Hallo! Ich würde gerne das Drehzahlsignal meines 2-Takt-Mopeds direkt mit dem Signal von der Pickup-Spule auswerten. Dafür habe ich heute ein paar Messungen am Moped mit einem mobilen Oszi gemacht - das Signal entspricht dem im Anhang dargestellten Signal (Bild ist von motelek.net!). Der Impuls auf den es "ankommt" ist zwar mit 15V stehts höher als die anderen Impulse, aber halt nicht der einzige. Da ich in Analogtechnik nicht so bewandert bin jetzt die Frage an euch: Wie bereite ich das Signal am besten auf. Die "Hans Krause" Eingangsstufe scheint die niedrigeren Impulse gar nicht zu filtern und auch die AN2159 von Freescale ist diesbezüglich wahrscheinlich suboptimal... Vielen Dank! Grüße Robert
Es sieht so aus, als wenn die Leute das mit nem Schmitt-Trigger machen. http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-12/DSA-221503.pdf Ist auch eine einfache Lösung. Also Google: Schmitt-Trigger mit OPV Gruß
Hallo! Nachdem wieder etwas Zeit war habe ich mir Gedanken zu dem Signal gemacht. Das Ergebnis ist im Anhang dargestellt. Ich würde mich freuen wenn ihr da mal einen Blick drauf werfen könntet. Idee: Über D3 werden nur die positiven Anteile verarbeitet. D2 ist eine 15V Z-Diode und "subtrahiert" ca. 15V vom Signal. Das erscheint mir besser als ein Spannungteiler da die Anteile oberhalb 15V nicht gedämpft werden!? R7 und C6 bilden einen Tiefpass mit ca. 800 Hz (Das Signal liegt bei max. 133 Hz). R6 mit 1k soll es dem Kondensator ermöglichen sich auch wieder zu entladen. Als Schutz für den Eingang habe ich entweder die Z-Diode D6 (4,7V Typ) oder die Schottky-Dioden D1 vorgesehen. Da überlege ich auch noch was besser ist. Das ganze geht dann an AIN1. An AIN0 liegen abhängig von Pin PB0 auf 3,3V * 0,4 oder 3,3V * 0,6. Durch entsprechende Abfragen in den Interrupts (ein rising im Input-Capture-Int, eins falling im AC-Int) kann ich eine Entprellung und Hystherese realisieren. Vorschläge? Grüße Robert
Also ich finde die Schaltung gut so. Vielleicht solltest du das ganze noch mit einem Optokoppler isolieren, das ist sicherer. Valentin
Hallo Robert, >Über D3 werden nur die positiven Anteile verarbeitet. D2 ist eine 15V >Z-Diode und "subtrahiert" ca. 15V vom Signal. Schwankt die Signalhöhe nicht stark in Abhängigkeit von der Drehzahl? Was mir auch noch einfällt: Dieses Signal wird doch sicher noch von anderer Elektronik verwendet. Macht das dann nichts, wenn du es veränderst? Umgekehrt: Die andere Elektronik leitet doch sicher ebenfalls ein solches Drehzalsignal aus der Impulsfolge ab. Kannst du nicht dieses Drehzahlsignal verwenden? Kai Klaas
Hallo! Danke für Eure Antworten! Ein Opto-Koppler würde das (einstellbare) Auswerten mittels Analog-Comparator und die Hystherese unmöglich machen. Da fällt mir leider nichts anderes ein - hoffe das die Schutzbeschaltung reicht. Die Signalhöhe schwankt (geringfügig) mit der Drehzahl. Ich war selber überrascht wie wenig. Hatte aber auch überlegt ob man quasi eine Mittelung des Signals als Bezugsgröße verwenden könnte oder z.B. nur die "hochfrequenten" Anteile des Signals oder die zeitliche Änderung (Ableitung) verwenden könnte. Also kapazitiv einkoppeln oder so. Da fehlt mir leider eine Idee bzw. Erfahrung. Ich hoffe dass ich mein CDI-Steuermodul nicht durch die Schaltung beeinflusse. Bis zum Erreichen der Durchbruchspannung der Zener + 0,7V der normalen Diode sollte der Eingangswiderstand nahezu unendlich sein, ab da dann für den Betrag darüber mindestens 1k. In der Spitze zwacke ich mir also so ca. (20V-15V)/1k=5mA ab!? Gibt es eine Seite im Internet die einem Tipps zu Standardschaltungen der analogen Signalaufbereitung gibt? Also nicht das Berechnen von einem Verstärker etc., sondern "was mache ich um dieses Signal sauber zu verarbeiten" etc um sich Anregungen zu holen. Gerne würde ich eben wie oben bereits gesagt das Signal kapazitiv einkoppeln oder mit einem variablen Bezugspunkt arbeiten. Vielen Dank! Grüße Robert
Hallo Robert, >Hatte aber auch überlegt ob man quasi eine Mittelung des Signals als >Bezugsgröße verwenden könnte oder z.B. nur die "hochfrequenten" Anteile >des Signals oder die zeitliche Änderung (Ableitung) verwenden könnte. >Also kapazitiv einkoppeln oder so. Normalerweise werden induktive Pick-ups mit einer recht hohen Kapazität und einem niederohmigen Widerstand verkuppelt, um ein tiefpaßgefiltertes Signal zu erzeugen, bei dem Störspikes kaum eine Auswirkung haben. Um genügend Signal zu erhalten, muß die Kapazität über die ganze Periode vom Pick-up gefüttert werden. Bei dir ist aber das Problem, daß du das Signal eben gerade nicht nenneswert verändern darfst, da es noch für das CDI-Steuermodul gebraucht wird. Deshalb solltes du das Signal eher hochohmig abgreifen und seinen Signalverlauf weitgehend unverändert lassen. Eine weitere unangenehme Eigenart deines Signals ist, daß der Hauptpeak von einem zweiten Peak gefolgt wird, der die Auswertung des Signals über die Impulshöhe schwierig macht, vor allem, wenn die Höhe des Peaks auch noch von der Drehzal abhängt. Daran ändert sich auch nichts, wenn du "nur" die zeitliche Ableitung, also die Änderungsgeschwindigkeit des Signals auswerten wilst. Die erste Flanke des zweiten Peaks ist ja sogar noch steiler als die der Hauptflanke! Normalerweise kann man solche Impulse durch geeignete Filterung so säubern, daß ein Schmitt-Trigger anschließend kein Problem mehr damit hat. Hier kommt aber erschwerend hinzu, daß bei Änderung der Drehzahl auch die Zeitkonstanten dieser Filterung geändert werden müßten. Bei deiner Zenerdioden-Lösung mußt du beachetn, daß diese besonders empfindlich auf Schwankungen der Impulshöhe reagiert. Nimm mal als Beispiel, daß das Signal zwischen 15V und 20V schwanken kann. Ein konstanter Abzug von 15V ergibt dann eine Signalschwankung zwischen 0V und 5V! Mit einem 4:1 Spannungsteiler erhälst du statt dessen eine Schwankung zwischen 3,75V und 5V. Das ist eine riesige Verbesserung!! Genial dagegen ist die von dir ausgedachte mitlaufende Schaltschwelle des Schmitt-Triggers! Du könntest die Schaltschwelle in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl ganz leicht modifizieren: Höhere Schaltschwelle bei höherer Drehzahl. Aber übertreiben solltest du das nicht, sonst kann es sein, daß der Mikrocontroller nie die richtige Drehzal findet. Also, ich würde das mit einem Spannungsteiler von vielleicht 51k und 10k und einem nachgeschalteten Schottkydiodenbegrenzer versuchen. Der Spannungsteiler sollte das Signal so teilen, daß du bei maximalem, positivem Signal (höchste Drehzahl) am Eingang des Komparators knapp unter 3,3V liegst. Kai Klaas
Hallo Kai, herzlichen Dank für den ausführlichen Beitrag! Anbei einmal einer mitternächtlichen LTSpice-Sitzung. Ich habe das Eingangssignal grob als PWL eingefügt und mit verschiedenen Stufen durchgespielt: Oben (mit unterbrochener Leitung) die von mir Eingangs vorgeschlagene Eingangsstufe. Liefert theoretisch gute Ergebnisse, ist aber genau wie Du sagst extrem abhängig von der Amplitude des Eingangssignals. Auch wenn diese nicht stark schwankt und man es irgendwie "hintüdeln" könnte nicht schön. Zumal es dann nur für eine Zündung taugt. Unten links ist der Ansatz mit dem Differenzierglied. Erwartungsgemäß ist hier die Ausgangsspannung beim "zweiten" Peak deutlich größer, was an sich ja auch ok wäre. Allerdings weiß ich nicht sicher wie sich eine variierende Drehzahl auf so etwas auswirkt. Schlußendlich die Version mit variabler Bezugsspannung. Über die Diode und den Ladewiderstand wird dem Kondensator stets ein gewisser Anteil der Spitzenspannung zugeführt und tiefpassgefiltert. Über einen Spannungsteiler geht es an den Komparator, der in diesem Fall sogar schon im AVR sitzen könnte (im Plot grün). Das ungefilterte Eingangssignal liegt über einen gleich oder etwas geringer dimensionierten Spannungsteiler am zweiten Komparatoreingang (im Plot blau). Der Komparator detektiert nun bei korrekter Auslegung nur den höchsten Peak im Signal (im Plot rot). Das der Kondensator über den Spannungsteiler belastet wird ist gewünscht, da so bei sinkender Drehzahl (und damit kleineren Peaks) auch der nächste, evtl. kleinere Peak sicher erkannt wird. Das ganze müsste über einen einzigen, in einem der Zweige befindlichen Spannungsteiler einstellbar sein. Zur Not könnte auch der Ladewiderstand angepasst werden. Möglich wäre es evtl. das ganze Eingangssignal mit Spannungsfolgern noch hochohmiger abzugreifen - allerdings ist der Strom eh mit unter 5,5mA recht gering, oder? Würde mich über Anmerkungen freuen. Grüße Robert
Hallo Robert, in der Erzeugung der Referenz aus dem Signal selbst, liegt auch eine mögliche Schwachstelle, da die Schaltung dann auch auf Störspikes reagiert, wenn sie schnell genug sein soll, um den Spitzenwert erfassen zu können. Außerdem belastet der Spitzenwert-Detektor ziemlich stark den Pick-up, da er doch recht niederohmig ausgelegt ist. Ich würde das erstmal versuchen, ganz simpel zu lösen, mit einer festen Referenz am "+" Eingang des Komparators, die du allenfalls mit einem Pull-up (oder Pull-down) geringfügig drehzahlabhängig modifizieren könntest. Den Eingangszug zum "-" Engang des Komparators mit dem Spannungsteiler R7/R8 würde ich so lassen wie er ist. Ich denke, du solltest eine Schaltschwelle zwischen Haupt- und Neben-Peak finden können, die dir eine stabile Drehzahlmessung ermöglicht. Du sagtest ja selbst, daß das Signal kaum von der Drehzahl abhängt. Wenn das nicht klappt, könntest du dir auch eine Softwarelösung überlegen, die die Zeiten zwischen den einzelnen Peaks mißt und einen eventuell fälschlich mitdetektierten Neben-Peak einfach wegrechnet: Die Zeit zwischen dem Haupt-Peak und dem Neben-Peak ist ja viel kürzer, als die Zeit zwischen zwei Haupt-Peaks... Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > ußerdem belastet der Spitzenwert-Detektor ziemlich stark den Pick-up, > > da er doch recht niederohmig ausgelegt ist. also du scheinst mal so garkeine ahnung zu haben. regel: je niederohmiger eine spannungsquelle ist, umso weniger wird sie von einem verbraucher belastet. falls jemand interesse hat. ich habe so eine analoge auswertung bereits vor monaten schonmal vorgestellt. gruss roger
>also du scheinst mal so garkeine ahnung zu haben. Ja, das wirds sein. >regel: je niederohmiger eine spannungsquelle ist, umso weniger wird sie >von einem verbraucher belastet. Du solltest die Dinge nicht aus dem Zusammenhang ziehen. Robert hat an dem Sensor ja noch ein reguläres CDI-Steuermodul hängen und die Diskussion war, ob die zusätzliche Beschaltung das Steuermodul stören könnte. Und wenn du dir R4, D4 und C3 anschaust, dann könnte das sehr wohl eine unzulässige Belastung des Sensors darstellen. Kai Klaas
roger friedmann schrieb: > falls jemand interesse hat. ich habe so eine analoge auswertung bereits > vor monaten schonmal vorgestellt. warum schreibst du nicht einfach den Link dazu? Gruß Udo
Ich finde die gleitende Mittelwertbildung schon i.o., das Problem mit kleineren Spikes liese sich lösen, wenn man im negtiven Zweig ebenfalls einen Tiefpas(RC-glied) jedoch mit kürzere Zeitkonstante einbaut und zusätzlich die Schaltschwelle noch ein wenig anhebt, in dem man dem Positiven Zweig noch einem konstanten Anteil hizufügt. z.B. in dem man noch ein R(220K-470K?) nach U+ einfügt.
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