Interprétation d'un capteur de rotation

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Bonjour à tous,

J'aimerais interpréter un signal de capteur de régime sur un véhicule agricole qui est situé sur une sortie de boite de vitesse afin de l'interpréter avec une carte méga et l'intégrer dans un projet plus vaste par la suite.

Voici le capteur :

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J'ai branché mon oscilloscope aux deux fils du capteur, je vous joins la vidéo du signal avec les valeurs de tension mini maxi du signal avec le véhicule qui accélère de plus en plus.

Vidéo du signal

Plus le véhicule avance vite vite et plus la tension analogique augmente et rapproche sa période.

Pour lire une valeur sur une carte méga, ayant une tension max du capteur d'environ 16 Vcc, puis je installer un pont diviseur de tension pour atteindre 5 V max et ensuite lire sur une entrée analogique de la carte ?

Quelqu'un peut il m'expliquer le fonctionnement du capteur ?

Merci par avance

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Bonjour @udina

Principe utilisé : induction électromagnétique, par exemple :

aimant(s) en rotation face à l'axe dune bobine . l'approche et l'éloignement de l'aimant (ou des aimants) produit une tension alternative dont la fréquence est en rapport avec la fréquence de rotation de l'aimant (des aimants)

alternative fréquente pour de nombreux capteurs inductifs : la partie métallique tournante a une encoche, l'aimant (fixe) est dans l'axe de la bobine donc dans le capteur.

Tout dépend ensuite ce que tu veux faire de ce signal.
Si tu veux présenter une belle sinusoîde à une entrée analogique tu as deux chose à faire :
-décalage pour que la tension reçue par l'Arduino ne soit jamais négative
-réduire l'amplitude crête à crête pour rester dans la plage 0v à 5v

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R1 = 3 x R2 pour diviser par 4 la tension issue du capteur (coefficient à définir)
R3 = R4 pour avoir 2,5v au repos sur l'entrée analogique
C pour transmettre le signal qui à gauche du condensateur est centré sur 0V et à droite sur 2,5V

Si seul le régime moteur t'intéresse tu peux envoyer un signal carré sur une entrée numérique

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Bonjour,

C'est dommage, on ne voit pas sur la vidéo la mesure de la fréquence

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En haut à droite sur l'écran

800 à 900hz?

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oui , ce serait cohérent avec les 2ms par division de la base de temps si j'interprète bien le haut de l'écran

et avec les presque 30V crête, le pont diviseur 'atténuateur' doit diviser par plus que 4 pour arriver à moins de 5V cac !!

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Merci pour toutes ces explications, je vais étudier ce soir les différents schémas proposés.

Voici une vidéo plus précise de l'écran :

Vidéo du signal avec écran intégral

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Merci pour la vidéo + précise.

1000Hz, si c'est la vitesse de l'arbre moteur, c'est juste 60 000 tours/mn, c'est cohérent?

Ça me semble énorme!

Tu veut extraire quoi de tes mesures, a priori la valeur crête à crête augmente avec la fréquence jusqu'à une certaine valeur, puis diminue dans les hautes fréquences.

Donc sa mesure ne me semble pas parlante.

Mesurer la fréquence est tout à fait possible, il doit y avoir des tas de montage élec approuvé pour cela sur le Net ou sur ce forum, reste à savoir si c'est cela qui est recherché.

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Dans l'idée, je souhaites juste détecter une tension pour connaitre si un mouvement du pignon est en cours ce qui va me permettre d'intégrer cette détection de tension en tant que sécurité dans une condition.
Il ne s'agit pas d'un capteur de rotation d'arbre moteur, c'est un capteur de régime d'un arbre de sortie de d'entrainement d'un pont avant.
Je souhaite juste comprendre son fonctionnement afin d'affuter mes connaissances grâce à vos conseils.

Je vais essayer de trouver la forme de la roue denté et du capteur entier afin que vous ayez toutes les données.

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Si tu veut procéder par analogie, compare ton capteur à une dynamo de vélo qui fonctionne grâce à l'effet de l'évolution d'un champ magnétique sur un conducteur.

C'est quoi une dynamo de vélo, c'est un aimant fixé sur un rotor entrainé par la roue, et une bobine fixe, le stator, enroulée autour du rotor (l'aimant tourne dans la bobine).

Quand l'aimant tourne, le champ magnétique tourne aussi et son évolution sur le conducteur qui constitue la bobine statorique crée un courant sinusoïdale dans la bobine

On va faire simple, plus tu tourne vite, plus la fréquence augmente, elle est identique à la fréquence de rotation, et plus la tension au bornes de la bobine augmente.

Ton capteur se comporte de la même façon.

Tu veut détecter un mouvement, le probléme que je vois, c'est que lorsque le mouvement est faible, la tension de sortie de ton capteur est faible aussi.

Avec le montage que propose @al1fch tu peux effectivement surveiller si ton systéme bougé.

Au repos tu devrait mesurer 2.5V +/- du bruit.

Si tu surveille ta tension à

2,5 - Seuil < Tension mesurée < 2,5 + seuil
par exemple
2 < Tension mesurée < 3
(Seuil=0.5V)

Si la Tension mesurée sort de ces limites, c'est que l'axe tourne.

Reste à savoir, par des essais je pense, quelle valeur donner à Seuil, vérifier si la boucle de mesure est assez rapide (à basse vitesse, donc basse fréquence, c'est plus facile) s'il ne faut pas amplifier et filtrer la Tension mesurée pour mieux détecter une rotation à basse vitesse.

Tu peux déjà mesurer à l'oscillo qu'elle est la forme du signal à la vitesse que tu aimerais détecter en jouant sur les calibre de ton oscillo pour avoir une bonne mesure.

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Merci pour ton approche pédagogique :+1:
Je reviendrais dans les jours qui viennent avec quelques tests.

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Bonsoir à tous,

Je viens de faire une platine avec la résistence de 1Khom et la diode zéner de 5V.
L'arrivée du signal du capteur arrive sur le cable rouge, entre dans la résistence et sort sur le cable jaune en direction d'un pin numérique d'une carte UNO. La diode zéner régule le surplus de 5V vers la masse fils noir.

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Je test demain ce petit montage par contre, pour le montage avec les résistances et le condensateur, ça reste encore un peu abstrait pour moi pour le moment, j'ai posé sur le schéma ci-dessous différentes questions, si quelqu'un peut me donner des informations complémentaires ?

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J'essai de m'appuyer sur le site suivant pour le diviseur de tension ( DigiKey ), est ce une bonne solution ?

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oui

Pour le condensateur (valeur non critique) : étude de filtre passif passe haut du premier ordre en tenant compte de la plus basse fréquence que tu veux transmettre sans atténuation (bas régime du moteur, 100Hz peut-être au vu des oscillogrammes fournis) et des résistances environnantes .

Si comme mois tu as la flemme, que les résistances autour restent modérées (qq kOhm , qq dizaines de kOhm au plus) mets un électrolytique de 10µF , donc un condensateur polarisé dont la borne positive est au point milieu de R3 et R4.

objectif : obtenir à droite du condensateur une tension entre 5V et 0V comme la courbe continue bleue ci dessous alors qu'à gauche du condensateur la tension est comme la courbe pointillée bleue entre +2,5V et - 2,5V

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Merci, je fais des tests d’ici vendredi avec les oscillogrammes en illustration.

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Si je peux me permettre de rajouter quelques info non contradictoires?

Je me permets.

Le module de l'impédance d'un condensateur parfait Z = 1 / (C x 2 x Pi x f)
f, c'est la fréquence de la tension aux bornes du condensateur.

Donc en trés basse fréquence f ----> 0 et Z ----> l'infini
En très basse fréquence, le condensateur équivaut à un circuit ouvert, le courant continu ne passe pas.
En trés hautes fréquence Z ----> 0, le condensateur laisse passer le courant haute fréquence.

On dit que monté tel qu'il est dans ce montage, c'est un "filtre passe haut" qui laisse passer les hautes fréquences.

Pour choisir R3 et R4, comme déjà expliqué, pour centrer le signal sur +5V/2 il faut R3=R4.

Et pour que R3 et R4 n'influent pas sur le pont diviseur R1 + R2 je dirait qu'il faut que R4 qui est en paralléle à R2 (si on néglige C) soit beaucoup + grand que R2 car R2//R4 = (R2.R4)/(R2+R4) si R4 >> R2 on simplifie par
(R2.R4)/(R2+R4)=(R2.R4)/(R4)=R2

Bref si R4 = 10 x R2 elle n'influe pas sur le pont diviseur R1+R2.

Ensuite, R1+R2 chargent la sortie du capteur, il ne faudrait pas trop le charger, ne connaissant pas ses caractéristiques, je dirais 5mA max.

Comme la tension max semble être 16Vmax, disons 20Vmax,
20V/5mA=4k Ohms
Donc
R1+R2≥4k

Si tu a réellement 16V max et que à la sortie de ton montage diviseur tu veux 2,5V max, il faut diviser par 16/2,5=6,4

Le pont diviseur c'est
R2/(R1+R2)=1/6,4=0.156
et
R1+R2≥4k
Avec ces 2 équations, tu dois trouver

Par exemple
R1+R2=4k
Donc
R2=0.156 x (R1+R2)=0.625k
et
R1=4-0.625=3.275k

A mon avis avec ce montage, tu devrais pouvoir lire la tension avec ton Arduino plutôt dans les basses fréquence car sur une période, le micro aura le temps de prendre beaucoup de mesures.

Mais plus tu va monter en fréquence, moins l'Arduino arrivera à prendre suffisamment de mesures sur une période du signal.

A mon avis avec ce montage, tu devrais pouvoir lire la tension avec ton Arduino plutôt dans les basses fréquence car sur une période, le micro aura le temps de prendre beaucoup de mesures.

Mais plus tu va monter en fréquence, moins l'Arduino arrivera à prendre suffisamment de mesures sur une période du signal.

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Compléter, contredire.... tout ce qui est constructif est , de mon point de vue , bienvenu :+1:

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Merci beaucoup à tous pour toutes vos informations qui font avancer les gens comme moi qui souhaites progresser et c'est grâce à des gens comme vous que l'on s'accroche dans nos projets et que l'on ne baisse pas les bras !

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Une remarque sur les calculs ci-dessus, l'atténuation apportée par le pont diviseur dépend du besoin.
Il faudrait d'abord déterminer le régime moteur minimum à détecter, quantifier la tension associée à ce régime moteur et faire le calcul de l'atténuateur pour ce régime ( peut-être ne faut-il pas d'atténuation). Ensuite pour les régimes supérieurs, pour lesquels la tension sera supérieure, un écrêtage par zener fera l'affaire.
En effet, le diviseur de tension calculé pour le régime max risque de rendre indétectable les régimes les plus bas.

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Je pense que tu as visé juste avec ton analyse, voici le résultat en vidéo du test du montage avec les deux ponts diviseur relié par un condo à une vitesse du véhicule à 150 mètres / heure.

R1 = 2,66 K Ohm
R2 = 0,560 K Ohm
R3 = 5.6 K Ohm
R4 = 5,6 K Ohm
C = 10 uF

Vidéo de lecture du signal à 150 mètre / heure

Vidéo de lecture de tension à la vitesse de 0 jusqu'à 20 Km/h

On voit que la tension est très faible de l'ordre de 60 mV en sinusoïde et elle reste encore sous le seuil de 0 V avec un -60 mV à la borne du pin analogique.
Je n'ai pas pour l'heure précisé non plus que mon besoin se porte sur une lecteur à très faible vitesse. Je vais faire le relevé de la plage de tension mini / maxi qui m'intéresse de manipuler pour mon projet et réétudier le montage.

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:+1: c'est essentiel pour définir le montage qui convient

Dns le message initial tu écris que tu veux 'interpréter' le signal issu du capteur de régime.
Qu'attends-tu de cette interprétation ? juste la vitesse de ton engin ou autre chose ?
S'il s'agit que de la vitesse il n'est pas indispensable de faire traiter une sinusoïde par la carte Mega.

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C'est pour intégrer une sécurité a mon projet, dès que ma carte Méga détectera un mouvement du véhicule via ce capteur alors qu'un autre capteur à impulsion sera à l'arrêt, le programme stopera le véhicule avec sécurisation via un frein de park.

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Voici le résultat via le montage d'une résistance de 1K Ohm et une diode zéner à 5V :

Vidéo à différentes vitesse d'avancement

La tension reste également négative