Contagiri con PIC: stadio di ingresso.

[StefDrums]

Ciao a tutti,
devo realizzare un contagiri per Auto-Moto, e ho pensato di utilizzare un PIC per leggere il numero di giri del motore.
Il mio problema è che non essendo un meccanico, non so bene che tipo di segnale preleverò.
Mi è stato detto che verrà utilizzato "il segnale preso prima della bobina".

Qualcuno sa di che tipo di segnale si tratta e potrebbe darmi una mano?

Grazie mille,
StefDrums.

[Candy]

E' un segnale di tensione. Per ogni scintilla che viene scoccata, il segnala passa da 12 V a 0 V. (Sia che lo prelevi dalla bobina, che dalla centralina) Quindi a riposo il segnale è a 12 V, mentre l'impulso è un fronte negativo verso lo 0 V, genericamente di durata poco inferiore al millisecondo). Tipicamente è un segnale pulito. Siccome ci ho passato parecchie ore sopra, però ti dico di filtrarlo un pochino, perché il fronte è talmente ripido che dopo pochi centimetri di cavetto, si hanno parecchie oscillazioni.
Prevedi poi nella logica un filtro antirimbalzo. Se non ti occupi di F1, è inutile contare oltre 16000 giri.
Prevedi un moltiplicatore per raddoppiare o quadruplicare il risultato, perché in base a dove collegherai il segnale, potresti dover scegliere un moltiplicatore 1, 2 o 4.
Prevedi di farti un oscillatore campione, ed usare una base tempi precisissima, perché chi è appassionato del settore vuole una precisione non indifferente...

Ero convinto di aver già postato in qualche articolo un progetto che avevo fatto tempo fa... Ma forse anche no.

[Candy]

Se non mi sgridi per il mancato uso di FCJ, ti posto di seguito un estratto del progetto che mi ha dato buone soddisfazioni: lo stadio d'ingresso.

Clipboard01.png (15.13 KiB) Osservato 13045 volte

[Heavy]

Prevedi di farti un oscillatore campione, ed usare una base tempi precisissima, perché chi è appassionato del settore vuole una precisione non indifferente...

Eh sì, come minimo termostata. Ma se non vogliamo correre rischi, andiamo subito di Rubidio. Mah...
La precisione è l'ultimo dei problemi in un contagiri per motori endotermici. Le preoccupazioni sono altre.

Per StefDrums: sei siuro che tu debba prendere il segnale prima della bobina? Oggi tutti i motori sono dotati di CDI che prima della bobina non hanno certo i 12 V citati da Candy. La scarica del condensatore sul primario è di parecchie centinaia di volt e andarsi ad attaccare lì vuol dire volersi fare male a tutti i costi. I contagiri aftermarket normalmente prendono il segnale dal cavo delle candele, pinzandolo esternamente (senza contatto elettrico) e rilevando gli impulsi per via capacitiva. Attaccarsi elettricamente a bobine o centralina e cosa che "non s'ha da fa".
Ti dico questo perché fino a qualche anno fa dilapidavo lo stipendio pagando gli ingressi in pista a fare pieghe e penne (le ultime dove non ti vedevano... ) illudendosi di avere ancora 20 anni e una GP tra le gambe. Alcuni degli strumenti li avevo autocostruiti e tra questi il contagiri fatto bene. Non so quale sia l'utilizzo che ne devi fare, ma considera questi fattori che sono quelli che a me hanno creato più problemi.
- Due cifre significative. Una enorme (migliaia di rpm) e una la metà (centinaia di rpm). Di più non serve a nulla, se non a rendere meno leggibile il contagiri. Se leggi 7.3 sei a 7300 rpm, non ti serve a nulla sapere che sono 7321 o 7344. Prima di inchiodare a fine rettilineo hai 100 ms per guardare il contagiri, poi ti devi affidare a San Brembo e hai gli occhi sul cordolo per impostare la piega. Altro che precisione di lettura, serve velocità di trasferimento dati macchina-pilota. Quando passi i 10000, l'uno davanti non serve a un tubo. Se leggi 2.4 e hai il dubbio se sei a 2400 rpm o a 12400 rpm... meglio se ti fermi e vai a giocare a canasta.
- Velocità di aggiornamento. Questo è uno dei problemi maggiori. Il calcolo devi farlo in modo reciproco. Leggi il periodo e calcoli gli rpm. L'aggiornamento a display deve essere a intervalli di 200 ms massimi. Altro che precisione, velocità di aggiornamento!
- Filtraggio digitale. I numeri non possono ballare perché non trasmettono l'informazione giusta. Serve un'isteresi che se metti a display 7.3, salendo puoi anche scrivere 7.4, ma scendendo non cambi fino a 7.2. Altro che precisione, stabilità di lettura!
- Max Hold. Quando rilevi la staccata, cioè quando il numero di giri cala bruscamente, tieni il massimo sul display per 500 ms. Questo serve perché quando stacchi ti interessa il picco di rpm, non a quanto scende quando chiudi, e potresti aver necessità di guardare anche nell'esatto momento in cui giri la manetta e vuoi che il valore sia ancora lì.
Io ti ho dato alcune indicazioni per un contagiri da moto, ma credo che per gli altri sport motoristici non sia poi così diverso. Guarda bene la questione del pick-up del segnale perché, come ripeto, attaccarsi alla bobina è una brutta cosa.

[StefDrums]

Ciao, intanto ringrazio tutti per le risposte pronte e soprattutto preecise.
Il contagiri in questione mi è stato commissionato (da un mecanico che sa poco di elettronica ad un ingegnere che sa poco di motori). Inizialmente utilizzava un contagiri tutto analogico, con 2 LM3914, e visti i costi e la precisione, ho preferito optare per una soluzione a microprocessore, molto più compatta ed economica.

Per StefDrums: sei siuro che tu debba prendere il segnale prima della bobina? Oggi tutti i motori sono dotati di CDI che prima della bobina non hanno certo i 12 V citati da Candy. La scarica del condensatore sul primario è di parecchie centinaia di volt e andarsi ad attaccare lì vuol dire volersi fare male a tutti i costi. I contagiri aftermarket normalmente prendono il segnale dal cavo delle candele, pinzandolo esternamente (senza contatto elettrico) e rilevando gli impulsi per via capacitiva. Attaccarsi elettricamente a bobine o centralina e cosa che "non s'ha da fa".

Ok, quindi posso sfruttare direttamente il segnale alle candele, ma non ho ben capito come rilevo il picco per via capacitiva: non si rileva per induzione, con una bobina come sensore rogowsky?

Alcuni degli strumenti li avevo autocostruiti e tra questi il contagiri fatto bene. Non so quale sia l'utilizzo che ne devi fare, ma considera questi fattori che sono quelli che a me hanno creato più problemi.
- Due cifre significative.

Per questo non ho problemi, mi è sato detto di usare una barra di LED, ed obbedisco.

- Velocità di aggiornamento. Questo è uno dei problemi maggiori. Il calcolo devi farlo in modo reciproco. Leggi il periodo e calcoli gli rpm. L'aggiornamento a display deve essere a intervalli di 200 ms massimi. Altro che precisione, velocità di aggiornamento!
- Filtraggio digitale. I numeri non possono ballare perché non trasmettono l'informazione giusta.
- Max Hold. Quando rilevi la staccata, cioè quando il numero di giri cala bruscamente, tieni il massimo sul display per 500 ms. Questo serve perché quando stacchi ti interessa il picco di rpm, non a quanto scende quando chiudi, e potresti aver necessità di guardare anche nell'esatto momento in cui giri la manetta e vuoi che il valore sia ancora lì.
Io ti ho dato alcune indicazioni per un contagiri da moto, ma credo che per gli altri sport motoristici non sia poi così diverso. Guarda bene la questione del pick-up del segnale perché, come ripeto, attaccarsi alla bobina è una brutta cosa.

grazie mille per le tempistiche, ne terrò conto nel SW.
Resto in attesa di capire del tutto come leggere il segnale.
Grazie mille!

[Heavy]

Bene, se ti hanno chiesto la barra, sono seri. Il pick-up lo fai avvolgendo un paio di giri di un filo isolato attorno al cavo candela. Il segnale che ottieni è più che sufficiente a triggerare una porta logica dove arrivi con un condensatore serie e una resistenza di pull-up (o pull-down) abbastaza alta, 4.7 Mohm mi ricordo funzionavano. Una porta logica CMOS, meglio se a trigger di Schmitt va bene. Aggiungi un paio di diodi di protezione per raddoppiare quelli della protezione di ingresso della porta e una resistenza serie da un kohm prima di entrare. A memoria mi ricordo che era fatto così. Purtroppo sono in trasferta di lavoro e gli schemi li ho nel PC di casa. Fai delle prove e vedrai che non è difficile avere il segnale. La parte difficile è scartare gli artefatti (che ci sono sempre). Devi fare in modo che il sw sappia che se hai una serie di impulsi ad una determinata frequenza, il passaggio istantaneo ad una frequenza doppia e immediatamente indietro alla frequenza di prima è un impulso spurio e non un motore con accelerazione infinita.

[StefDrums]

Ciao a tutti,
sono finalmente riuscito a "mettere le mani" su una machina aperta dal mio amico meccanico.
Mi sono portato l'osciolloscopio e sono riuscito al leggere il segnale al quale si vuole "attaccare" per il contagiri.

E' vicino al blocco delle candele, va dalla centralina alle bobine (prendere il segnale da qui è una specifica di progetto).

Quello che ho misurato è abbastanza diverso dalle mie aspettative e da ciò che mi aveva detto il meccanico.
Ho visto che su quel cavo è presente una tensione continua a 12V, più un segnale di circa 2 o 3 Vpp di dinamica, formato da picchi.
Dovrò leggere questo segnale, e sto pensando a quanto possa essere realmente affidabile, e soprattutto come evitare i disturbi già agendo sulla parte analogica.

Vi allego 2 screen del segnale e vi ringrazio in anticipo per i vostri consigli.

[Candy]

Più che dei consigli sono perplessità, a me sembra che tu abbia misurato solo dei disturbi.
Perché non hai regolato meglio l'oscilloscopio per vedere la traccia a pieno schermo? O magari solo la componente c.a.?

Comunque, qualunque centralina, qualunque sistema di accensione, da qualche parte ha il pilotaggio della bobina. Basta collegarsi a quello.

[StefDrums]

Più che dei consigli sono perplessità, a me sembra che tu abbia misurato solo dei disturbi.
Perché non hai regolato meglio l'oscilloscopio per vedere la traccia a pieno schermo? O magari solo la componente c.a.?

Comunque, qualunque centralina, qualunque sistema di accensione, da qualche parte ha il pilotaggio della bobina. Basta collegarsi a quello.

E mi sono proprio collegato a quel cavo lì.
Non ho capito come mai mi trovo un segnale continuo sovrapposto a quello che volevo misurare.
Ho fatto la misura in AC, e purtroppo quei picchi misurati sono l'unica cosa che ho visto (ma sono circa a 50 Hz, quindi...).

mi sembra molto strano.

[bladeblaze]

Se vuoi qui puoi spulciare un po' di informazioni che magari potrebbero essere utilihttp://www.pcbauto.it/supporto/index.php.
Secondo me c'è qualcosa di sbagliato nell'immagine postata da te, non se riesci a ripetere dei test con una taratura migliore dello strumento forse possiamo valutare meglio il da farsi.