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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auswertung eines induktiven Drehzahlsensors


Autor: Carsten (Gast)
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Hallo,

ich möchte einen induktiven Drehzahlsensor (Daten stehen unten)
auswerten. Der Sensor ist mit einem Anschluß mit der Elektronik Masse
verbunden und am anderen Anschluß gibt er ein Sinussignal heraus. Das
Sinussignal muß irgendwie in ein Rechteck Signal umgewandelt werden,
damit es vom Controller ausgewerten werden kann.

Sensordaten:
Ausgangsfrequenz: 0 - ca. 20Hz
minimale Ausgangsspannung bei 20Hz: 2 Vpp
Die Ausgangsspannung wird bei kleineren Frequenzen kleiner !

Kann mir da jemand helfen ?

Danke !

Gruß
Carsten

Autor: Dominik (Gast)
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Ich würd's mit ner kleinen OP Schaltung machen, die die Nulldurchgänge
der Sinusspannung erkennt.

Gruß, Dominik

Autor: Michael (Gast)
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Die AVR haben einen Komparator: AIN0 und AIN1.
Der Ausgang des Komparators liefert ein ICP-Signal für Timer1. Somit
brauchst Du keine weitere Hardware, um die Drehzahl zu erfassen.

Autor: crazy horse (Gast)
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allerdings liefert der Induktivsensor auch eine negative Halbwelle, also
sollte schon min. der Strom begrenzt und die negative Spannung gekappt
werden. 1k + Schottky-Diode nach Masse sollte genügen.
Bei niedrigen Geschwindigkeiten wird neben der Frequenz allerdings auch
die Amplitude immer kleiner, dann wird es schwierig mit dem internen
Komperator.
Besser wäre ein "richtige" Schaltung, empfindlich genug, und vor
allem mit Hysterese.

Autor: Michael (Gast)
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Na ja, daß mal hier und da ein Rs und Cs gebraucht werden, ist m.E.
selbstverständlich. Mit 'Hardware' meinte ich aktive Bauteile.

Datenblatt hin, Datenblatt her würde ich davon ausgehen, daß der
Gleichtakteingangsbereich des Komparators 0V und kleine neg. Pegel
zuläßt: AINx daher auf 0V. Abhängig vom Sensor würde ich das Signal
über 10k auf AINy geben und an den Eingangsschutzdioden kappen lassen.
Und, sollte das Signal Rauschen, mit 100nF filtern.
Ein separater OP oder Komparator mit Hysterese ist auch nicht
empfindlicher als der AVR-Komparator. Nimmt man als untere
Funktionsgrenze 20mVpp an, würde das einer Eingangsfrequenz von ca. 0,2
Hz -> 12 U/min. entsprechen.
Sollte eine Hysterese notwendig werden kann man die auch dem AVR
beibringen: in der CAPT1-INT-Routine einen Portpin flankenabhängig auf
'1' oder '0' setzen und über einen Spannungsteiler (ca. 1/1000 für
5mV) auf AINx geben; nicht vergessen, das CAPT1-Flag danach zu
löschen.
So würde ich es angehen.

Autor: Carsten (Gast)
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Danke für Eure Antworten !

Den Gedanken das mit einem externen Komperator der die Nulldurchgänge
erkennt zu machen, hatte ich auch schon.
Muß mann dann allerdings nicht auch die Offsetspannung des Komperators
kompensieren ?

Schließlich brauche ich eine große Genauigkeit.

Gruß
Carsten

Autor: Michael (Gast)
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Carsten,
welche Genauigkeit brauchst Du ?
Welche Auflösung brauchst Du ?
Welchen Drehzahlbereich mußt Du auswerten ?
Du weißt, daß ein induktiver Sensor, der zudem eine drehzahlabhängige
Amplitude aufweist, für niedrige Drehzahlen recht ungeeignet ist ?

Autor: Martin Götzenberger (Gast)
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Hallo!

0 Drehzahl kannst du mit einem induktiven System natürlich vergessen,
weil du da 0 Signal hast...

Bei kleinen Drehzahlen gibt's dann wie angesprochen das Problem mit
den Offsets. Vorschlag: Du kannst das Ausgangssignal selber zur
Offsetkompensation nützen. Mit einem RC-Filter großer Zeitkonstante und
Rückkopplung auf den - Eingang des Komparators zwingst du das
ausgegebene PWM Verhältnis auf 50%, egal ob der Komparator 1mv oder 1V
Offset hat. Ob das aber noch bei den niedrigen Frequenzen vernünftig
umzusetzen ist? Ich denke da nur an die nötigen Zeitkonstante, die
eigentlich deutlich über der minimalen Periodendauer sein sollte.

servus,
Martin

Autor: Carsten (Gast)
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Hallo !

Über die Genauigkeit und die Auflösung habe ich mir noch keine großen
Gedanken gemacht, es sollte natürlich so genau wie möglich sein. Wie
Martin schon geschrieben hat, bei niedrigen Frequenzen ist sicherlich
der Offset Einfluß größer als bei hohen. Der Drehzahlbereich soll von
ca.0 - 20Hz gehen. Ich stimme Michael voll zu, das für diesen
Frequenzbereich ein induktiver Sensor ungeeignet, allerdings ist das so
festgelegt.

Über den Vorschlag von Martin (mit dem RC-Filter) muß ich mal
nachdenken, ob das irgendwie machbar ist.

Gruß
Carsten

Autor: Michael (Gast)
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Wie willst Du eine Lösung finden, wenn das Problem nicht definiert ist ?
Das müßte zuerst geklärt werden.

Die Zeitkonstante der Offsetkompensation für 0Hz Eingangsfrequenz ist
schnell ermittelt: unendlich :-)
M.E. ist der Offset gar kein Problem, über das man sich jetzt Gedanken
machen sollte.

Autor: crazy horse (Gast)
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sehe ich auch so, kein Problem.
Wenn du beide Anschlüsse des Sensors frei hast (also nicht schon einer
auf Masse liegt:
LM393, Spannungsteiler auf Ub/2 an den +Eingang, Sensor zwischen + und
-Eingang, passenden Mitkopplungswiderstand, fertig. Funktioniert mit
wenigen mV Eingangssignal.

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Wow beim induktiven Sensor reden wir bei v ~ 0km/h ueber sehr kleine 
Spannungen... im Automotive Bereich ist das aber eher nicht der Fall.

Ideen?

Autor: Flow (Gast)
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Auf keinen Fall eine der beiden Halbwellen unterdrücken, damit 
verschwindet die Empfindlichkeit und ein Totzeit schleicht sich ein, im 
einfachsten Fall ist also eine Brückenschaltung anzuwenden.

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