Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenzteiler für 90° versetzte Rechecksignale


von Martin M. (rst)


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Hallo,

ich benötige industrietaugliche Frequenzteiler für 90° versetzte 
Rechtecksignale.

Folgende Randbedingungen:
* Eingangssignale: 24 V (zwei um 90° versetzte Signale)
* Eingangsfrequenz: 15 kHz
* Teilfaktor: 4
* Ausgangspegel: 24V (zwei um 90° versetzte Signale)
* Versorgungsspannung: 24V DC

Es gibt welche zum Kaufen, aber die sind recht teuer (> 200€). 
Alternative ist der Eigenbau eines Frequenzteilers. Wichtig dabei ist, 
daß sich der Phasenversatz der 90° versetzten Signale nicht ändern darf. 
Ein zweikanaliger Aufbau mit Zähler / D-Flipflop ist nicht geeignet, 
denn wenn ein Kanal Störimpulse bekommt, "verrutscht" das Signal.

Eine Softwarelösung (kleiner Controller) wäre möglich, aber das 
Programmieren in der Serie ist mit Aufwand (Kosten) verbunden. Eine 
reine Hardwarelösung wäre besser. Gibt es entsprechende Schaltungen?

Gruß
Martin

von Kevin (Gast)


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Martin M. schrieb:
> Eine Softwarelösung (kleiner Controller) wäre möglich, aber das
> Programmieren in der Serie ist mit Aufwand (Kosten) verbunden

Da der Phasenverstz beibehalten werden soll, geht nur eine 
"intelligente" Lösung: Laß doch Deine µCs beim Lieferanten 
programmieren.

von Udo S. (urschmitt)


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Martin M. schrieb:
> Wichtig dabei ist,
> daß sich der Phasenversatz der 90° versetzten Signale nicht ändern darf.

Dir ist aber schon klar, daß das 2. Signal bei gleichem Phasenversatz 
zeitlich gesehen einen um Faktor 4 längeren Versatz bekommt?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin M. schrieb:
> Wichtig dabei ist,
> daß sich der Phasenversatz der 90° versetzten Signale nicht ändern darf.
Kehrt sich die Drehrichtung dieses Quadraturgebers auch mal um?

von Martin M. (rst)


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Udo Schmitt schrieb:
> Martin M. schrieb:
>> Wichtig dabei ist,
>> daß sich der Phasenversatz der 90° versetzten Signale nicht ändern darf.
>
> Dir ist aber schon klar, daß das 2. Signal bei gleichem Phasenversatz
> zeitlich gesehen einen um Faktor 4 längeren Versatz bekommt?

Die Frequenz der Ausgangssignale ist um Faktor 4 kleiner. An den 90° 
Phasneversatz ändert sich ja nichts.

von Falk B. (falk)


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@  Martin M. (rst)

>ich benötige industrietaugliche Frequenzteiler für 90° versetzte
>Rechtecksignale.

Es sind wahrscheinlich Signale von einem Drehgeber, die kann man 
nicht so einfach runterteilen, wenn man Vorwärts- nud Rückwärts 
weiterhin verarbeiten will.

>Eine Softwarelösung (kleiner Controller) wäre möglich, aber das
>Programmieren in der Serie ist mit Aufwand (Kosten) verbunden. Eine
>reine Hardwarelösung wäre besser. Gibt es entsprechende Schaltungen?

Hatten wir mal irgendwann hier diskutiert, ich glaube auch eine 
Schaltung gepostet, musst du mal suchen. Sinnvoller und einfacher ist,

a) Drehgeber mit 1/4 der Auflösung
b) Hardware, die die 15 kHz direkt dekodieren kann.

MFG
Falk

von Martin M. (rst)


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Falk Brunner schrieb:
> a) Drehgeber mit 1/4 der Auflösung
>
> b) Hardware, die die 15 kHz direkt dekodieren kann.

a) Die Geberimpulse sind vorgegeben.
b) an der Hardware (uralte zugekaufte Platine) kann man leider nichts 
ändern. Das Ganze ist nur eine Zwischenlösung für ca. 1 Jahr.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin M. schrieb:
> a) Die Geberimpulse sind vorgegeben.
Und: dreht sich die Richtung um?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich würde mal ein Zustandsdiagramm aufstellen, da sieht man wieviele 
Zustände der Teiler haben muß und wieviele Flipflops dazu nötig sind.
Aber wie Falk schon schrieb, das geht nur, wenn der Drehgeber nicht die 
Drehrichtung wechselt.

von Martin M. (rst)


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Lothar Miller schrieb:
> Und: dreht sich die Richtung um?

Ja, die Richtung dreht sich um. Sonst wäre es recht einfach....

von Thomas E. (thomase)


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Martin M. schrieb:
> Lothar Miller schrieb:> Und: dreht sich die Richtung um?Ja, die Richtung
> dreht sich um. Sonst wäre es recht einfach....
Da bleibt dir ein Controller, der das intelligent auswertet, wohl nicht 
erspart.

Martin M. schrieb:
> an der Hardware (uralte zugekaufte Platine)
Müsst ihr die jetzt mit einem neuen Geber verheiraten? Wie hat denn das 
vorher funktioniert?

mfg.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> ich glaube auch eine Schaltung gepostet, musst du mal suchen.
Meintest du den Beitrag "Re: pulse direction signal zu encoder a b?"?
Drehgeber

@ Martin M.
Ich würde da ein CPLD nehmen, den Geber erst mal decodieren, dann einen 
Positions-Zähler laufen lassen und dessen Impulse wieder in AB 
umcodieren. Aber das wäre sicher auch eine schöne Aufgabe für einen uC. 
Der hätte ja fast nichts zu tun mit dieser kleinen FSM...

von Martin M. (rst)


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Thomas Eckmann schrieb:
> Müsst ihr die jetzt mit einem neuen Geber verheiraten? Wie hat denn das
> vorher funktioniert?

Früher wurden Geber mit niedrigerer Auflösung verwendet.

Es ist ein neues Gebersystem das auch anderweitig ausgewertet wird. 
Hierfür wird die hohe Geberauflösung benötigt.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

da gibt es nun mal nur eine vernünftige Lösung: ein Mikrokontroller mit 
8 Pins - 2 rein, 2 raus. Gegenüber einer gekauften Lösung (Heidehain EXE 
oder so) sind die Programmierkosten lächerlich, für die 200 Euro für ein 
einziges Stück bekommt man ein Programmiergerät.

Ausserdem, wenn ich z.B. sowas auf einer Platine liefern sollte, dann 
natürlich programmiert, gestestet und einbaufertig, das ist ja keine 
Frage.

Und wenn 10000 Stück gebraucht werden, bekommt man sie auch fertig 
programmiert, es gibt genügend Firmen, die leben davon, sowas zu 
verkaufen, wenn man es auf gar keinen Fall selbst machen will.

Was nicht geht, ist selbermachen wollen, aber aus undurchsichtigen 
Gründen mit einer ungeeigneten Lösung.

Gruss Reinhard

von Falk B. (falk)


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@  Lothar Miller (lkmiller) Benutzerseite

>> ich glaube auch eine Schaltung gepostet, musst du mal suchen.
>Meintest du den Beitrag "Re: pulse direction signal zu encoder a b?"?
>Drehgeber

Nein, da war noch was anderes, glaub ich zumindest.

>Ich würde da ein CPLD nehmen, den Geber erst mal decodieren, dann einen
>Positions-Zähler laufen lassen und dessen Impulse wieder in AB
>umcodieren. Aber das wäre sicher auch eine schöne Aufgabe für einen uC.
>Der hätte ja fast nichts zu tun mit dieser kleinen FSM...

Jo, sehe ich genau so.

MfG
Falk

von Reinhard Kern (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Ich würde da ein CPLD nehmen

Natürlich geht das ganz problemlos (d.h. ein CPLD ist Overkill, ein SPLD 
wie z.B. GAL reicht), aber die Dinger sind viel grösser und brauchen 
erheblich mehr Strom als die ganz kleinen Prozessoren.

Gruss Reinhard

von Peter D. (peda)


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15kHz ist für einen MC kein Problem, z.B. ATtiny13.

Der Graycode dekodieren, damit eine Variable auf/abzählen, durch 4 
teilen und wieder als Graycode kodieren.


Peter

von m.n. (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> durch 4
> teilen und wieder als Graycode kodieren.

Am Eingang eine 1-fach Auswertung verwenden, das erspart die Divison :-)

Die 90° Forderung erübrigt sich, wenn ein minimaler Impulsabstand für 
die Änderung der Ausgangssignale festgelegt ist. Andernfalls müßte die 
Schaltung in die Zukunft kucken können.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Muss die Schaltung auch noch entprellen? So ein Drehgeber hat oft nur 
Lichtschranken ohne zusätzliche Schmitt-Trigger oder ähnliches, da ist 
die Anstiegsflanke ziemlich gemächlich.

von Falk B. (falk)


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@  m.n. (Gast)

>die Änderung der Ausgangssignale festgelegt ist. Andernfalls müßte die
>Schaltung in die Zukunft kucken können.

Muss sie nicht, wenn sie wie beschrieben VOLLSTÄNDIG dekodiert und wie 
codiert.

MFG
Falk

von ... (Gast)


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m.n. schrieb:
> Am Eingang eine 1-fach Auswertung verwenden, das erspart die Divison :-)

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