Tutaj zobaczymy, jak prosty, ale dokładny analogowy obwód prędkościomierza można zbudować w domu, używając tylko jednego układu scalonego i kilku zewnętrznych elementów pasywnych. Prędkościomierz może być używany ze wszystkimi pojazdami dwu- i trzykołowymi, a nawet w rowerach do wskazywania prędkości.
Korzystanie z konwertera częstotliwości na napięcie
W moim poprzednim artykule dowiedzieliśmy się o tych cudownych Układy scalone 2N2907 / 2N2917 które są w zasadzie przetwornikami częstotliwości na napięcie i dlatego doskonale nadają się do wszystkich zastosowań związanych z pomiarem częstotliwości.
Nawiązując do prostego schematu obwodu prędkościomierza poniżej, widzimy układ scalony LM2907 zajmujący centralne miejsce w konfiguracji i stanowiący główne urządzenie wykrywające.
Działanie obwodu
Jak widać, wnętrze układu scalonego składa się z wejściowego komparatora różnicowego, za którym znajduje się pompa ładująca, bufor wzmacniacza operacyjnego i stopień wzmacniacza wtórnika emitera.
Pin nr 1 układu scalonego staje się obrotomierzem wprowadza i przyjmuje informacje o odbiorze magnetycznym w postaci zmiennych impulsów magnetycznych.
Różnicowy wzmacniacz operacyjny porównuje wejście z odniesionym do masy wejściem odwracającym i wzmacnia nawet najmniejszy impuls wykryty na pinie # 1.
Zadaniem stopnia pompy ładunkowej jest utrzymywanie i pompowanie powyższych wzmocnionych sygnałów w taki sposób, że wraz ze wzrostem częstotliwości odpowiednie wzmocnione wyjście ze stopnia różnicowego jest podtrzymywane i proporcjonalnie wzmacniane w następnym stopniu buforowym wzmacniacza operacyjnego.
Osiąga się to dzięki obecności kondensatorów na pinie # 2 i rezystorze na pinie # 3 układu scalonego.
Ostateczny proporcjonalnie wzmocniony potencjał jest podawany przez wtórny tranzystor emitera przez rezystor 10k.
Jak podano na wykresie, czułość wyjściowa wynosi tutaj około 1 V na każde 67 Hz, co oznacza, że jeśli częstotliwość osiągnie 67 + 67 = 134, spowoduje to liniowe wyjście 2 V i tak dalej.
Obliczanie napięcia wyjściowego
Mówiąc dokładniej, napięcie wyjściowe można po prostu obliczyć za pomocą wzoru:
VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx ,
gdzie Rx to rezystor na pinie nr 3, a Cx kondensator na pinie nr 2 układu scalonego.
Można to bezpośrednio odczytać, podłączając analogowy woltomierz z ruchomą cewką do rezystora 10k.
Czujnik magnetyczny dla proponowanego obwodu prędkościomierza może być wykonany przez nawinięcie 50 zwojów drutu 30SWG na mały pierścień ferrytowy.
Koło powinno być uzupełnione magnesem o odpowiednich wymiarach, przyczepionym lub zamocowanym na obręczy, tak aby oba elementy stykały się ze sobą raz przy każdym obrocie.
Schemat obwodu
Jeśli czujnik halla jest przeznaczony do wykorzystania jako czujnik, wówczas pin1 układu scalonego można zmodyfikować za pomocą zewnętrznego stopnia BJT, jak pokazano poniżej, w celu wykrywania wymaganej częstotliwości.
Do integracji czujnika Halla
Poprzedni: Obwód przełącznika czujnika pochylenia Dalej: Obwód alarmowy ograniczenia prędkości pojazdu
