Étape 1: Comment faire un pouls très faible à un niveau logique
Le défi :
Le capteur indiqué dans l’image est celui que j’ai dépouillé vers le bas. Un capteur de journal NASA Marine Clipper. La pagaie est un que j’ai frappé vers le haut pour jouer avec, comme le vieux a été tiré.
C’est une conception passive très simple à deux fils qui se compose d’une bobine avec une barre de fer au centre de la partie statique. La roue à aubes a des aimants dans deux des pales générant un petit courant dans la bobine quand ils passent.
Vous pouvez voir sur la trace de la portée de la sortie du capteur. C’est un signal très faible, pas du tout approprié comme une entrée numérique. Par ailleurs, le plus lent du paddle tourne, plus l’amplitude.
Nous avons besoin convertir cela en une impulsion de niveau logique cohérente et fiable avant que nous puissions aller de l’avant.
La Solution :
Sans aucun doute une tâche pour amplis op.
Le circuit, avec que je suis venu peut être divisé en cinq étapes. Je vais décrire chaque étape en bref, ce qu’il fait et pourquoi il est là.
1. une configuration amplificateur de gain élevé instrumentation.
Nous avons besoin de quelques sérieux gain sur cette section si nous allons transformer ce signal utile. Heureusement, nous ne sommes pas particulièrement intéressées par la préservation de la forme de l’impulsion alors peu importe si nous roulons les amplificateurs aux rails et couper les extrémités des impulsions. En fait, il travaille à notre avantage à le faire.
2. un premier ordre filtre passe-bas
La fréquence des impulsions nous intéresse sont relativement faibles.
L’émetteur de Bluetooth module (HC-06) crée un bruit fréquence plus élevé autour de 10KHz qui apparaît sur l’entrée de l’amplificateur. Cela se traduit par des lectures erronées d’autour de 1900Kts
100Hz équivaut à propos 18Kts. La vitesse de coque de mon bateau est d’environ
6.5Kts, Oui 100 Hz semblait être un bon point pour quitter les hautes fréquences.
Le filtre (un capicitor et une résistance) apparaît après l’étage amplificateur et pas devant elle pour une bonne raison.
S’il était devant la scène amp elle forment un circuit accordé avec la bobine du capteur et résonner loin produisant un flux régulier d’impulsions non désirés. Après l’étape de l’amp, il n’y a aucun danger de ce produit.
3. un tampon
Le tampon dans ce cas pourrait être supprimé. Il est présent, parce que j’ai eu un rechange ampli-op et je ne voulait pas qu’elle va haywire et affectant les autres dans le package. Je pourrais juste attaché les entrées à la masse virtuelle, mais il était plus facile de l’inscrire comme un tampon.
4. un trigger de Schmitt
Maintenant, nous savons ce que nous pouvons nous attendre à la sortie des premières étapes, nous pouvons transformer en une logique adaptée en forme de signal.
Un trigger de Schmitt est un excellent moyen d’y parvenir. Sans entrer dans trop de détails ici, il se déclenche à deux endroits. Le premier, lorsque l’entrée atteint une tension spécifiée enverra la sortie basse. Et le second, lorsque l’apport est inférieur à une tension spécifiée enverra la sortie élevée.
Puisque nous recherchons seulement un déclencheur de gates pulse et logique sur une arête soit montante ou descendante, nous ne sommes pas dérangés si le signal est inversé ou non. En l’occurrence, le signal est inversé par l’amplificateur d’instrumentation et à nouveau par le trigger de schmitt donc il finit de la même manière vers le haut.
5. une diode Zener
Il y a un attelage léger avec le circuit jusqu'à présent parce que nous utilisons une alimentation 9V de rail simple.
Pour exécuter un ampli-op, il faut + et - rails d’approvisionnement. Puisque traînaient un régulateur 9V coupe l’alimentation de 12V de bateaux, nous n’avons pas cela.
La façon de résoudre ce problème consiste à créer une masse virtuelle qui se trouve à 1/2 de la tension d’alimentation. Cela permet de nous + 4,5 v et - 4,5 v par rapport à notre nouveau terrain et nos amplificateurs se balancer positives et négatives.
Pour le signal logique cependant, nous voulons une oscillation de 0V à 5V par rapport au sol réel.
À quelques pas dans la diode Zener à la rescousse ! Il clipse dans ce cas la sortie vers 4.7V.
Maintenant parce que nous savons ce qui est la sortie de la bascule de Schmitt nous savons désormais que nous aurons une oscillation fiable entre une logique 0 et une logique 1.
J’ai inclus une trace du modèle LTSpice que j’ai utilisé pour simuler le circuit avant que j’ai sorti mon fer à souder.
La clé est comme suit :
Vert - signal d’entrée
Bleu - sortie de l’étage amplificateur de l’instrumentation
Rouge - la sortie après le trigger de Schmitt et une diode Zener.
Si vous n’êtes pas familier avec LTSpice, il vaut bien se familiariser. Il est facile à utiliser, très puissant et gratuit.
Vous devez toujours faire vos calculs, mais une fois que vous êtes dans le parc de balle droite, peaufinage est rapide et facile, et on ne se retrouve avec un gros tas de composants sur votre banc une fois que vous avez terminé.
