Ich möchte die Drehzahl eines Gleichstrommotors mit einem Fototransistor messen und als Ausgang eine Spannung erhalten, die sich linear mit der Frequenz ändert.
Die Motordrehzahl kann von 0 bis sagen wir 3000 U/min variieren. Mit dem Fototransistor kann ich leicht ein Signal erhalten, dessen Frequenz von 0 (DC) bis 50 Hz variiert. Ich möchte dieses Signal in eine Spannung umwandeln, die linear mit der Drehzahl des Motors (und damit mit der Frequenz des vom Fototransistor erhaltenen Signals) von 0 (oder nahe Null) bis 5 V variiert.
Ich weiß, dass eine einfache Lösung darin besteht, einen Mikrocontroller zu verwenden, um die Periode des Signals vom Fototransistor zu berechnen und dann die entsprechende PWM-Spannung auszugeben, aber ich möchte die Dinge analog halten und möglichst keinen Mikrocontroller verwenden. Welche Schaltung kann ich verwenden, um dies zu erreichen?
Ich habe dafür eine Schaltung gemacht (andere Anwendung).
Verwenden Sie einen 555 in einer One-Shot-Konfiguration, Schaltpläne dafür gibt es im Netz zuhauf.
Machen Sie den Ausgangsimpuls "relativ" kurz, dh kurz für Ihre erwartete Eingangsfrequenz. Wenn Sie beispielsweise einen 100-Hz-Eingang erwarten, MUSS Ihr Ausgangsimpuls kürzer als 10 ms sein, da der Ausgang bei einer Auslösung von 100 Mal pro Sekunde die ganze Zeit eingeschaltet wäre. Wenn es zu kurz ist, verlieren Sie die Empfindlichkeit gegenüber Frequenzänderungen. Finden Sie Ihre maximale Frequenz heraus und machen Sie Ihre Impulsbreite kürzer als 1/maxfrequency.
Schließen Sie Ihren optischen Schaltkreis an, um Ihren 555-Impuls auszulösen. Jedes Mal, wenn Sie einen optischen Impuls erhalten, erzeugt der 555 einen geformten Ausgang mit fester Dauer.
Koppeln Sie den Ausgang dieses Impulses mit einem "glatten" (einem Tiefpassfilter).
Um die LP zu bauen, schalten Sie einen Widerstand in Reihe mit Ihrer Impulsleitung. Binden Sie hinter dem Widerstand einen Kondensator zwischen ihn und Masse.
Die Dimensionierung sowohl des Kondensators als auch des Widerstands wird von mehreren Faktoren bestimmt:
1) Die Ausgangsstrombegrenzung des 555. Verwenden Sie einfach einen 1K oder größeren Widerstand.
2) Antwort. Die gefilterte DC-Ausgangsspannung folgt immer der Frequenz, was bedeutet, dass sich die Motorfrequenz ändert, aber die DC-Spannung nacheilt. Die Antwort wird durch Multiplizieren von R*C bestimmt. Größer ist langsamer, aber auch flüssiger.
3) Nr. 2 oben sollte durch die Eingangsfrequenz ausgelegt werden, je höher die Eingangsfrequenz, desto kleiner der R*C. Machen Sie sich darüber keine allzu großen Sorgen, bauen Sie es einfach und spielen Sie mit den Werten, bis Sie das bekommen, was Ihnen gefällt. Gute Startwerte könnten ein 10K-Widerstand und ein 100uF-Kondensator sein.
Übrigens, ich habe diese Schaltung mit teurer Ausrüstung getestet (entspricht einer Ausrüstung im Wert von 1000 US-Dollar in heutigen Dollars) und sie war innerhalb von etwa 5% linear und genau. Der Trick ist der geformte Ausgangsimpuls.
Es gibt mehrere Chips, die als Präzisions-Frequenz-Spannungs-Wandler ausgelegt sind. Die LMx31x- Serie ist ein altes Design, aber wenn sie funktioniert haben, dann funktionieren sie jetzt.
Überprüfen Sie das Datenblatt. Es wird mit einer 5-V-Versorgung betrieben, aber beim Durchsuchen kann ich nicht sehen, ob die Ausgangsspannung 5 V Vollausschlag erreichen kann.
PlasmaHH
mickkk
Linkyyy
Scott Seidmann
Spehro Pefhany