[débutant] Modifier une fréquence (basse) d'un facteur fixe

[Peio64]

Bonjour,
Encore un petit problème concernant le bateau et que je vous soumets plein d'espoir.

Données du problème : le transducteur (aérien) de l'anémomètre est un bidule qui tourne plus ou moins vite selon la vitesse du vent et qui utilise un capteur a effet hall qui fournit un petit signal sur une paire différentielle non bruyante.
(cf.http://www.voilelec.com/pages/girouet.php).
Donc, si je ne me trompe pas, il émet un signal sinusoïdal dont la fréquence augmente avec la vitesse du vent. Ce signal est ensuite traité par un microcontrôleur et la vitesse du vent est affichée (affichage digital).

Mon bateau était équipé du système "Vent" de marque Raymarine (Autohelm) ST50 qui fonctionnait parfaitement sur ce principe. Malheureusement, il a fallu que je change les capteurs en tête de mât et j'ai eu la désagréable surprise de constater que Raymarine n'assurait plus le suivi des éléments ST50, remplacés par des "ST60". L'aérien ST60 ayant le mérite de se visser sur le même socle de tête de mât que le ST50, j'en ai acheté un et l'ai monté (pour ceux qui connaissent, cela évite un boulot considérable comme de tirer un nouveau cable dans le mât).

Seulement voilà : l'aérien ST60 branché sur le module de mesure ST50 affiche systématiquement une vitesse de vent supérieure de 25% à la vitesse réelle (un vent de 10 noeuds sera affiché 12 noeuds, 25 noeuds pour 20 noeuds etc.) et le module ST50 n'est pas étalonable.

Donc, pensez-vous qu'il serait possible d'intercaler entre le capteur et ce module un petit circuit simple capable de transformer la fréquence du signal sinusoïdal afin d'obtenir un affichage correct de la vitesse du vent ? Dans l'idéal, ce circuit permettrait un réglage fin, mais s'il induit une réduction de fréquence fixe de 25% cela m'irait très bien aussi.

Merci d'avance pour vos conseils avisés.
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[Tropique]

Hello,

C'est possible, mais il faut que le signal soit mis en forme. Ou repiquer le signal déjà mis en forme quelque part dans l'anémonètre.
Ensuite il faut le traiter; pour un rapport entier de type n/10 ou n/16, un simple compteur "pulse swallow" suffit. Par exemple pour -25%, un CD4527:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cd4527b.pdf
avec toutes les entrées Inh i, Strobe, Cascade, Set, Clear, A, B, C à 0, et l'entrée D à 1. Entrée sur clock, sortie sur Q ou /Q.
Pour des valeurs réglables, il faudrait multiplier les étages, ou utiliser une PLL, ce qui risque d'être trop lourd.

[Peio64]

Merci pour cette réponse rapide et plutôt positive

Hello,

C'est possible, mais il faut que le signal soit mis en forme. Ou repiquer le signal déjà mis en forme quelque part dans l'anémonètre.

Comment le mettre en forme, pratiquement ?
Parce que je ne me vois pas désosser le module de mesure pour aller chercher ce signal (de plus, je ne dispose ni du schéma de la bête, introuvable, ni, sur le bateau, des instruments genre oscillo qui me permettraient de le sonder).

Ensuite il faut le traiter; pour un rapport entier de type n/10 ou n/16, un simple compteur "pulse swallow" suffit. Par exemple pour -25%, un CD4527:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cd4527b.pdf
avec toutes les entrées Inh i, Strobe, Cascade, Set, Clear, A, B, C à 0, et l'entrée D à 1. Entrée sur clock, sortie sur Q ou /Q.
Pour des valeurs réglables, il faudrait multiplier les étages, ou utiliser une PLL, ce qui risque d'être trop lourd.

On laissera donc tomber les valeurs réglables. Sans, vous pensez donc que ce bricolage est accessible à un quasi-novice ?

[Qristoff]

Bonsoir,
le capteur effet hall ne fait que de mesurer le nombre de tour du module de tête de mât. Si il y a un changement sur la fréquence, je pense qu'il y a du avoir un changement de diamètre de roue tournante, sinon je ne vois pas pourquoi il y aurai un facteur de multiplication.
Il y a t-il une différence visible entre le ST50 et le ST60 ?
Il y a t-il possibilité d'échanger les roues tournantes ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Peio64]

Bonjour à vous.
La raison en est que les aériens ST60 sont beaucoup plus sophistiqués (et beaucoup plus chers !) que ne l'étaient les aériens ST50. En particulier au niveau des paliers (je pense qu'ils utilisent maintenant des paliers magnétiques en lieu et place des roulements). Quoi qu'il en soit, les aériens ST60 tournent beaucoup plus facilement que les ST50, et donc beaucoup plus vite pour un vent donné (par exemple, dans les tout petits air où le ST50 restait immobile, le ST60 tourne à 2 ou 3 tours/s)

[Qristoff]

Quelle est la gamme de fréquence du signal pour info ?

[Peio64]

Je dirais entre 2 et 500 Hz à tout casser.
Mais je n'ai aucun moyen de mesurer ça à bord

[Qristoff]

Je pense que la solution de Tropique est bonne...facile à mettre en oeuvre (même pour un novice..) et même si le récepteur ne supporte pas bien les interruptions de signal (parceque c'est le principe du 4527, il y aura des trous dans le signal..) c'est à essayer et cela ne te mettra pas sur la paille (vraiment pas cher sur un petit bout de circuit..) ou t'obliger à vendre ton bateau..

[Peio64]

OK, merci à tous.
Je ne pense pas non plus que des "trous" dans le signal soient toxiques puisque la mesure est très lissée par l'instrument de façon à ce que l'afficheur reste lisible. Effectivement, c'est bien une idée simple et à pas cher que je cherchais.
Sans vouloir abuser, est-ce que quelqu'un ici présent pourrait me dessiner un petit schéma de principe de la chose ? Spécialement pour ce qui concerne la mise en forme du signal que je ne vois pas comment réaliser en pratique.
Un grand merci par avance...

[Qristoff]

On va voir ce qu'on peut faire...

[Qristoff]

par contre, le 4527 je ne sais pas si on le trouve encore ? si quelqu'un a une adresse..

[Peio64]

Grand merci !

[Qristoff]

Apparemment le 4527 est devenu une bête rare...je vais continuer à chercher mais....
L'autre option est d'utiliser un micro-controleur qui fera l'acquisition de fréquence du capteur hall, divisera par le coefficient souhaité et produira via la sortie PWM la bonne fréquence....
Un petit programme de rien du tout mais faut trouver quelqu'un pour le faire quand même !
Sinon pas de problème, ma proposition de te faire le schéma tient.
Je continue à chercher...

[Peio64]

Merci, encore une fois.
Bonne soirée

[Qristoff]

A vérifier mais le CD4089 dispo chez Gotronic devrait faire l'affaire...

[Tropique]

Chez Texas, le 4527 a toujours le statut "actif"(j'avais choisi TI au hasard pour donner une datasheet, il est probable que d'autres l'aient encore).
Il y a également plusieurs distributeurs listés (anglosaxons, off course):
http://focus.ti.com/docs/prod/folder...t/cd4527b.html
Il y a également des circuits TTL LS qui font la même fonction, si je ne m'abuse, mais ceux-là doivent être vraiment obsolètes.
Le 4089 travaille en base 16, les rapports seront donc différents, et en particulier il ne sera pas possible d'avoir 8/10 (sauf à en multiplier le nombre de façon démesurée). Mais si ça ne tient pas à quelques %, ça peut aller aussi.
Pour le conditionnement, il faudrait avoir une idée du signal; un Hall a normalement minimum 3fils, il y a aussi des capteurs inductifs, des ampoules reed.. il faudrait savoir.

PS
Si le traitement est digital, le fait d'avoir des trous dans la fréquence devrait être complètement inconséquent.

[DAUDET78]

http://www.electronique-diffusion.fr...D4527&x=11&y=8
http://www.arcadeducomposant.fr/_:CD4527:_

[Qristoff]

Je pense que d'être en base 10 ou 16 ne changerat pas grand chose à la précision...notre ami cherche surtout à réduire l'erreur de 25%, 12/16 donne bien 0.75 !
ps:je cherchais plutôt coté revendeur...pas constructeur !

[Qristoff]

Dans le principe, il semble que l'on soit parti sur un hall, donc suivi d'un comparateur pèpère et hop dans le 4089,on sort à haute impédance pour protéger l'entrée du systéme d'acquisition de Mr Peio.

[Qristoff]

Bonjour,
J'ai regardé les petits capteurs Hall qui existent et particulièrment celui donné dans le lien du post #1. et le signal entre le capteur et la centrale peut être analogique ou logique.
Pouvez vous me dire quels sont les caractéristiques du signal à traiter (amplitude ?, sinusoidale ou carré ?, différentiel ?)
Merci

[Peio64]

Bonjour,
Je n'en sais malheureusement rien, sauf que le plus probable est un signal analogique à ce niveau (il m'étonnerait fort qu'il existe un quelconque traitement du signal au niveau de l'aérien, vu sa taille et son exposition). Je ne peux faire que des suppositions sur tous ces paramètres. . Mais je vais essayer de me renseigner auprès de Mr Couderc qui doit savoir ça.
Cela dit, je suis prêt à bricoler plusieurs petits circuits qui répondraient à ces différentes possibilités. L'un d'entre eux fonctionnera peut-être...

[Qristoff]

Bonsoir,
il faudrat aussi une petite source d'alimentation. Comment prévoyez vous d'alimenter le montage ? raisonnablement, on devrait rester entre 5 à 10mA pour une tension d'alimentation comprise entre 5V et 12V. Donc une pile peut convenir mais une pile doit se changer périodiquement...il y a t-il d'autres sources d'alimentation ?

[Peio64]

Sans problème. Ca peut être du 8v piqué sur le système Autohelm (je compte installer mon petit montage à côté de la boîte de raccordement de l'aérien) ou du 12V en provenance directe des batteries (j'ai un plafonnier à côté de cette boîte).

[Qristoff]

Bonjour,
le capteur de mât doit avoir trois fils reliés à la centrale (Alim V+, Signal, Masse). On peut, pour simplifier se brancher sur cettte alim capteur V+ !
Quelle est la valeur de cette tension ?

[Peio64]

Bonjour,
c'est ce que je disais au-dessus quand je parlais de la boîte de raccordement de la girouette/anémo. La tension, c'est 8V.
Bonne journée.

[Qristoff]

Bonsoir,
voici une idée de montage à essayer, normalement cela devrait marcher à partir des infos que tu m'as donné.
à essayer donc...
Je vais rédiger une petite explication le temps de la pj soit validée...

[Qristoff]

donc, le premier étage est un comparateur. Il permet de transformer le signal capteur en signal carré compatible de l'entrée du compteur/multplicateur.
Les diodes permettent de proteger contre les surtensions d'entrées liées à la foudre par exemple. La résistance variable R12 permet de régler le seuil de déclenchement du comparateur suivant le signal d'entrée.
Le switch S1 permet de "programmer" le rapport de réduction de la fréquence suivant la table fournie dans la datasheet du CD4089. normalement pour obtenir 12/16=0,75, il faudrat programmer 12.
Sachant que A=1; B=2; C=4 et D=8. Il faudrat positionner D, C en position 1 et A, B en position 0. (il faudrat pêut être ajuster la valeur plus finement à l'utilisation !)
Pour la sortie, on utilise la deuxième moitié de U1 pour exploiter la sortie à collecteur ouvert qui je pense sera probablement plus compatible de l'entrée centrale qu'une autre type de sortie.
Voila, à toi de jouer.

[Tropique]

Il est possible que le Hall ait déjà un conditionnement, et qu'il sorte un signal logique, comme les modèles automobiles. Dans ce cas, il suffit d'une simple résistance de protection à l'entrée du 4527, 1 à 10K p.ex.

[Peio64]

Un immense merci pour le temps passé à m'aider.
Je vais essayer de mettre tout ça en oeuvre cet hiver (je ne pourrai tester qu'au printemps, le bateau étant basé à 3000 km de chez moi) mais je vous tiendrai au courant du résultat dès que possible.

Encore un petit renseignement, s'il vous plaît : croyez-vous qu'il soit possible de réaliser votre circuit sur une plaque perforée (je ne me souviens plus du nom précis de la chose) ou dois-je faire réaliser un circuit imprimé (je n'ai rien pour le faire moi-même) ?

[Peio64]

J'ai posé un tas de questions de ce genre au "support" de Raymarine.
J'attends toujours les réponses...