Sinus zu Rechteck (mit kleiner Komplikation)

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Autor
Sinus zu Rechteck (mit kleiner Komplikation)

    







BID = 460709

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg
 

  


Hallo!

Ich habe aus einem Drucker den Sensorteil ausgebaut, der die Umdrehungen der Walze überwacht (also so eine Doppelgabellichtschranke und Plastikscheibe mit feinen Linien drauf). Wenn sich nun die Scheibe in der Lichtschranke dreht, bekomme ich zwei Sinussignale (um 90° verschoben zur Richtungserkennung [PS: hast das einen Namen?]). Dreht sich die Scheibe langsam, sind Minimum bzw. Maximum 1,3 und 4,3 Volt (bei 5 Volt Betriebsspannung). Dreht sich die Scheibe schneller, verringert sich die Amplitude und die Werte liegen bei 1,8 und 3,1. Das heißt der Mittelwert verschiebt sich mit der Geschwindigkeit!

Aus einem konstanten Sinus ein 50-50-Rechteck zu machen ist mit Schmitt-Trigger bzw. Opamp kein Problem. Aber wie gehe ich das an, wenn sich der Vergleichswert ständig ändert?

BID = 460715

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Reduziere den LED Strom, damit der Detektor nicht übersteuert wird.

Wenn der Detektor linear arbeitet, sind keine quadratischen Anteile in der Kennlinie vorhanden, denn die sind für die Gleichrichtung des Wechselsignals und die daraus folgende DC-Verschiebung verantwortlich.


_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 460861

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg

Das scheint nicht viel zu nützen. Reduziere ich die Spannung, skaliert einfach das ganze Ausgabesignal entsprechend, das heißt der Mittelwert des Sinus ändert sich immer noch (obwohl der absolute Wert natürlich geringer ist).

Was mehr Erfolg verspricht ist wohl ein RC-Glied am Ausgang (ich habe jetzt nur kurz getestet). Hinter dem Widerstand habe ich dann ungefähr den Mittelwert der Sinusspannung davor. Wenn ich den Wert dann als Vergleichswert am Opamp verwende sollte ich theoretisch immer ein 50-50-Rechtecksignal herausbekommen. Ich habe jetzt nur ein Problem mit der Restwelligkeit.

Zu kleiner Kondensator: kein konstanter Wert
Zu großer Kondensator: der Wert passt sich erst nach einiger Zeit dem Mittelwert der Sinusspannung an
Zu kleiner Widerstand: das Sinussignal wird zu stark verzerrt

Wie komme ich da auf die optimalen Werte? (die Frequenz liegt zwischen 10 und 100 kHz)

BID = 460866

yehti

Schriftsteller



Beiträge: 723
Wohnort: Plattstedt

Moin!
Deiner Beschreibung nach ist der Sinus mit einer Gleichspannung überlagert.
Trenne die mal mit einem RC-Hochpaß ab.
Gruß Gerrit

_________________
SIE sagen, ich wäre VERRÜCKT!
SIE sagen, ich wäre WAHNSINNIG!!!
Ja, was soll ich dazu sagen...?
SIE haben recht!



Ottokar Funkenspotz aka MEGAVOLT

BID = 460958

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg

Der Gleichspannungsanteil stört mich gar nicht, sondern ist sogar praktisch da ich dann keine negative Spannungsversorgung brauche. Ich habe das jetzt wie auf dem Bild unten aufgebaut. Widerstands- und Kondensatorwert habe ich durch probieren angepasst (obwohl ich immer noch gerne wüsste, wie man rechnerisch zumindest auf die Größenordnung kommt).

In der Theorie kommt so auch ein schönes 50-50-Rechteck heraus, egal wie hoch der Gleichspannungsanteil der Sinusschwingung ist. Praktisch macht aber der Komparator nicht mit. Während das Öffnen des Transistors im Komparator (open collector Ausgang) so gut wie sofort geht (gar nicht genauer gemessen), dauert das vollständige Schließen 4µs. Da eine Periode der Schwingung gerade mal 8µs dauert kommt also ein abgerundeter Sägezahn heraus.

Aber ich habe gemerkt, dass das ganze sowieso viel zu schnell ist. Ich wollte das ganz mit einem µC weiterverarbeiten. Wenn ich die beiden Sinuse des Sensors in Rechtecksignale umgewandelt habe, ergibt das einen Gray-Code. Um da mithalten zu können müssten zumindest alle 2µs beide Signale abgetastet werden. Da bleibt bei einem atMega nicht mehr viel Rechenzeit übrig, um sonst noch was zu machen.

Im Endeffekt sollte das ganze ein Versuch sein, eine genaue Drehzahl einstellen zu können und diese zu halten (ohne weiteren Hintergrund, ich hatte einfach die Teile herumliegen und wollte was lernen). Aber es sieht wohl so aus als bräuchte ich noch irgendeine Art von Getriebe. Ein Frequenzteilen ist ja leider nicht möglich ohne den Gray-Code zu zerstören.




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