Holen Sie sich die Drehzahl durch Vibration

Bevor jemand einen wellenmontierten Hall-Effekt-Sensor und einen LM2917 vorschlägt, sollte ich erklären, dass bei einer Diesel-Feuerlöschwasserpumpe weder ein Drehzahlimpuls der Lichtmaschine noch ein Zugang zur Antriebswelle vorhanden ist, die direkt vom Motor in die Pumpe gelangt.

Obwohl ich dies an meiner Wasserpumpe zu Hause teste, gibt es andere Anwendungen für diese Lösung, nicht zuletzt als drahtloser Drehzahlsensor zur Verwendung in kabinenmontierten Fahrzeugtelemetriesystemen. Ich habe versucht, keine abfälligen öffentlichen Kommentare über die offensichtliche Unfähigkeit der Installateure meines Arbeitgebers abzugeben, einen Drehzahlimpuls hinter dem Armaturenbrett zu finden, aber ich denke, Peter Bennets ansonsten vernünftiger Kommentar verdient eine Antwort.

Ich bin an der Verwendung eines Mikrofons oder eines ähnlichen Wandlers interessiert, der Vibrationen im Bereich von 0 < f <1 kHz misst.

Wie von Andy hervorgehoben, ist RPM! = Hz. Die Einzylinder-Diesel-Wasserpumpe zündet einmal pro zwei Umdrehungen der Kurbel, sodass bei 3000 U / min die Detonationsfrequenz nur 25 Hz beträgt. Dieser Punkt gab mir eine beträchtliche Pause. Motoren erzeugen jedoch keinen reinen Ton. Erstens fungiert der gesamte Motorblock als Glocke. Wenn ich mich an meine Glockentheorie erinnere, die mindestens fünf Töne angemessener Leistung erzeugen sollte (sie beginnt ziemlich laut!). Zweitens induziert die Abgasblende eine komplizierte Reihe von Reflexionen mit bewusster Brechung. Die resultierende Welle hat ein Vielfaches der Frequenz der Basisharmonischen. Um eine zuverlässige Antwort zu erhalten, muss ich einen Spektrumanalysator verwenden. Glücklicherweise ist einer bei der Arbeit und obwohl ich nicht wirklich weiß, wie ich ihn verwenden soll, habe ich Kollegen, die das tun. Dies sollte sich als interessant erweisen.

Mein erstes Experiment war ein Jaycar-Kit, das einen LM2917 lebenserhaltend unterstützt. Es hat gut funktioniert, um eine Frequenzschwelle zu erkennen, aber jetzt möchte ich die dominante Frequenz in eine Spannung umwandeln.

FFT ist keine Last, die ich gerne auf eine eingebettete CPU lege, die bereits ausgelastet ist. Wenn sich jedoch ein Spektrumanalysator auf einem Chip befindet, wäre dies hervorragend, solange es nicht durstig oder lächerlich teuer ist.

Die Untersuchung des oben genannten LM2917 zeigt, dass er als Frequenz-Spannungs-Wandler konfiguriert werden kann, was genau der Eingang für einen ARM-SoC ist.

Im Großen und Ganzen (wenn ich die Dokumente richtig verstanden habe) handelt es sich um eine Ladungspumpenanordnung im LM2917 mit einer gewissen Klugheit des Operationsverstärkers, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die linear mit der Frequenz korreliert.

Abbildung 33 der App-Hinweise in der TI-Dokumentation für den LM 2917 trägt den Titel "Frequenz-Spannungs-Wandler mit 2-poligem Butterworth-Filter zur Reduzierung der Welligkeit", was ziemlich genau das ist, was ich wollte. Der Ausgang ist linear von Gnd nach Vcc skaliert, wobei der Bereich durch den Drain-Masse-Widerstand an Pin 3 bestimmt wird. Jetzt ist die Frage wohl zu ...

Was ist mit der Verwendung eines Mikrofons zur Versorgung von f (in) eines LM2917 verbunden?

Ein wenig Graben zeigt, dass ein Elektretmikrofon eine Baugruppe mit einem Kondensator ist, bei der sich der Abstand zwischen den Platten je nach Luftdruck ändert und die winzige Änderung von C von einem eingebetteten Operationsverstärker in ein Signal umgewandelt wird. Sie müssen Strom liefern, und der Ausgangsspannungsbereich wird durch die Versorgungsspannung bestimmt.

Das Problem, auf das Andy anspielte, ist, dass diese Frequenzen so niedrig sind, dass die Signalintegration nicht so gut funktioniert. Meine ganze Strategie hängt wirklich davon ab, ob ich mit den Harmonischen Recht habe. Bleib dran (sorry, konnte nicht widerstehen).

Sie beide Enden der Kurbelwelle in unzugängliche Dinge verschwinden? Gibt es überhaupt keine Möglichkeit, an ein rotierendes Teil zu gelangen - das Pumpenlaufrad, die Einspritzpumpe, den Nockenriemen / die Kette / das Zahnrad, das Anlasserzahnrad ...?

Wenn Sie eine Art variablen Reluktanz- oder Hallsensor auf einem rotierenden Teil abschreiben (was weit hergeholt zu sein scheint, aber aus Gründen der Argumentation ...), gibt es auch andere potenziell einfachere Möglichkeiten, die Drehzahl zu erfassen als ein Mikrofon - obwohl Kfz-Klopfsensoren abgestimmte Mikrofone sind und Sie könnten Glück mit einem von denen haben.

Sie können Impulse von Einspritzdüsen, Auspuffkrümmer und Einspritzpumpe erfassen. Ich gehe davon aus, dass Sie überhaupt keine Lichtmaschine oder rotierende Elektrik haben, sonst ist die Welligkeit / Wechselstrom von all diesen ein einfacher Gewinn.

Die LM2917-Schaltung ist sehr alt, und ich verstehe nicht wirklich, warum sie heute nützlich ist - die Umwandlung von Drehzahl in eine Spannung scheint keine nützliche Sache zu sein. Wenn Sie es auf einem Standard-Drehzahlmesser anzeigen, möchten Sie die dominante / Zielfrequenz erfassen und entsprechend der Drehzahlanzeige filtern / konditionieren, die Impulse erwartet. Wenn Sie die Daten mit einem Mikroprozessor zur Übertragung oder Protokollierung usw. erfassen, kann das Mikro Impulse genauso glücklich zählen wie einen ADC. Der Fehler ist jedoch viel geringer, wenn Sie nur die Impulsfolge filtern, anstatt dies zu tun eine relativ vage Umwandlung von f in v.