Reduzierung der PWM-Spannungsspitze

Ich baue einen Motor eines neueren Modells in ein älteres Modellauto ein und benötige Hilfe bezüglich des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals.

Das Auto erzeugt ein 12V 50% PWM-Signal für den Tacho und das Getriebe. Das Motormanagementsystem für den neuen Motor erfordert, dass das Drehzahlsignal 5 V 50 % PWM beträgt.

Anstatt 200 Dollar für eine Marken-Signalwandlerbox auszugeben, möchte ich eine einfache Alternative finden, die ich selbst zusammenstellen kann. Ich glaube, die Verwendung von 2 Widerständen zur Herstellung eines Spannungsteilers würde funktionieren, aber ich mache mir Sorgen, dass dies negative Auswirkungen auf das vorhandene Signal haben könnte. Kann mir bitte jemand mit einer einfachen Schaltung helfen, die das vorhandene Signal nicht belastet?

Ich bin Mechaniker, daher ist mein Wissen über die Erstellung dieser Art von Zeug minimal. Jede Hilfe (vorzugsweise mit einem Diagramm) wäre sehr willkommen.

Können Sie die Quell- und "Ziel" -Impedanz messen? Wenn die Quelle niedrig genug und der Empfänger hoch genug ist, funktioniert ein Widerstandsteiler gut. Höchstwahrscheinlich ist es das.

Antworten (1)

Wahrscheinlich ganz einfach machbar.
Mit wenig Aufwand sicherlich machbar.

2 Widerstände sollten OK funktionieren.
Für 12 V-5 V ohne Belastung durch den Ausgang wären die Widerstände im Verhältnis 7:5 (7 V fallen über den oberen, 5 V über den unteren für insgesamt 12 V).
7/5 = 1,4:1
Also zB 1500 Ohm und 1000 Ohm (12 bis 4 V)
oder 1500 + 1200 (12 bis 5,333 V).
Je nachdem, wie variabel die 12 V sind und wie kritisch die 5 V sind, kann eine solche einfache Lösung funktionieren.

Wenn der Ausgang niederohmig ist, kann er Vout nach unten laden. Dies kann durch Ändern von Widerständen kompensiert werden. Eine Zenerdiode "Klemme" am Ausgang hält Vout konstanter und bietet einen gewissen Schutz gegen Überspannung.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn die 12V zB 11-14V sein dürfen und/oder der %v 5 +/- 0,1V sein muss oder ... dann sind genauere Lösungen nicht viel komplexer. Wenn Sie eine bessere Anleitung zu Spannungsbereichen haben und Details zu Fahrzeug- und Ausstattungsmodell/Marke angeben können, kann dies hilfreich sein.

Sicherere Methoden, die die 12-V- von den 5-V-Schaltungen besser isolieren, können auf Wunsch entwickelt werden.

Danke für die Antwort. Ich habe ein Scope-Muster des 12-V-Signals (nicht sicher, wie ich es hochladen soll). Es zeigt 12 V +/- 0,2 V. Ich denke, ein Bereich von +/- 0,2 V auf der Ausgangsseite wäre ebenfalls akzeptabel. Würde das Signal durch einen Widerstand in irgendeiner Weise verzerrt? Und macht der Widerstand des Widerstands einen Unterschied, auch wenn das Paar immer noch im gleichen Verhältnis steht, z. B. wenn der Widerstand höher oder niedriger ist als die von Ihnen erwähnten, aber das Verhältnis gleich ist?
@Luke Wenn Sie 12 V +/- 0,2 V für ein perfektes Widerstandsverhältnis und keine Belastung eingeben, erhalten Sie 5 V +/- (0,2 x 5/12) V oder etwa +/- 0,1 V. Die verwendeten Widerstandstoleranzen und Nennwerte ändern die tatsächliche Vout. Abhängig vom Design des EMS kann der Signaleingang hochohmig (leichtere Last) oder angemessen niederohmig (schwerere Last) sein. Letzteres kann verwendet werden, um Rauscheffekte zu minimieren, aber ich würde erwarten, dass eine höhere Impedanz wahrscheinlicher ist. Ich habe absichtlich niedrigere als vielleicht übliche Widerstandswerte angegeben (dh um 1k (1000-Ohm-Bereich) anstatt 10k oder höher ...
... in einem Versuch, wahrscheinliche Ladestufen zu "überschwemmen". Es ist möglich, aber unwahrscheinlich, dass das Laufwerk eine begrenzte Stromkapazität hat und 1k zu niedrig ist. In einem Automobilsystem unwahrscheinlich, aber möglich. Wenn der EMS-Eingang deutlich kapazitiv ist, neigen die Signale zunehmend dazu, wie gekrümmte Sägezähne mit zunehmendem Widerstand auszusehen, aber auch hier sollte dies bei Werten um 1k nicht passieren, es sei denn, sie haben etwas Ungewöhnliches getan. Bei Bedarf kann ein einfacher "aktiver Antrieb" hinzugefügt werden (Transistor oder billiger IC), aber es ist sehr unwahrscheinlich, dass er benötigt wird. ||Bei Interesse - wo wohnst du? Ich bin in Neuseeland.
Ein Teiler von zB 1k und 680 + 33 bringt 12V nur einen winzigen Schatten unter 5V mit E12-Werten, praktisch zu wissen, wenn Sie sich nicht darum kümmern, einen weiteren Widerstand zu verwenden.
Danke @RussellMcMahon, ich werde es morgen versuchen, wenn ich Zeit finde. Ich habe ein Steckbrett und ein paar Widerstände, mit denen ich herumspielen kann, und ein Zielfernrohr bei der Arbeit, das ich verwenden kann. Soll ich am besten auch die Zenerdiode einbauen? Ich kann auch versuchen, was gesagt wurde, indem ich einen weiteren Widerstand hinzufüge. Ich befinde mich in Australien.
@Luke WENN die 12-V-Quelle eine geringe Variation aufweist und 5,0 V wirklich erwünscht sind, kann es gut sein, 5,0 V anzustreben. In der Praxis können Widerstandstoleranzen, Schwankungen der Quelle, Schwankungen der Zielversorgungsspannung und der tatsächliche akzeptable Vin-Zielbereich es sicherer machen, sich leicht auf der niedrigen Seite zu irren. Es kann egal sein, und es kann. Der Zener hat den Vorteil, dass Sie einen nominell etwas zu hohen Vin einstellen können, was Variationen wie oben zulässt, und ihn dann mit dem Zener klemmen. Zener werden normalerweise bei einem Betriebsstrom von 10 mA angegeben ...
... (vielleicht 1 mA, vielleicht andere), sodass Vzener bei niedrigem Klemmstrom < 4,7 V beträgt. Mit 1K Rupper werde ich ungefähr (12V-7V) / 1k = 7 mA sein. Das alles fließt bei idealen Werten in Rlower ein. Wenn Voutactual hoch ist, beginnt der Zener, zusätzliches aufzunehmen. Ein 5V1-Zener ist wahrscheinlich in Ordnung, da er bei <5V1 bis zu etwa 10 mA Zenerstrom liegt. Welche zu verwenden ist, hängt von der tatsächlichen Toleranz des EMS-Ziels ab. Ein z. B. 1/4-Watt-Zener ist sehr kostengünstig und bietet einen gewissen Schutz für Ihre 200-Dollar-EMS. ...
... | Auf Wunsch kann ein TL431 "Shunt-Regler" / Aktiv-Zener mit 2 Widerständen V_EMS_in auf etwa 1% des Soll- und Istwerts klemmen, der durch verwendete Widerstände variiert werden kann. TL431 ist unter $1.
Ich habe gestern die 2-Widerstandsteilermethode ausprobiert, die fehlgeschlagen ist. Mein Eingang ist eine 12-V-Rechteckwelle, aber als ich den Teiler in die Schaltung einfügte, fiel mein Eingang auf etwa 6-7 V Rechteckwelle ab, und der Ausgang war mit etwa 3 V noch niedriger. Ich hatte keine Gelegenheit, etwas anderes auszuprobieren. Sollte ich höherwertige Widerstände verwenden oder wäre es besser, die 2 Signale zu isolieren?
@Luke Wie ich bereits bemerkt habe, hängen die Werte von der Eingangsantriebsfähigkeit und der Ausgangsbelastung ab. Ein Abfall von Vin auf beispielsweise 6 V impliziert, dass die Quelle ungefähr die gleiche Impedanz wie die 2 Widerstände in Reihe oder ungefähr 1,5 k hatte. Eine Erhöhung der Widerstände um den Faktor 10 würde den Vim wahrscheinlich minimal belasten (ca. 1 Volt). Ob das EMS auch die Ausgabe lädt, steht noch aus. Es KANN sein, dass das EMS mit ~ = 3 V arbeiten würde. Es ist wahrscheinlich, dass das Laden wie jetzt die Quelle nicht beschädigt, ABER es kann. Versuchen Sie es mit 10x s hohen Widerständen, messen Sie Vout und sehen Sie dann, wenn < 5 V, wie stark das EMS es belastet.
Reduzierung der PWM-Spannungsspitze
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