.) Niestety, nie mogą ,,dogadać się''. Licznik rusza przy około 30 km/h ale robi to bardzo gwałtownie, bowiem przy około 40 kończy się skala. Czy da się wykonać jakiś modulator, który włączony pomiędzy te 2 elementy, odpowiednio wystrojony, załatwił by sprawę?
    [28-30.06.2022, targi] PowerUP EXPO 2022 - zasilanie w elektronice. Zarejestruj się za darmo
  • Testo
  • #2
    sp3ots
    Level 38  
    Witam !
    Spróbuj wykorzystać CD40102 lub CD40103 albo kaskadę obu tych dzielników programowalnych.
    Pozdrawiam. Stefan
  • #3
    soltyk
    Level 18  
    Nie mam pojęcia, jak podłączyć ten scalak. Masz koncepcję jak to zrobić?
  • Helpful post
    #4
    sp3ots
    Level 38  
    Witam !
    Nie wiem czy ten układ będzie działał:
    Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji

    Jak nie wypróbujesz to się nie przekonasz.
    Wykonaj taki układ i pobaw się przełącznikami w czasie jazdy samochodu.
    Przełączniki możesz zastąpić zworkami po skalibrowaniu.
    Pozdrawiam. Stefan

    TO WAŻNE
    Zasilaj układ takim samym napięciem jak licznik, jeśli jest zasilany z 5V to zasilaj układ pięcioma woltami.

    Dzielenie:
    pin nr. 4 najmniejszy podział
    pin nr. 5
    pin nr. 6
    pin nr. 7

    pin nr. 10
    pin nr. 11
    pin nr. 12
    pin nr. 13 największy podział

    CD40102 dzieli do 99+1
    CD40103 dzieli do 255+1
    To tak po chłopsku, jestem amatorem w tych sprawach.
  • #5
    jarek_lnx
    Level 43  
    Problem jest do rozwiązania, ale najpierw trzeba by poznać przyczynę, skoro poniżej 30km/h nie pokazuje nic, to znaczy że nie zgadza się nie tylko częstotliwość, Przypuszczam że to czujnik który daje zupełnie inny sygnał wyjściowy.

    Najpierw trzeba by się dowiedzieć czym się różnią te dwa czujniki, może są wykonane w zupełnie innej technologii i jest potrzebny układ konwersji napięć, najlepiej było by obejrzeć sygnał z jednego i drugiego czujnika na oscyloskopie.
  • #6
    soltyk
    Level 18  
    Niestety układ nie zadziałał, ale wreszcie coś się ruszyło, więc kolega dostanie bonusa. Z pomiarów, które wykonałem już PO próbach w czasie jazdy, wychodzi że:
    - wszystkie wyłączniki sterujące zwarte do masy: 0 na wyjściu układu,
    - 0 - 7 wyłączników zwartych: na wyjściu panuje napięcie zasilania.
    Impulsator generuje napięcie zmienne 1,9 V, natomiast układ zasilałem z 2,75 V.
    Teraz dopiero odkryłem, że prędkościomierz, na zacisku sterowania, sam podaje napięcie prawie 7 V (nieco spada po podpięciu CD40102). Ponieważ okablowanie mam prowizoryczne, zacisk ten niejednokrotnie zwierał mi się do masy, bez szkody dla licznika.

    Do przedmówcy: rzeczywiście najlepiej było by zbadać oba czujniki oscyloskopem, ale żaden tutejszy serwis nie dysponuje takim sprzętem. Ba, o wiele prostsze rzeczy ich przerastają. Ponadto nie mam dostępu do całego auta z tym drugim czujnikiem.
  • Helpful post
    #8
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    soltyk wrote:
    [...] Licznik rusza przy około 30 km/h ale robi to bardzo gwałtownie, bowiem przy około 40 kończy się skala.
    Z opisu wynika, że niezgodność dotyczy zarówno przesunięcia zera jak i nachylenia. O ile nachylenie można zmniejszyć prostym dzielnikiem, to zera się nim nie przesunie. Dlatego najbardziej uniwersalne byłoby zastosowanie przetwornika f/U (częstotliwość->napięcie), układu liniowego przesuwającego zero i zmieniającego nachylenie (U/U) oraz przetwornika U/f (napięcie->częstotliwość). Obecnie taką konwersję robi się programowo w mikrokontrolerze. Musiałbyś zmierzyć częstotliwość wychodzącą z auta dla różnych prędkości (częstościomierzem, ale wystarczy laptop) oraz sprawdzić jakie częstotliwości należy podać na wejście prędkościomierza dla kilku wskazywanych prędkości (najlepiej generatorem, ale też wystarczy laptop).
    Napisz jakimi przyrządami dysponujesz, czy potrafisz zmontować układ na podstawie schematu i ewentualnie zaprogramować sobie mikrokontroler.
  • Testo
  • #9
    jarek_lnx
    Level 43  
    Jest prawie niemożliwe, żeby zależność częstotliwości wyjściowej czujnika od prędkości była nieliniowa.

    Większość opisów w internecie podaje że czujnik ten to czujnik hallotronowy który daje na wyjściu impuls kiedy w jego pobliżu przemieszcza się ząb koła zębatego. Można to sprawdzić multimetrem, jak zmienia się napięcie przy bardzo powolnym poruszaniu. Albo wymontować czujnik żeby sprawdzić jak działa.

    Możliwe że ten poprzedni czujnik miał inne poziomy logiczne, lub napięcie zasilania i jest tak że ogólnie nie działa, ale w pewnym zakresie zaczyna "coś łapać".
  • #10
    soltyk
    Level 18  
    sp3ots wrote:

    Temat wisiał tu 3 tygodnie, ale nikt go nie ugryzł.
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2543950.html

    Tomasz Gumny wrote:
    sprawdzić jakie częstotliwości należy podać na wejście prędkościomierza dla kilku wskazywanych prędkości

    W ostateczności może mi to zrobić warsztat, ale nie będzie tanio. Ja mam laptopa z szeregowym i USB, miernik uniwersalny bez pomiaru częstotliwości i zasilacz z płynną regulacją napięcia od 2,75 V. Zrobię układ według gotowego schematu, jak ten wyżej. Natomiast nie miałem do czynienia z programowaniem. W razie czego mogę spróbować zlecić to komuś, ale raczej tu na forum - u mnie w mieście strasznie zdzierają.

    Powinienem dodać, że licznik jak już ruszy, działa wykładniczo.
    Impulsator w moim aucie ma tylko 2 zaciski i jest samowzbudny. Gdy wymontowałem go i zbliżałem do metalu, błyskała dioda LED. Natomiast licznik próbuje podawać napięcie na czujnik, około 6,7 V. Może to napięcie zakłóca pracę układu. Z kolei jak odciąłem je kondensatorem, licznik nie działał.
  • Helpful post
    #11
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Impulsator w moim aucie ma tylko 2 zaciski i jest samowzbudny.
    To bardzo ważna informacja, szkoda że nie napisałeś wcześniej. Jeśli to czujnik indukcyjny, bez elektroniki, to przy niskich prędkościach obrotowych daje za małe napięcie, wymaga niskiego progu przełączania.
    Quote:
    Gdy wymontowałem go i zbliżałem do metalu, błyskała dioda LED.

    Nie wiem czy dobrze rozumiem, tą diodę podłączałeś do czujnika, czy ma wbudowaną, pracował bez dodatkowego zasilania?
    Quote:

    Natomiast licznik próbuje podawać napięcie na czujnik, około 6,7 V. Może to napięcie zakłóca pracę układu.
    Za wcześnie na zadawanie pytań, teraz trzeba zebrać jak najwięcej informacji o czujniku, a może i o liczniku da się coś dowiedzieć, widziałeś może schematy instalacji z podłączeniem tych czujników?
  • #12
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    Napisz skąd jesteś - może znajdzie się w okolicy dobra dusza z oscyloskopem i sprawdzi co wychodzi z sensora, bo internet daje raczej sprzeczne wyniki:
    http://www.matthewsvolvosite.com/forums/viewtopic.php?f=2&t=33402
    http://vol240.blogspot.com/2007/04/speedometer-sensor-transmission-checked.html
    Z drugiej strony trzeba poszukać co wchodzi do prędkościomierza lub wychodzi z czujnika w Citroenie Saxo (jeśli to to samo).
  • Helpful post
    #13
    kybernetes
    Level 39  
    Soltyk, pierwsza sprawa to to, że nie podałeś "wystarczającej liczby informacji umożliwiającej zajęcie merytorycznego stanowiska przez innych Użytkowników forum" (odpowiedni paragraf w regulaminie forum sam sobie poszukaj). Wszystkie potrzebne informacje trzeba z ciebie ciągnąc jak na przesłuchaniu na komendzie co jest marnowaniem i twojego i naszego czasu.

    Teraz, po poskładaniu informacji z wielu postów i dwóch tematów, gdy już wszystko opisałeś, sprawa jest prosta. Licznik masz z Saxo gdzie jest klasyczny czujnik Halla a impulsator, jak wynika z opisu, masz indukcyjny. Czujnik Halla podaje impulsy masowe, czujnik indukcyjny - zbliżone do sinusoidy napięcie przemienne o zmiennej amplitudzie. Dodatkowo częstotliwość impulsów na kilometr jest w obu systemach różna.

    Aby dopasować do siebie wskaźnik prędkości i czujnik należy:

    1. Skonwertować sygnał z czujnika indukcyjnego do postaci napięciowej, gdzie napięcie liniowo odpowiada częstotliwości. W tym celu najpierw zmieniamy napięcie przemienne o zmiennej amplitudzie na ciąg impulsów o stałej amplitudzie a otrzymany sygnał impulsowy przetwarzamy na napięcie stałe zależne od częstotliwości tych impulsów.
    Są różne metody jak to zrobić ale najłatwiej wykonać obie konwersje za pomocą dedykowanego do czujników indukcyjnych scalonego przetwornika f/U np. typu LM2907.
    2. Otrzymane napięcie stałe zmieniamy za pomocą dzielnika w takim stosunku w jakim się różni ilość zębów impulsatorów Saxo i posiadanego czujnika. Najlepiej zrobić to podczas testów gotowego układu - kręcąc potencjometrem podczas jazdy dostroisz wskazania prędkości na tablicy do prędkości rzeczywistej zmierzonej np. za pomocą GPS.
    3. Otrzymane po podziale napięcie stałe zmieniasz ponownie na ciąg impulsów w przetworniku U/f (np. LM331).

    Uwagi: całość można również wykonać na samych układach LM331.

    Potrzebna literatura:
    http://www.ti.com/lit/an/snaa088/snaa088.pdf
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2907-n.pdf
    http://www.stanford.edu/class/ee122/Parts_Info/datasheets/LM331-AN-C.pdf
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf
  • #14
    soltyk
    Level 18  
    jarek_lnx wrote:
    Nie wiem czy dobrze rozumiem, tą diodę podłączałeś do czujnika, czy ma wbudowaną, pracował bez dodatkowego zasilania?

    Podłączyłem LED do czujnika, bez zasilania, i dotykałem nim do metalu. W zależności od polaryzacji, dioda błyskała przy dotykaniu lub odrywaniu go.

    Tomasz Gumny wrote:

    Pierwszy odnośnik mówi o nowszym 960, tam mogli coś pozmieniać.

    Czujnik Saxo ma 3 zaciski, faktycznie wygląda na Halla.
    Wybaczcie że nie podałem modeli samochodów, skoro w dziale samochody nikomu nie pomogły, nie sądziłem że przydadzą się tutaj.

    Czy taki schemat będzie dobry?
    Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji
  • #15
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    Z grubsza poprawnie, ale:
    1. trzeba uwzględnić inny zakres częstotliwości (10kHz to 600000rpm);
    2. jeśli z czujnika indukcyjnego są wyprowadzone dwa przewody aż do deski rozdzielczej, to lepiej nie łączyć żadnego z masą, tylko oba podłączyć do komparatora wejściowego LM331;
    3. trochę za dużo tych filtrów R/C między wyjściem f/U i wejściem U/f.
    Nadal nie znamy zakresu częstotliwości dla czujnika i prędkościomierza oraz amplitudy przebiegu prostokątnego jaki należy podać na wejście prędkościomierza.
    Z jakiego napięcia zasilany jest hallotron?
  • #16
    kybernetes
    Level 39  
    Tomasz Gumny wrote:
    2. jeśli z czujnika indukcyjnego są wyprowadzone dwa przewody aż do deski rozdzielczej, to lepiej nie łączyć żadnego z masą, tylko oba podłączyć do komparatora wejściowego LM331;


    LM331 może tego nie przeżyć, potrzebny jest ogranicznik napięcia.

    Tomasz Gumny wrote:
    Z jakiego napięcia zasilany jest hallotron?

    Halotron ma wyjście OC.
  • #17
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    kybernetes wrote:
    Tomasz Gumny wrote:
    2. jeśli z czujnika indukcyjnego są wyprowadzone dwa przewody aż do deski rozdzielczej, to lepiej nie łączyć żadnego z masą, tylko oba podłączyć do komparatora wejściowego LM331;

    LM331 może tego nie przeżyć, potrzebny jest ogranicznik napięcia.
    To dotyczy zwłaszcza układu odniesionego do masy ze względu na ujemne połówki przebiegu. Chodziło mi o to żeby, jeśli to możliwe, podłączyć czujnik do wejść komparatora z pominięciem zakłóconej masy, bo przy niskich prędkościach impulsy mogą mieć niewielką amplitudę.
  • #18
    kybernetes
    Level 39  
    W samochodach sygnał z takiego czujnika prowadzony jest często ekranowaną skrętka.
  • #19
    soltyk
    Level 18  
    Niestety, na miejscu nie ma LM231 ani 331 (nigdy żadnego nie sprzedali). Mogę zamówić na przyszły tydzień LM331N, inne kosztują prawie po 100 zł. Co gorsza, rezystory o tolerancji 1% muszę wziąść po 100 sztuk z każdego, bo w ogóle nie schodzą. Jest sens na początek składać to na zwykłych opornikach 10%?
    Po prostu połączyłem 2 schematy z ,,literatury'', nie znam się na tyle, żeby wprowadzać do nich zmiany.

    Mam pociągnięty dwużyłowy przewód aż do deski, chyba nawet ma oplot, bo to kabel słuchawkowy. Podłączę tak jak doradzicie.
  • #20
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    Znajdź, policz lub wymyśl w miarę dokładną zależność częstotliwości od prędkości dla czujnika i prędkościomierza, to coś się wymyśli.
  • #21
    soltyk
    Level 18  
    Wykonałem pierwszą połowę układu, z jednym LM331. Użyłem zwykłych oporników 10%, a zamiast kondensatora 1 μF dałem 2 po 470 nF. Impulsator podłączyłem między masę a wejście. Niestety układ nie działa, brak napięcia na wyjściu niezależnie od ustawienia potencjometru. Gdzie powinienem zacząć szukać przyczyny?
  • #22
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    Pokaż chociaż zdjęcie, pomierz napięcia (względem masy) na pinach LM331, bo wróżka ma urlop. Ten układ to kilka elementów na krzyż, ale warto pamiętać, że elektronika lepiej pracuje, gdy jest poprawnie zasilana, a w tym wypadku trzeba jeszcze podać przebieg na wejście, żeby na wyjściu cokolwiek się pojawiło [1V/kHz].
  • #23
    _jta_
    Electronics specialist
    Prawdopodobnie impulsator przy małej prędkości daje niewielkie impulsy - za małe, żeby
    układ z wejściem "cyfrowym" je rozpoznawał jako coś innego, niż szum - więc nie działa.
    Trzeba określić, przy jakiej najmniejszej amplitudzie ma działać i zrobić dyskryminator -
    np. na wzmacniaczu operacyjnym, bo to pozwala na regulację w szerokim zakresie.
  • Helpful post
    #24
    kybernetes
    Level 39  
    soltyk wrote:
    układ nie działa, brak napięcia na wyjściu niezależnie od ustawienia potencjometru.

    No cóż, dziwne by było jakby działał. Wartości elementów masz dla zakresu 10kHz, sprawdź jaką masz częstotliwość na impulsatorze, przelicz to na zakres dostępnych prędkości i oblicz, posługując się opisem w datasheet, jakie powinieneś tam dać kondensatory i rezystory.

    Dodano po 3 [minuty]:

    _jta_ wrote:
    Prawdopodobnie impulsator przy małej prędkości daje niewielkie impulsy - za małe, żeby
    układ z wejściem "cyfrowym" je rozpoznawał jako coś innego, niż szum - więc nie działa.
    Trzeba określić, przy jakiej najmniejszej amplitudzie ma działać i zrobić dyskryminator -
    np. na wzmacniaczu operacyjnym, bo to pozwala na regulację w szerokim zakresie.

    W tym układzie (LM331) jest wbudowany komparator wejściowy z regulowanym progiem przełączania.
  • #25
    soltyk
    Level 18  
    Oj, ciężko będzie sfotografować trójwymiarowy ,,pajączek''.
    Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji
    Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji Przetwornik częstotliwość-częs - z możliwością kalibracji
    Czerwona i czarna żyła - zasilanie, zielona wejście a biała wyjście.

    Powiedzmy że przy 75 km/h koła mają 10 obr./s. Jaka będzie częstotliwość, zeleży od ilości występów indukcyjnych. Pewnie coś rzędu 20 - 300 Hz.
    W nocie nie pisze, jakie elementy pozmieniać dla niższych częstotliwości. Pisze za to, że ten układ działa dla impulsów na wejściu od 3 V, a według moich pomiarów czujnik tyle nie daje.
    Jutro mnie nie ma, po jutrze mogę pomierzyć napięcia.
  • #26
    _jta_
    Electronics specialist
    Jeśli czujnikiem jest cewka, względem której przemieszczają się magnesy, powodując indukowanie w niej napięć, to ich wartości (również szczytowe) są proporcjonalne do prędkości ruchu. Nie spodziewam się paru V z cewki bez bardzo dużej prędkości - będzie dobrze, jak będzie kilkadziesiąt mV przy małej.
  • #27
    kybernetes
    Level 39  
    soltyk wrote:
    W nocie nie pisze, jakie elementy pozmieniać dla niższych częstotliwości.

    Wszystko tam jest. Przejrzyj jeszcze raz datasheety, które podlinkowałem. Jedyne czego tam może nie być, to omówienie stopnia wejściowego dla czujnika indukcyjnego. W tym przypadku myślę jednak, że należy spróbować wzorować się na aplikacji układu LM2907, gdyż budowa ich wejść wydaje się być podobna.
  • Helpful post
    #29
    Tomasz Gumny
    Level 28  
    Znalazłem coś takiego:
    Quote:
    I have a '91 Volvo 240 [...] Test resistance of the engine speed sensor. It should be 180 ohms + or - 10%. Check voltage output of the engine speed sensor. Minimum AC voltage output during cranking is 0.5 V.
    Stosunkowo duża rezystancja (180Ω) sugeruje sporo zwojów, nawet jeśli cewka jest nawinięta cienkim drutem, więc na pewno sygnał z sensora trzeba będzie przycinać dla większych obrotów. W takim wypadku wspomniane 0.5V (zapewne mierzone zwykłym miernikiem przy nastawie AC) jest całkiem realne. Przy tym zakładając, że przebieg ma postać impulsów, napięcie międzyszczytowe może być nawet większe.
  • #30
    _jta_
    Electronics specialist
    Pytanie, czy to dotyczy właśnie takiego sensora, o jakim pisze autor tematu (on nie określił typu).
    Poza tym, przydałyby się dane podane przez kogoś, kto się na tym zna, najlepiej przez producenta
    - nie byłoby dylematu, czy ktoś podaje napięcie zmierzone miernikiem i jaki to miernik.
    Jakby minimalne napięcie było 0.5V, to nie powinno być problemów z dobraniem dyskryminatora.