Vorbeschaltung eines LM358 (Drehzahlmesser)

[Arno W. (horido)]

Ich habe eine Schaltung für einen Drehzahlmesser gefunden die perfekt 
funktioniert nur leider verstehe ich diese Schaltung nicht. Es handelt 
sich um einen optischen Drehzahlmesser für Propeller von RC 
Modellflugzeugen. Die Messung erfolgt während des Fluges und somit bei 
wechselnden Licht-Verhältnissen. Eine OpAMP Schaltung als 
Schwellwertschalter hätte bei den sich ändernden Lichtverhältnissen 
nicht funktioniert.

Und diese Schaltung funktioniert...aber wie :< ?

Ich möchte gerne wissen, was diese beiden Kondensatoren machen um diese 
dann entsprechend berechnen zu können für vielleicht...

a. Tastverhältnis
b. Sensibilität / Änderungsdauer
c. ...

[ArnoR (Gast)]

Arno W. schrieb:
> Eine OpAMP Schaltung als
> Schwellwertschalter hätte bei den sich ändernden Lichtverhältnissen
> nicht funktioniert.
>
> Und diese Schaltung funktioniert...aber wie :< ?

Über die 47k und C2 liegt der Mittelwert der Spannung von D1 am 
invertierenden Eingang des OPV. Über 47K und C1 liegt der Momentanwert 
der Spannung von D1 am nichtinvertierenden Eingang des OPV. Der erste 
Wert dient daher als Referenz die die Umgebungshelligkeit enthält, und 
der zweite wird damit verglichen. Die Umgebungshelligkeit fällt daher 
raus.

[HildeK (Gast)]

So wie ich das sehe, wird C2 auf den Gleichlichtpegel aufgeladen und die 
Spannung an ihm dient als Schaltschwelle.
C1 hat zusammen mit dem Widerstand lediglich eine Filterfunktion für 
höherfrequente Störungen (fg ca. 3.5kHz).
Schnell kann die Schaltung allerdings nicht sein bei einem LM358 ohne 
Gegenkopplung. Da wäre ein Komparator besser angebracht ...

[hinz (Gast)]

HildeK schrieb:
> Schnell kann die Schaltung allerdings nicht sein bei einem LM358 ohne
> Gegenkopplung. Da wäre ein Komparator besser angebracht ...

So hoch sind die Frequenzen bei Luftschrauben nicht.

[HildeK (Gast)]

hinz schrieb:
> So hoch sind die Frequenzen bei Luftschrauben nicht.

Ja, schon, aber der LM358 wird 'open loop' betrieben, und da kann der 
doch gerade mal ein paar wenige Hz, d.h. ein höchstens ein paar hundert 
RPM für den Propeller - und so langsam sind die nicht!
Und selbst wenn, dann geht er auch noch in die Sättigung. IMHO schreit 
die Schaltung nach einem Komparator.

[hinz (Gast)]

HildeK schrieb:
> IMHO schreit
> die Schaltung nach einem Komparator.

Klar, besser wäre es.

[Arno W. (horido)]

Gegenkopplung mit 1M auf den nicht invertierten Eingang?

[Arno W. (horido)]

Gleichlichtschwelle ... Verstanden. Cool Danke!

Die Größe von C2 spielt dann auch keine große Rolle, da er ja nur der 
"Frequenz" der sich ändernden Lichtverhältnisse folgen muss und die ist 
ja relativ langsam?

[HildeK (Gast)]

Arno W. schrieb:
> Die Größe von C2 spielt dann auch keine große Rolle, da er ja nur der
> "Frequenz" der sich ändernden Lichtverhältnisse folgen muss und die ist
> ja relativ langsam?

An Tageslicht spielt der Wert von C2 sicher keine große Rolle, er sollte 
so dimensioniert sein, dass das Nutzsignal selber stark gedämpft wird. 
Bei 10000 RPM liegt das jedoch nur bei 166Hz, was heißt, dass C2 nicht 
kleiner werden sollte, eher größer. Bei Kunstlicht (Leuchtstofflampen) 
werden die 100Hz eingestreut, das entspricht bereits einer Drehzahl von 
6000 RPM! Das Filter mit C2 liegt bei etwa 30Hz, also wirst du 
vermutlich das Kunstlicht noch als Messwert detektieren.
Die Lichtschwankungen des Umgebungslichts sind zwar langsam, aber nur, 
wenn du den Sensor nicht bewegst. Schon ein anderer Einfallswinkel kann 
deutliche Unterschiede machen. Ist das C zu groß, so dauert es länger, 
bis wieder der Gleichlichtpegel am -E des OPAs vorhanden ist.
Wie schnell drehen denn die Propeller?

[Arno W. (horido)]

max 8000-9000 Umdrehungen pro Minute bei einem 2-Blattpropeller sind das 
max 2 x 150Hz = 300Hz Impulsfrequenz

[Arno W. (horido)]

Noch eine Frage:

Wie dimensioniere ich C2, bzw. wie lange gilt der Gleichlichtpegel oder 
wie schnell folgt die Ref-Sp. einer Änderung der Lichtverhältnisse. 
Berechnen wird wahrscheinlich nicht gehen und ich werde es mal unter 
Umgebungsbedingungen messen müssen.

Oder was passiert wenn C2 zu klein oder zu groß ist?