Vstupní obvod měření 500V pulzů

[Avav]

Zdravím všechny bastlíře,
navrhuji jakýsi otáčkoměr pro motocykl, kde uvažuji snímat otáčky z frekvence na zapalovací cívce.
V nějakém aradiu jsem narazil na zapojení, kde se otáčky snímaly z kabelu (cívky) omotané okolo svíčkového kabelu, čehož se chci prozatím vyvarovat - nechci nic nezbytného přidávat.
Problém je v tom, že netuším jak navrhnout "vstupní obvod" na toto snímání. Tento obvod by měl inkrementovat binární čítač, který budu vyčítat ATmegou 328 (arduino ).
Napětí měřených pulzů se pohybuje dle použitého zapalování od 50V do cca 400V - dimenzoval bych to tedy minimálně na 500V. Pulzem by mělo být považováno napětí větší než cca 20V (pokud možno nastavitelná hodnota)
Přemýšlel jsem nad optočlenem se zenerkou či zapojením optočlenu a tranzistorů dle přiloženého obrázku. Bohužel mi pak pro 10mA na optočlen vycházejí šílené hodnoty výkonů pro rezistory či zenerku.
Otázka tedy zní, jakým způsobem tento obvod realizovat?
Jsem limitován místem na DPS a odběrem tohoto obvodu, takže nepřipadají v úvahu obrovské topící odpory či součástky (odběr pokud možno co nejmenší)
Napadlo mě použít nějaký OZ komparátor - měřené napětí přes dělič např. 1:25 komparovat s napájecím napětím (3,3V) přes dělič 1:3 → tudiž by bylo na referenčním vstupu komparátoru 1,1V a komparátor by tedy sepnul při měřeném napětí cca 27V.
Pokud to chápu správně, tak bych k tomuto účelu mohl použít např. tento
https://cz.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/LM6511IM-NOPB/?qs=QbsRYf82W3Fybhdqo5b0%252Bw%3D%3D
komparátor - možné napájet nesymetrickým napětím od 2,7V. Nějak se však nemůžu dočíst, zda je možné měřit větší napětí, než je napájecí.

Myslíte že je to takto realizovatelné? Nebo byste doporučili nějaké jiné zapojení?
Děkuji mnohokrát za odpovědi, Adam [/url]

[jardafiala]

Tak tohle je typický příklad vymýšlení vymyšleného. Uzemnit kousek vodiče a namotat jím na kabel od cívky pár závitů (opravdu stačí 5 - 10) je skutečně to nejjednodušší a bezporuchové řešení.....

[Avav]

Díky za rychlou odpověď
Proč vymejšlet žárovku když mi stačí louč...
Jak jsem psal - chci se toho prozatím vyvarovat, jelikož je to zbytečné protahování dalších kabelů někam, když tento signál mám pár centimetrů vedle zmíněného tachometru. Myslel jsem že třeba bude existovat nějaké jednoduché a existující zapojení, které toto bezproblémově řeší.

[Hill]

A zbytečně složitě.
Stačí derivovat napěťovou špičku malou kapacitou na velké napětí a poměrně malým odporem, a z něj přes další odpůrek dvě diody (jedna na kostru, druhá na plus) jako omezovač. Prvním sestupným průchodem derivovaného průběhu nulou nahazovat monostabilní klopný obvod s pevnou délkou kyvu do 2,5 - 5 ms, to vyhoví do 12 tisíc ot/min a vyloučí vliv dokmitávání na cívce.
A pak si to zpracuj, čím chceš, třeba i přes optokoppler, ale ani ten není nutný. Ono to spouštění hranou je daleko přesnější, než se nastavovat s prahovými úrovněmi, když se amplituda nepravidelně mění.
Ostatně spoustu let se přímo ten impuls z MKO jen zintegroval a výsledek se přivedl na měřidlo, takže, když už, co se dá dělat, trváš na procesoru, můžeš použít analogový vstup. I bez čítače.
Ale připomínám, že digitální údaj se z jízdy daleko hůře čte, zvlášť, když se otáčky právě mění. Poloha ručky se dá vyhodnotit kratším pohledem, protože o naprostou přesnost nejde takřka nikdy.

[Hill]

A zbytečně složitě.
Stačí derivovat napěťovou špičku malou kapacitou na velké napětí a poměrně malým odporem, a z něj přes další odpůrek dvě diody (jedna na kostru, druhá na plus) jako omezovač. Prvním sestupným průchodem derivovaného průběhu nulou nahazovat monostabilní klopný obvod s pevnou délkou kyvu do 2,5 - 5 ms, to vyhoví do 12 tisíc ot/min a vyloučí vliv dokmitávání na cívce.
A pak si to zpracuj, čím chceš, třeba i přes optokoppler, ale ani ten není nutný. Ono to spouštění hranou je daleko přesnější, než se nastavovat s prahovými úrovněmi, když se amplituda nepravidelně mění.
Ostatně spoustu let se přímo ten impuls z MKO jen zintegroval a výsledek se přivedl na měřidlo, takže, když už, co se dá dělat, trváš na procesoru, můžeš použít analogový vstup. I bez čítače.
Ale připomínám, že digitální údaj se z jízdy daleko hůře čte, zvlášť, když se otáčky právě mění. Poloha ručky se dá vyhodnotit kratším pohledem, protože o naprostou přesnost nejde takřka nikdy.

[Avav]

Děkuji mnohokrát, přesně takovou reakci jsem potřeboval
Chápu viz obrázek Vaše zapojení správně?
Pokud ano, jak byste tedy volil (počítal) hodnoty odporů a kondenzátoru?
(omlouvám se, jakmile dochází k výpočtům s kondenzátory, tak zbaběle utíkám )
Čítač plánuji použít, jelikož procesor mimo jiné bude měřit otáčky kola - rychlost napřímo přerušením a veškerá data zobrazovat na LCD displeji. Bojím se, že když bych k tomu přidal ještě otáčky motoru napřímo, tak by neměl uP moc času
Ještě jednou děkuji

[samec]

[sinclair]

Modré Amatérské Radio, ARB 3/1978.
Na titulní straně časopisu je vyfocen prakticky realizovaný otáčkoměr, jaký asi potřebuješ.

[Hill]

Tu časovou konstantu derivačního členu můžeš ještě zkrátit, normálně vyhoví kapacita 100 nF do odporu 1k. A k diodám odpor větší, klidně 4k7, takže zbytky špiček spolehlivě sežere rozvod od baterky. K "zemní" diodě paralelně dej kondík 4n7, pomůže sežrat případné kratší impulsy způsobené jiskrou samotnou.
Ty jehlové impulsy (šířky asi 100 µs na hladině +5 V) budou mít i bez cívky amplitudu nejméně 8V, s cívkou nepřesáhne 15 V, protože všechno navíc oříznou diody.
Předpokládám, že těmi impulsy chceš posouvat čítač, jehož stav si budeš periodicky číst a rovnou ho vynuluješ.
Jestli to hodláš řešit jinak, bylo by lepší těmi impulsy spouštět klopný obvod s dobou kyvu 2,5 až 5 ms a teprve pak dál zpracovávat.

[Hill]

Tu časovou konstantu derivačního členu můžeš ještě zkrátit, normálně vyhoví kapacita 100 nF do odporu 1k. A k diodám odpor větší, klidně 4k7, takže zbytky špiček spolehlivě sežere rozvod od baterky. K "zemní" diodě paralelně dej kondík 4n7, pomůže sežrat případné kratší impulsy způsobené jiskrou samotnou.
Ty jehlové impulsy (šířky asi 100 µs na hladině +5 V) budou mít i bez cívky amplitudu nejméně 8V, s cívkou nepřesáhne 15 V, protože všechno navíc oříznou diody.
Předpokládám, že těmi impulsy chceš posouvat čítač, jehož stav si budeš periodicky číst a rovnou ho vynuluješ.
Jestli to hodláš řešit jinak, bylo by lepší těmi impulsy spouštět klopný obvod s dobou kyvu 2,5 až 5 ms a teprve pak dál zpracovávat.

[Milan]

Ochránit vstupní obvody procesoru a snímat ten signál není zas až tak složité . Velké zklamání však může přinést všeliké rušení a překmity od zapalování šířící se vším vodivým včetně kostry. Takže bych doporučoval hodně přemýšlet , kam se to umístí , jaké dráty povedou k tomu i kolem a jak to odstíním a odruším, aby se procesor nezakoktával . Ale třeba budeš mít kliku , já ji často nemívám , protože tohle je občas "duchařina" .

[bum]

To samé podle uvedeného amára trochu upravené finguje v pohodě, jinou verzi mám osazenou mikrokontrolérem PICAXE 08M2 podle modrého Amatérského rádia řada B 2/1996. Schéma zapojení pro inspiraci je na webu v článku měření otáček spalovacího motoru, program pro PICAXE zobrazuje otáčky na LCD.

[jardafiala]

Ještě mě napadlo jedno docela elegantní řešení - použít odrušovací člen z LED zářivky (mám ho před sebou) - je to trafíčko s dvěma oddělenými vinutími 1:1, jedno připojit přes cca 100nF jako primár a druhé jenom kus odvinout, pak už by se zpracováním neměl být problém.

[EKKAR]

Bohatě stačí kapacitní vazba z vnitřní žíly zapalovacího kabelu na vodič několikrát omotanej kolem něj - jeden konec nechat volnej, jen přitisknutej k izolaci vn kabelu, druhej spojit se vstupním členem zapojeným podle Hilla. Na jeho výstupu budou jehlový impulsy s polaritou určenou otočením diod a s napětím omezeným právě těma diodama.

[EKKAR]

Bohatě stačí kapacitní vazba z vnitřní žíly zapalovacího kabelu na vodič několikrát omotanej kolem něj - jeden konec nechat volnej, jen přitisknutej k izolaci vn kabelu, druhej spojit se vstupním členem zapojeným podle Hilla. Na jeho výstupu budou jehlový impulsy s polaritou určenou otočením diod a s napětím omezeným právě těma diodama.

[fredis]

Viz první příspěvek...

[EKKAR]

Z prvního příspěvku je jasný, že tohle právě nechce, on chce ten vstup do čítače/předděliče (NA CO PROBOHA U TÝHLE FREKVENCE PŘEDDĚLIČ???) mít spojenej se zapalováním napřímo, galvanicky - a myslí si, že na kabelu je JENOM 500V, když i blbej fichtl jen s cívkovým zapalováním bez baterky dával na svíčce kolem 6-8kV... šáde s kontakto-bateriovým zapalováním měla na vn jímce z cívky kolem 10-12kV a fanouš s elektronickým zapalováním a zapaltrafem BOSCH měl na svících běžně 15-20kV ...).

[EKKAR]

Z prvního příspěvku je jasný, že tohle právě nechce, on chce ten vstup do čítače/předděliče (NA CO PROBOHA U TÝHLE FREKVENCE PŘEDDĚLIČ???) mít spojenej se zapalováním napřímo, galvanicky - a myslí si, že na kabelu je JENOM 500V, když i blbej fichtl jen s cívkovým zapalováním bez baterky dával na svíčce kolem 6-8kV... šáde s kontakto-bateriovým zapalováním měla na vn jímce z cívky kolem 10-12kV a fanouš s elektronickým zapalováním a zapaltrafem BOSCH měl na svících běžně 15-20kV ...).

[Hill]

Ne předdělič, ale čítač, který si hraboší impulsy, a je s konstantní periodou (například jednou za vteřinu) přečten a vynulován. Mezitím se procesor může věnovat jiné užitečné činnosti. Má to ten nedostatek, že při 12 tisících otáček to dělá 200 impulsů. A to je maximální rozlišení, které je to schopné vyhodnotit. Půlkrok neexistuje. Čili údaje budou 0 - 60 - 120 - 180 - ... - 6000 - 6060 - 6120 ..., prostě hodnoty mezitím nebudou. Buď tam ten impuls stihne vlítnout, nebo ne.
Osobně bych preferoval analogový otáčkoměr, jehož výstupní napětí se bude měřit analogovým vstupem procesoru. Pustím na vstup síťový kmitočet z tráfka 20 V a zkalibruji, aby ukazoval 3000 ot/min. Ostatní hodnoty by měly lineárně odpovídat. V tomto případě by bylo rozlišení vícebitové, takže jemnější. A taky se tím nemusí procesor zdržovat častěji.

[Hill]

Ne předdělič, ale čítač, který si hraboší impulsy, a je s konstantní periodou (například jednou za vteřinu) přečten a vynulován. Mezitím se procesor může věnovat jiné užitečné činnosti. Má to ten nedostatek, že při 12 tisících otáček to dělá 200 impulsů. A to je maximální rozlišení, které je to schopné vyhodnotit. Půlkrok neexistuje. Čili údaje budou 0 - 60 - 120 - 180 - ... - 6000 - 6060 - 6120 ..., prostě hodnoty mezitím nebudou. Buď tam ten impuls stihne vlítnout, nebo ne.
Osobně bych preferoval analogový otáčkoměr, jehož výstupní napětí se bude měřit analogovým vstupem procesoru. Pustím na vstup síťový kmitočet z tráfka 20 V a zkalibruji, aby ukazoval 3000 ot/min. Ostatní hodnoty by měly lineárně odpovídat. V tomto případě by bylo rozlišení vícebitové, takže jemnější. A taky se tím nemusí procesor zdržovat častěji.