Nhận RPM từ độ rung


7

Trước khi ai đó đề xuất một cảm biến hiệu ứng Hall gắn trên trục và LM2917, tôi nên giải thích rằng trên máy bơm nước chữa cháy diesel không có xung tach xung cũng không truy cập vào trục lái, đi trực tiếp từ động cơ vào máy bơm.

Mặc dù tôi đang thử nghiệm điều này trên máy bơm nước gia đình, nhưng có những ứng dụng khác cho giải pháp này, trong đó ít nhất là cảm biến tach không dây để sử dụng trong các hệ thống đo từ xa trên xe gắn trên cabin. Tôi đã cố gắng tránh đưa ra những bình luận chê bai công khai về sự bất lực rõ ràng của những người cài đặt chủ nhân của tôi để tìm ra một nhịp đập phía sau dấu gạch ngang, nhưng tôi nghĩ bình luận hợp lý khác của Peter Bennet xứng đáng có câu trả lời.

Tôi quan tâm đến việc sử dụng micrô hoặc bộ chuyển đổi tương tự để đo độ rung trong phạm vi 0 < f <1kHz.

Như Andy đã chỉ ra, RPM! = Hz. Vòi phun nước diesel xi lanh đơn bắn một lần cho mỗi hai vòng quay của tay quay, do đó, chạy ở tốc độ 3000RPM, tần số phát nổ chỉ là 25Hz. Điểm này đã cho tôi tạm dừng đáng kể. Tuy nhiên, động cơ không tạo ra một giai điệu thuần túy. Thứ nhất, toàn bộ khối động cơ có chức năng như một chiếc chuông. Nếu tôi nhớ lý thuyết chuông của mình sẽ tạo ra ít nhất năm âm công suất hợp lý (nó bắt đầu khá to!). Thứ hai, vách ngăn ống xả hoạt động bằng cách tạo ra một loạt các phản xạ phức tạp với khúc xạ có chủ ý. Sóng kết quả có tần số của sóng hài cơ nhiều lần. Để có câu trả lời đáng tin cậy, tôi sẽ phải sử dụng máy phân tích phổ. Hạnh phúc là có một trong công việc và trong khi tôi không thực sự biết cách sử dụng nó, tôi có những đồng nghiệp làm. Điều này sẽ chứng minh thú vị.

Thử nghiệm đầu tiên của tôi là một bộ Jaycar cung cấp hỗ trợ cuộc sống cho LM2917. Nó hoạt động tốt để phát hiện ngưỡng tần số, nhưng điều tôi muốn làm bây giờ là chuyển đổi tần số chi phối thành điện áp.

FFT không phải là tải tôi quan tâm để đặt trên một CPU nhúng đã bận rộn, nhưng nếu có một bộ phân tích phổ trên chip, điều đó sẽ rất tuyệt vời miễn là nó không khát hoặc đắt một cách lố bịch.

Điều tra LM2917 đã nói ở trên cho thấy rằng nó có thể được cấu hình như một bộ biến đổi tần số thành điện áp, chính xác là những gì được yêu cầu làm đầu vào cho SoC ARM.

Nói rộng ra (nếu tôi đã hiểu chính xác các tài liệu) thì đó là sự sắp xếp bơm sạc bên trong LM2917 với một số thông minh op-amp để tạo ra điện áp đầu ra tương quan tuyến tính với tần số.

Hình 33 của ghi chú ứng dụng trong tài liệu TI cho LM 2917 có tiêu đề "Bộ chuyển đổi tần số sang điện áp với Bộ lọc Butterworth 2 cực để giảm Ripple", chính xác là những gì tôi muốn. Đầu ra được chia tỷ lệ tuyến tính từ Gnd đến Vcc với phạm vi được điều chỉnh bởi điện trở cống trên mặt đất ở chân 3, vì vậy bây giờ tôi đoán câu hỏi đã biến đổi thành ...

Điều gì liên quan đến việc sử dụng micrô để cung cấp f (in) cho LM2917?

Một chút đào cho thấy một micro electret là một tổ hợp có tụ điện trong đó khoảng cách giữa các bản thay đổi theo áp suất không khí và sự thay đổi nhỏ trong C được chuyển đổi thành tín hiệu bởi một op-amp nhúng. Bạn phải cung cấp năng lượng, và phạm vi điện áp đầu ra được xác định bởi điện áp cung cấp.

Vấn đề mà Andy đã ám chỉ là các tần số này quá thấp nên việc tích hợp tín hiệu sẽ không hoạt động tốt. Toàn bộ chiến lược của tôi thực sự phụ thuộc vào việc đúng về sóng hài. Hãy theo dõi (xin lỗi, không thể cưỡng lại nó).


Đã lâu rồi tôi không có tài liệu tham khảo, nhưng thuật toán 'entropy tối đa' hoặc 'tất cả các cực' có thể nhanh chóng tìm thấy một hoặc hai tần số vượt trội, nhanh hơn rất nhiều so với FFT.
Bobbi Bennett

2
Khi suy nghĩ về tải tính toán, hãy nhớ rằng trong khi bạn phải thu thập dữ liệu ở "tốc độ tối đa", bạn chỉ phải xử lý dữ liệu theo tốc độ được xác định bởi tần suất bạn muốn có câu trả lời mới. Nếu đó chỉ là một vài lần một giây (nếu bạn đang lái xe chỉ báo, không đóng vòng điều khiển) thì bạn có rất nhiều thời gian trong điều khoản máy tính.
Chris Stratton

Tinytach ( tinytach.com ) chế tạo máy đo tốc độ diesel sử dụng cảm biến kẹp trên đường phun nhiên liệu và dường như cảm nhận được xung phun. Có lẽ họ có thể giúp bạn.
Peter Bennett

2
20kHz chuyển đổi thành tốc độ quay 1,2 triệu vòng / phút. Bạn có chắc là bạn đã hiểu đúng không? Đó là tất cả về việc lọc mic chỉ cho phép các tần số đó nằm trong phạm vi có khả năng của vòng / phút THỰC.
Andy aka

1
Về vi điều khiển đang thực hiện FFT, vui lòng xem chủ đề này trên các diễn đàn Arduino: Từ bài đăng được liên kết, " ... bạn sẽ bị sốc như tôi với tốc độ FFT chạy .. trong quá trình thực hiện của tôi, không chỉ là của chúng tôi Arduino nhỏ đang thực hiện lấy mẫu và FFT, nó cũng tạo ra video tổng hợp, hoàn toàn bằng mã, nhờ vào thư viện TVout. ... nó đang cập nhật (có nghĩa là một mẫu / quá trình / màn hình hiển thị) màn hình với tốc độ khoảng 10 lần mỗi giây . "
Anindo Ghosh

Câu trả lời:


1

Đừng cả đầu của trục khuỷu biến mất vào điều không thể tiếp cận? Không có cách nào để có được bất kỳ bộ phận quay nào - bánh công tác bơm, bơm tiêm, đai cam / xích / bánh răng, bánh răng khởi động ...?

Viết ra bất kỳ loại cảm biến miễn cưỡng hoặc cảm biến hội trường nào trên bất kỳ bộ phận quay nào (có vẻ như rất xa vời, nhưng để tranh luận ...) cũng có những cách khác có thể dễ dàng hơn để cảm nhận RPM so với micrô - mặc dù cảm biến tiếng gõ ô tô được điều chỉnh micrô và bạn có thể gặp may mắn với một trong số đó.

Bạn có thể cảm nhận xung từ kim phun nhiên liệu, ống xả, bơm phun. Tôi cho rằng bạn hoàn toàn không có máy phát điện xoay chiều hoặc xoay điện, nếu không thì Ripple / AC từ bất kỳ thứ nào trong số đó là một chiến thắng dễ dàng.

Mạch LM2917 là một mạch rất cũ và tôi thực sự không hiểu tại sao ngày nay nó hữu ích - chuyển đổi RPM thành điện áp dường như không phải là một việc hữu ích để làm; Nếu bạn đang hiển thị nó trên một thước đo RPM tiêu chuẩn, thì bạn muốn nắm bắt tần số thống trị / tần số đích và lọc / điều chỉnh nó để phù hợp với thước đo RPM, sẽ mong đợi các xung. Nếu bạn đang thu thập dữ liệu bằng bộ vi xử lý để truyền hoặc ghi nhật ký, v.v. thì micro có thể đếm xung một cách vui vẻ như nó có thể đọc ADC, nhưng lỗi sẽ thấp hơn nhiều nếu bạn chỉ lọc mạch xung thay vì thực hiện một chuyển đổi f-to-v tương đối mơ hồ.


Nó thực sự là một cỗ máy tối giản. Theo nghĩa đó, nó gần như là một tác phẩm nghệ thuật, mặc dù chỉ có một kỹ sư có thể nghĩ như vậy! Một đầu kết thúc bên trong một kênh dầu với một rãnh thông minh phục vụ để bơm dầu vào ổ trục liền kề, sau đó có một vật thể đối trọng với một chốt xuyên qua conrod, sau đó là một ổ trục khác, sau đó thông qua một con dấu vào buồng bơm kết thúc bên trong bánh công tác (được bôi trơn bằng nước). Kim phun là hoàn toàn cơ khí.
Peter Wone

Vì vậy, có khá nhiều bit quay mà cảm biến VR hoặc cảm biến hội trường có thể nhận được?
John U

Tôi nêu quan điểm của bạn, nhưng bạn có gợi ý tôi khoan một lỗ trên bánh đà và dán một nam châm vào đó không? Tất cả những nơi có thép di chuyển đều nằm trong vỏ nhôm đúc. Một người đầy dầu nóng và người kia đầy nước bẩn. Ngoài ra, một trong những mục tiêu của tôi là tránh phải cài đặt cảm biến và chạy cáp. Tôi biết nó sẽ hoạt động tốt ở đây nhưng nó sẽ không giúp tôi bù đắp cho những thiếu sót của trình cài đặt.
Peter Wone

Cảm biến VR không cần nam châm, chỉ cần bất kỳ vật màu sần nào đi ngang qua chúng - vì vậy chúng có thể cảm nhận được răng bánh đà, răng thời gian / bánh răng hoặc các tính năng đúc, bàn phím trục, xích đi ngang qua, thậm chí là đối trọng trục khuỷu đang đến. Răng bánh đà sẽ cho độ đọc độ phân giải rất cao, bạn có thể dễ dàng phát hiện ra một misfire xi lanh đơn bằng cách định thời răng (mặc dù không có xung / răng chỉ số nào đó mà bạn không thể nói đó là cái gì). Tra cứu hệ thống Ford EDIS vận hành cho một hệ thống VR tốt.
John U

Cảm ơn, John, tôi sẽ làm điều đó. Trong thực tế tôi vừa làm, và học được một cái gì đó. Về cơ bản, cảm biến miễn cưỡng biến đổi này là một máy dò kim loại, và răng đi qua tạo ra biến dạng trường (biến đổi trong miễn cưỡng) có thể đo được. Còn về điều đó, bạn học được điều gì đó mới mỗi ngày ...
Peter Wone
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.