Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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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 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.

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.

--
Peio

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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Il n'est pas dit que le signal dE9%livrE9% soit purement sinusoidal,
par contre sa frE9%quence doit etre proportionnelle E0% la
vitesse du vent, meme si la relation est non-linE9%aire.

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Oui, il est bien sur possible de transposer la frE9%quence d'un signal,
que ce soit via un circuit purement analogique, ou digital avec un uC.

En analogique, tu peux utiliser un multiplicateur analogique (mixer),
le principe de base est { 2 * cos(a) * cos(b) 3D% cos(a+b) + cos(a-b) }
Ce circuit rE9%alise le produit de deux signaux sur ses entrE9%es A et
B :
l'entrE9%e A est le signal utile dont la bande passante est connue,
l'entrE9%e B est un signal E0% frE9%quence fixe dE9%terminant la
transposition.
La sortie donne un signal superposant les frE9%quences (A+B) et (A-B)
et on supprime par filtrage la composante non dE9%sirE9%e (A-B dans ce
cas).
La bande du signal A a E9%tE9% transposE9%e de la frE9%quence du signal B.
En pratique cela peut se rE9%aliser avec un CI genre SO42 ou + rE9%cent,
avec des amplis OP, ou des switches genre CD4066 (pour signaux
carrE9%s).

En digital, avec un uC, sur une entrE9%e on mesure la frE9%quence du
signal
en provenance du capteur, on ajoute une constante (paramE9%trable E0%
souhait),
puis sur une sortie on gE9%nE8%re le signal transposE9%.
Il faudra un E9%tage d'adaptation pour la paire diffE9%rentielle en
provenance du capteur, dont le signal devra certainement etre
amplifiE9%
et adaptE9% en impE9%dance avant d'etre injectE9% sur une entrE9%e du uC.
Idem pour la sortie du uC vers ton boitier de mesure.

Toutefois il me semble que ce serait bien plus simple d'agir
directement au niveau du programme qui affiche la vitesse du vent :
il suffirait de multiplier la valeur E0% afficher par 0,8
et tu n'aurais pas besoin d'ajouter du hardware en amont.

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence
Si j'ai bien compris, il faut réaliser un petit adaptateur prenant un signal
en entrée, et générer en sortie un signal à une fréquence proportionnelle à
la fréquence du signal d'entrée.

La difficulté est sans doute de mesurer correctement la fréquence du signal
d'entrée. Si ce signal était parfaitement sinusoïdal, ou parfaitement carré,
ce serait un jeu d'enfant, mais en général ce n'est pas le cas : le signal
est toujours plus ou moins bruité, et c'est le bruit qui fait dérailler les
mesures par un bête comptage de fréquence. Pour mesurer correctement la
fréquence, il faut soit faire un filtrage sévère du signal d'entrée avant
comptage, et c'est difficile car la fréquence à mesurer varie beaucoup, ou
bien accrocher  sur le signal d'entrée une boucle de phase, et mesurer la
fréquence du signal de boucle.

Tout ça (filtrage et/ou boucle de phase) peut être fait en numérique dans un
PIC si la fréquence est assez basse (quelle est la fréquence min et la
fréquence max à considérer ??).

Une fois la mesure faite, générer avec le PIC un signal de fréquence
proportionnelle est cette fois un jeu d'enfant (d'enfant programmeur, quand
même).

Le plus simple serait sans doute de modifier le programme d'affichage
actuel, ou encore plus simple, de coller près de l'afficheur une abaque de
converszion.

 



Re: Signal sinus dont on veut modif ier la fréquence
DF a écrit :

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C'est cela même.

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Si j'ai bien compris le principe de ces anémomètres, le signal est
généré par un capteur à effet Hall devant lequel tourne un aimant.
Je peux difficilement étudier la forme précise du signal. Il faudrait
pour ce faire que je dispose d'un oscillo sur le bateau et ce n'est pas
le cas.
J'imaginais qu'il devait être sinusoïdal, vu le déplacement du champ
magnétique par rapport au capteur.


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Pareil : je ne peux que l'estimer au pif. Disons entre 3Hz et 500Hz maxi
(sans doute moins).
De toutes façons on est dans les très basses fréquences car il
m'étonnerait que l'équipage mobile supporte de vitesses de rotation
supérieures à 500 tours/sec (30 000 tours/min, quand même !).

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Je suppose qu'il faut pour cela un outil de programmation, genre
interface à relier à un ordinateur ?

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Le problème, c'est que mes connaissances en électronique sont plus que
sommaires et que, de plus, les schémas des compteurs/afficheurs
Raymarine sont indisponibles. J'espérais que cette correction pourrait
s'effectuer par un petit montage simple, genre couper une alternance/5,
mais je m'aperçois que c'est beaucoup plus compliqué que prévu :(

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Ca, c'est très bien à la maison mais ça pose problème sur le pont d'un
bateau (surtout dans les moments où l'on a vraiment besoin de cette
mesure, c'est à dire par mauvais temps et/ou de nuit).

Enfin, merci à vous et à Jean-Christophe de vous être investis dans mon
petit problème.

--
Peio

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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Si le sytE8%me en aval dE9%duit la vitesse du vent par comptage des
impulsions provenant du capteur, c'est effectivement une possibilitE9%.

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence
Bonjour ,
la transposition en fréquence est impossible car la fréquence "fixe" doit
être proportionnelle à la fréquence source
ex  :
F source 25 hz, f fixe 5 hz, résultat 20 hz
F source 250 hz, f fixe 50 hz, résultat 200hz

Il y a peut être une piste en restant en analogique par un redressement
filtrage et commande d'un VCO
Cordialement
Michel dit "Sam"



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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Oui c'est exact !
De plus il faudrait filtrer pour garder (A-B)
et rejeter (A+B) contrairement E0% ce que j'avais suggE9%rE9%.
La frE9%quence "fixe" de transposition devrait
etre un sous-multiple de la frE9%quence d'entrE9%e ...

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Avec peut-etre quelques problE8%mes de stabilitE9% ?
La frE9%quence du signal d'entrE9%e est de la TBF,
son redressement + filtrage passe-bas apportera
un dE9%lai dans le temps de rE9%ponse, mais c'est jouable :
il semble que ce paramE8%tre ne soit pas critique pour cette appli.

Re: Signal sinus dont on veut modif ier la fréquence
Jean-Christophe a écrit :

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Non, le temps de réponse n'a aucune importance, d'autant que le
traitement existant du signal induit un "moyennage" qui évite que
l'affichage ne change sans cesse, ce qui rendrait la mesure illisible.

Mais qu'est-ce qu'un "VCO" ?
(Je n'ai que quelques bases en électronique qui se limitent à l'usage
des transistors et des ampli op', désolé)


--
Peio

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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Ok.


" Voltage Controlled Oscillator "
c'est un oscillateur commandE9% par une tension,
la frE9%quence de sortie est proportionnelle E0% la tension d'entrE9%e.

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b0291a6$0$3037$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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bonjour
je ne connais pas specialement cet anemometre, mais ca doit tout simplement
etre ton capteur (les spheres) qui n'a pas le meme rapport frequence =
f(vitesse vent).

si d'ans l'afficheur il n'y a pas moyen de changer ce coef, in ne tereste
plus qu'a faire une modif mecanique (un trou dans les spheres par ex), ou
alors, generer un beau signal carré avec un trigger, integrer, et commander
un vco avec cette tension.

mais l'histoire des trous doit fonctionner



Re: Signal sinus dont on veut modif ier la fréquence
jlp a écrit :

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Yep, j'avais bien pensé à ces trous mais ça me semblait un peu difficile
à calibrer (ne pas oublier que le bidule est fixé en tête de mât, à
hauteur du 4eme étage d'un immeuble et qu'il y a fort peu de chances de
tomber directement sur le bon calibre de trous. L'étalonnage me semble
un peu sportif, avec en prime le risque à chaque montage/démontage de
faire tomber ce bidule à 500 Euros/pièce et de le casser définitivement)


--
Peio

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b02f667$0$14750$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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c'est pourtant relativement simple, mais il faut etre precis.
on cale un ventilo, et le capteur sur une table.
on regle la distance entre les 2 pour avoir une vitesse qui correspond a la
vitesse de vent qui semble la plus utile (pas de petit vent, mais plus du
coté des 20 noeuds).
on repere cette vitesse, puis l'on perce 1 trou dans chaque coupelle, au
fond, et au centre de la coupelle, donc perceuse a colonne, et repere de la
coupelle sur la table de la perceuse.
puis on perce un petit trou (0,5mm) dans chaque coupelle, et l'on mesure la
vitesse.
la difference de vitesse permet e faire une approximation du prochain trou
(on prend en compte, le rapport diametre coupelle/ diametre trou, et vitesse
d'origine/vitesse modifiee)
puis l'on augmente les trous.
a mon avis, avec 25% d'ecart, tu ne risques vraiment rien.
probleme, il faut avoir des forets au pas de 0,1.
autrement, rien n'empeche de finir par un 2eme trou, plus fin, mais toujours
faire identique sur les 3 coupelles.



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b0291a6$0$3037$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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Comme le capteur tourne trop vite, il suffit de le ralentir de 25%... En
faisant des trous dans les coupelles ça devrait le faire ;-)



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

"Silicium" <siliciumathotmailpointcom> a écrit dans le message de news:
4b02e9d8$0$7320$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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Grillé par jlp... :-))



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b0291a6$0$3037$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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=========
Oui, Un capteur à effet hall qui  est vraisemblablement de type numérique
fournit simplement des impulsions (toutefois pour le même résultat sauf que
l'électronique de saisie est plus simple)
Quoted text here. Click to load it
============
Câblé ( composants discrets ) guère possible , ou très compliqué
... Mais avec un petit microcontrôleur , oui, extrêmement simple.
Celui-ci serait programmé pour mesurer la fréquence générée par le moulinet
puis émettrait (pwm ou soft)  un signal de fréquence  corrigée à l'entrée de
la chaîne de mesure et des indicateurs en place,  réglable de préférence
afin d'ajuster le rapport avec exactitude  et l'aide d'un anémomètre étalon
à main.
Ne t'amuse  pas à massacrer(percer) les coupelles du moulinet, le resultat
serait sa perte irrémédiable ou des valeurs fausses aux-quelles il serait
dangereux de se fier.
Par contre tu pourrais  essayer de trouver le moulinet (seul)  d'origine ou
semblable et le monter à la place ... ou le fabriquer ...
Semblable: consiste en le même diametre  de rotation du moulinet (mesuré au
niveau de l'axe des coupelles )  et de la section du disque des coupelles,
ceci pour des coupelles demi-sphériques.



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b0304bc$0$1001$ snipped-for-privacy@news.orange.fr...
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donc il vaut autant modifier l'original, si l'on se rate, il sera toujours
assez tot d'en acheter un autre (vu que de toute facon le premier est a 25%
d'erreur)

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une chose est certaine , c'est qu'en le faisant soi meme (deja ne n'est pas
si simple qu'on le croit) , on sera obligé de le calibrer, et de plus on
sera obligé de l'equilibrer.

ca tourne vite ces bestiolles.

franchement, le faire soi meme, c'est vraiment la moins bonne solution (et
j'en ai fait une dizaine).
c'est bien pour "s'amuser" quand on peut jouer sur l'electronique qui est
derriere, mais sinon, c'est peine perdue.

vu que c'est bientot noel, on peut en faire facilement a partir de boules de
noel (celles qui ont un teton, dans lequel vient s'enfoncer la fixation en
plastic)

on recupere un lecteur de disquettes.
le moteur pas a pas d'avance des tetes a un axe avec 2 aimants circulaires
(on en vire un, il sert a rien), et il y a des capteurs a effet hall dans le
moteur d'entrainement de la disquette.
avec un peu de chance, on a des paliers avec tres peu de frottement, ou des
roulements a billes.
le systeme aimants + capteur rentre dans un tube d'alu de 20mm (les
roulements aussi)

et l'on a un systeme qui resiste aux tempetes de bretagne !

et un anemometre en haut du sapin ?


amicalement




Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence
On Nov 17, 10:51A0%pm, "jlp" <glloq>

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Je vois : ce sont des boules de Noel femelles.

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Woah, les tempetes en Bretagne, c'est pas rien !!!

Je pense E0% un truc : sur un bateau il n'y a pas de prise de terre ?
Alors comment font-ils, ils ont une prise de mer ?

Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence
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Je ne pense pas que Peio veuille se lancer dans ce bricolage. Il a un truc
qu'il a payé cher qu'il veut exploiter.
Mais pour en revenir a ton idée, j'ai utilisé a peu pres les memes sources
de composants pour faire mon anemometre sur le toit de ma maison:
Palier de disque dur HS: c'est super cela tourne sans frottements.capteur
effet hall d'un moteur de lecteur CD.le tout dans un tube PVC de 32.
Pour les coupelles des balles de ping pong coupées en 2.
Le plus dur a été de trouver l'etoile a 3 branches qui supporte les
palettes.J'en avait bricolée une en decoupant une tole d'alu mais je n'eatis
pas fier du resultat. Un matin en regardant comme un zombie mon café se
rechauffer dans le micro-onde, j'ai trouvé: l'entraineur de plateau du
micro-onde ( enfin le mien) est une etoile a 3 branches d'une taille
raisonnable et relativement resistant.
J'en ai récupéré un a la dechetterie ( pas question de requisitionner le MO
de la maison) tres fin. J'ai remplacé les 3 roulettes par les coupelles et
cela tourne rond, meme pas besoin d'equilibrer.

--

Alain



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

4b0320d2$0$15176$ snipped-for-privacy@news.free.fr...
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===========

Quoted text here. Click to load it
=========
Bricolage mécanique .. en pointillé.. comme percer des trous dans les
coupelles ... oui, c'est pourquoi je lui conseille plutôt de trouver un
moulinet .
par contre , utiliser un microcontrôleur comme interface entre la sortie du
capteur et l'entrée du calculateur ne serait pas un bricolage et aurait
l'avantage d'obtenir des valeurs parfaitement étalonnées seulement pour ça
il faut etre aussi bricoleur en electro-informatique .
Pour fabriquer mon anemo (de ménage) je n'ai pas eu de mal à trouver
l'ensemble je l'ai étalonné avec un anémomètre à main  magnétique (Richard)
mais ce n'est pas satisfaisant car un peu trop d'inertie à mon goût , les
roulements sans doute , il faudrait trouver des  mini-paliers magnétiques,
j'en cherche.
Bonne nuit.



Re: Signal sinus dont on veut modifier la fréquence
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D'accord avec toi,
l'etalonnage serait facile:  a 1% pres en suprimant N pulses tous les 100.
Simple a faire avec un compteur en distribuant les N pulses manquants de
maniere a peu pret equitable sur les salves de 100 pulses.
Mais pour quelqu'un qui n'est pas équipé en programmation, programmateur et
le reste c'est un peu lourd comme investissement juste pour cette appli.
La solution de jean-christophe n'est pas mal a mon avis. Facilement
accessible sans investissement lourd et cela permet pas mal d'ajustements
possibles selon le nombre de diodes, et la position du reset.

en effet cela peut donner
10%,11,1%,12,5%,14,3%,16,7%,20%,22,2%,25%,28,6% et la suite.

La seule source de palier magnetique ( baptisé a fluide parfois il me
semble) que je connaisse est sur le moteur de certains disques durs.
Il faut avoir la chance de tomber sur un de ces disques HS.
C'est pour cela que je ne regrette pas ce truc en croix de micro-onde: grand
bras de levier donc faible inertie, par contre cela doit etre limite en cas
de rafales.
--

Alain



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