Convertitore frequenza tensione

[C0rt0Circuit0]

Vorrei realizzare un piccolo circuito che converte la frequenza in tensione.
Il segnale è quello di un sensore di prossimità induttivo di una ruota fonica.
Alla massima velocità,circa 120 km/h, considerando il raggio ruota e il numero di fori del disco mi aspetto una frequenza massima di circa 630 Hz.
Cercando in rete ho trovato che l'LM2917 consentirebbe di effettuare quest'operazione.
http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/lm2917-n.pdf

La mia attenzione si è fermata sulla figura 19 di pagina 9 dove in input all'integrato arriva il segnale di un sensore pickup.


Non ho capito bene che tipo di sensore è nel senso che mi confonde come è collegato. L'alimentazione ad esempio dove sta?
Io ho a disposizione questo sensore
http://2d-datarecording.com/Downloads/Datasheets/Sensors-digital/Pdf/SD-VI05-000-DINA4.pdf
che è NPN e quindi attualmente viene utilizzato con un resistenza di pull-up, mi pare da 10k sul segnale.
Lo alimento con due fili positivo e gnd e il segnale con il pull-up va direttamente ad un ingresso analogico di una scheda di acquisizione.
In centralina vedo arrivare un'onda quadra.

Posso utilizzare questo schema inviando al pin 1 il segnale del sensore che ho a disposizione?
E' possibile utilizzare lo schema con un'onda quadra in ingresso?

[SerTom]

Dove hai trovato che il sensore induttivo ha uscita NPN ?
Io vedo solo "Signal" che vuol dire di tutto e di più !

L'LM2917 è molto flessibile grazie al comparatore triggerato che ha in ingresso; gli puoi dare in pasto praticamente qualsiasi cosa (o quasi).

Lo schema applicativo che hai riportato prevede un Pick Up induttivo, ovvero un oggetto che genera una tensione variabile (una specie di sinusoide) in relazione ai denti che gli passano davanti. L'ingresso invertente del comparatore è collegato a massa quindi il segnale sull'ingresso non invertente provoca nell'uscita una onda quadra alla stessa frequenza del passaggio dei denti davanti al Pick Up. La restante parte del circuito interno dell'LM2917 si occupa della conversione f/V vera e propria.

Nella documentazione dell'LM2917 trovi molti altri schemi applicativi che ti aiutano a capire come funziona l'oggetto.
A mio avviso invece dovresti approfondire cosa esce dal tuo sensore o comunque come è configurata la sua uscita.

Bye Ser.Tom

[C0rt0Circuit0]

Dove hai trovato che il sensore induttivo ha uscita NPN ?
Io vedo solo "Signal" che vuol dire di tutto e di più !

L'ho chiesto al produttore.

[SerTom]

Allora usa questo schema (il transistor NPN rappresenta l'uscita del tuo sensore)

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per l'ingresso invertente usa la configurazione che trovi nella fig. 22 della AN

Bye Ser.Tom

[C0rt0Circuit0]

La resistenza collegata a gnd a che serve?
Quando davanti al sensore c'è il vuoto l'uscita è quella dettata dal pull-up quando invece c'è la parte metallica della ruota fonica l'uscita è gnd.

Ho trovato un altro documento

http://www.ti.com/lit/an/snaa088/snaa088.pdf

A pagina 5 (6 del pdf) dice che per segnali che non assumono valori negativi bisogna effettuare un accoppiamento AC. Questo dovrebbe eliminare la componente continua del segnale. Se prima aveva media non nulla poi con l'accoppiamento ha media nulla (trasla sulle y).



Quest'operazione è proprio necessaria?
Funziona in maniera identica anche con l'onda quadra?
Ho letto in un paper della NI che questa può deformarsi.

Praticamente dovrei collegare così il sensore?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[SerTom]

Allora non hai letto l'ultima mia frase!
In quello schema l'ingresso invertente è polarizzato dal diodo a circa +0,7V
In questo modo non serve il condensatore di disaccoppiamento.

Le 2 resistenze servono per realizzare un partitore, giusto per non dare in ingresso la Vcc diretta.
Quella verso il positivo fa da Pull Up; in genere non presente nelle configurazioni PNP.
Altrimenti quando il transistor è off l'ingresso rimarrebbe flottante (e sensibile ai disturbi).

Bye Ser.Tom

[C0rt0Circuit0]

Allora non hai letto l'ultima mia frase!

L'ho letta ma non l'avevo capita e anche adesso mi è poco chiara

In quello schema l'ingresso invertente è polarizzato dal diodo a circa +0,7V
In questo modo non serve il condensatore di disaccoppiamento.

Non ho capito come questa configurazione abbia lo stesso effetto di quella col condensatore.
Non mi è chiaro neanche come lavori il condensatore nell'eliminare la componente DC. Ho appreso qual è l'effetto sul segnale ma non come lo modifica.

Le 2 resistenze servono per realizzare un partitore, giusto per non dare in ingresso la Vcc diretta.

Quella verso il positivo fa da Pull Up; in genere non presente nelle configurazioni PNP.
Altrimenti quando il transistor è off l'ingresso rimarrebbe flottante (e sensibile ai disturbi).

Si, questo mi è noto.

Quindi potrei usare una di queste due configurazioni, giusto?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[SerTom]

Prova a leggerti questo (o altre fonti in rete); per approfondire come funziona un comparatore di tensione, ovvero lo stadio di ingresso dell chip in questione. http://www.vincenzov.net/tutorial/elettronica-di-base/appunti-classe-terza/comparatore.htm.

Io preferisco il primo schema, più stabile, qualsiasi sia la frequenza del segnale di ingresso.

Bye Ser.Tom

[C0rt0Circuit0]

Allora vediamo se ho capito.
Riporto gli schemi perché avevo usato un componente della libreria che mi ero costrutito e su EY ovviamente non c'è.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Entrambe le configurazioni sono non invertenti con la tensione di riferimento sul pin invertente.
Nel primo schema il diodo dovrebbe essere sempre in conduzione e quindi la tensione ai suoi capi è tipicamente 0.7 V.
La tensione di riferimento è quindi 0.7 V.

Quando la tensione del segnale è superiore a 0.7 V l'uscita dell'amplificatore è +Vsat.
Quando invece è inferiore a 0.7 V è -Vsat.
Questo dovrebbe produrre un'onda quadra in uscita dall'amp., prima del charge pump, con ampiezza che oscilla tra +Vsat e -Vsat mentre il segnale in ingresso ha ampiezza che oscilla tra 0 e tensione di pull-up.

Nel secondo schema invece la tensione di riferimento è zero.
Il condensatore dovrebbe produrre lo stesso effetto, anche se ancora non mi è chiara la dinamica di questa configurazione.

E' corretto?

Vorrei usare l'LM2917 per convertire il segnale proveniente dal sensore in una tensione proporzionale alla frequenza di rotazione della ruota.
Questo segnale andrebbe poi in ingresso ad una scheda di acquisizione con ingressi analogici e digitali. Conoscendo a che frequenza corrisponde la tensione in ingresso, il firmware della SBC (single board computer) calcolerebbe lo slip per poter effettuare il controllo di trazione. Non so se questo modo di gestire il segnale (in maniera analogica) sia corretto e quanto sia preciso.

Attualmente i segnali dai sensori arrivano diretti alla scheda di acquisizione ma a porte digitali. Il calcolo della frequenza che viene effettuato dal firmware. Il problema è che mi è stato detto che funzionava fino a 40-50 km/h, io non sono riuscito a farlo funzionare. Allo stato attuale non funziona. Ho visto solo che i segnali in ingresso sono onde quadre di periodo ovviamente variabile in base alla velocità della ruota quindi il segnale arriva. Inoltre il calcolo della frequenza del segnale tramite firmware comporta l'impostazione di un passo di campionamento talmente basso che la SBC tende ad andare in overload.
Vorrei sostanzialmente portare il calcolo della frequenza fuori dal firmware e affidarlo all'hardware (LM2917).
Che ne pensate?

[SerTom]

...
Questo segnale andrebbe poi in ingresso ad una scheda di acquisizione con ingressi analogici e digitali. Conoscendo a che frequenza corrisponde la tensione in ingresso, il firmware della SBC (single board computer) calcolerebbe lo slip per poter effettuare il controllo di trazione. Non so se questo modo di gestire il segnale (in maniera analogica) sia corretto e quanto sia preciso.

Ne corretto ne preciso !
Non ha nessun senso convertire e/o elaborare segnali, molto meglio gestirli quanto più vicino all'origine.
Se hai una scheda di acquisizione tanto vale leggere direttamente il segnale digitale in uscita al sensore e calcolare la velocità di rotazione in base alla misura del periodo del segnale.

A livello digitale, un "timer" per quanto sgangherato sarà infinitamente volte più preciso di un ADC.

Bye Ser.Tom

P.S: la descrizione del primo schema è ok, per quella del secondo ... cerca in rete "multivibratore monostabile"