Signal sinus dont on veut modifier la fréquence

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.

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Peio
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Peio
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On Nov 17, 1:05 pm, Peio

=E9

Il n'est pas dit que le signal d=E9livr=E9 soit purement sinusoidal, par contre sa fr=E9quence doit etre proportionnelle =E0 la vitesse du vent, meme si la relation est non-lin=E9aire.

0
s
u

n aussi.

Oui, il est bien sur possible de transposer la fr=E9quence 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 r=E9alise le produit de deux signaux sur ses entr=E9es A et B : l'entr=E9e A est le signal utile dont la bande passante est connue, l'entr=E9e B est un signal =E0 fr=E9quence fixe d=E9terminant la transposition. La sortie donne un signal superposant les fr=E9quences (A+B) et (A-B) et on supprime par filtrage la composante non d=E9sir=E9e (A-B dans ce cas). La bande du signal A a =E9t=E9 transpos=E9e de la fr=E9quence du signal B. En pratique cela peut se r=E9aliser avec un CI genre SO42 ou + r=E9cent, avec des amplis OP, ou des switches genre CD4066 (pour signaux carr=E9s).

En digital, avec un uC, sur une entr=E9e on mesure la fr=E9quence du signal en provenance du capteur, on ajoute une constante (param=E9trable =E0 souhait), puis sur une sortie on g=E9n=E8re le signal transpos=E9. Il faudra un =E9tage d'adaptation pour la paire diff=E9rentielle en provenance du capteur, dont le signal devra certainement etre amplifi=E9 et adapt=E9 en imp=E9dance avant d'etre inject=E9 sur une entr=E9e 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.

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Jean-Christophe

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.

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DF

DF a écrit :

C'est cela même.

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.

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 !).

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

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 :(

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.

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Peio
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Peio

Peio a écrit :

Et si il y avait plusieurs aimants ? Il serait peut-être possible d'en retirer un ou deux (refaire l'équilibrage)

Denis

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Seuls les faucons volent.
Les vrais restent au sol.
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Denis CAMUS

On Nov 17, 4:44=A0pm, Peio

Si le syt=E8me en aval d=E9duit la vitesse du vent par comptage des impulsions provenant du capteur, c'est effectivement une possibilit=E9.

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Jean-Christophe

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"

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Sam

Bonjour,

Le signal n'est sans doute pas sinusoïdal car le respect de la forme d'onde n'a sans doute pas été la préoccupation majeure des concepteurs. On est sans doute en présence d'impulsions d'amplitude plus ou moins régulière en fonction de la vitesse de rotation du dispositif.

L'idée de Denis Camus est à examiner en priorité.

Sinon, le problème ne me paraît pas très compliqué à résoudre de manière électronique. Je verrais bien le signal connecté à l'entrée analogique d'un petit microcontrôleur à trois sous, lequel traiterait le signal issu du capteur pour reconstituer les trois premières impulsions et bloquant la quatrième.

Mais il faudrait quand même faire quelques mesures sur l'ensemble.

Bonnes manips !

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Peio a écrit :

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bateau blanc

Oui c'est exact ! De plus il faudrait filtrer pour garder (A-B) et rejeter (A+B) contrairement =E0 ce que j'avais sugg=E9r=E9. La fr=E9quence "fixe" de transposition devrait etre un sous-multiple de la fr=E9quence d'entr=E9e ...

Avec peut-etre quelques probl=E8mes de stabilit=E9 ? La fr=E9quence du signal d'entr=E9e est de la TBF, son redressement + filtrage passe-bas apportera un d=E9lai dans le temps de r=E9ponse, mais c'est jouable : il semble que ce param=E8tre ne soit pas critique pour cette appli.

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Jean-Christophe

On Nov 17, 6:58 pm, bateau blanc

Idem en digital sans aucune ligne de code, avec un CD4017 et quelques portes NAND : comptage des impulsions en entr=E9e, et sortie des impulsions valid=E9e pour 4 impulsions sur 5.

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Jean-Christophe

"Peio" a écrit dans le message de news:

4b0291a6$0$3037$ snipped-for-privacy@news.free.fr...

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

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jlp

"Peio" a écrit dans le message de news:

4b0291a6$0$3037$ snipped-for-privacy@news.free.fr...

Comme le capteur tourne trop vite, il suffit de le ralentir de 25%... En faisant des trous dans les coupelles ça devrait le faire ;-)

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Silicium

"Silicium" a écrit dans le message de news:

4b02e9d8$0$7320$ snipped-for-privacy@news.free.fr...

Grillé par jlp... :-))

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Silicium

Jean-Christophe a écrit :

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)

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Peio
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Peio

Jean-Christophe a écrit :

Serait-ce beaucoup demander que de dessiner un petit schéma de principe ? En attendant, je vais voir chez Selectronic ce qu'est un CD4017.

Même sans schéma, un grand merci à tous. La cause ne me semble plus si désespérée.

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Peio
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Peio

Denis CAMUS a écrit :

C'est indémontable facilement et, vu le prix de la chose (plus de 500 Euros) je n'ai pas trop envie de m'y risquer et encore moins de la bricoler :)

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Peio
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Peio

bateau blanc a écrit :

Il va m'être difficile de faire des mesures (je n'ai pas le matériel ad hoc à bord). En revanche, je peux tenter de me renseigner ici ou là.

Merci. Mais on n'en est pas là :)

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Peio
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Peio

On Nov 17, 7:26=A0pm, Peio

Ok.

" Voltage Controlled Oscillator " c'est un oscillateur command=E9 par une tension, la fr=E9quence de sortie est proportionnelle =E0 la tension d'entr=E9e.

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Jean-Christophe

On Nov 17, 7:30=A0pm, Peio

al

Euh ... les gars, qui c'est qui s'y colle ? Bientot a table : je vais d=E9boucher un Bordeaux, alors ... ben quoi ... c'est une bonne excuse, non ?

C'est un compteur =E0 d=E9cade : chaque impulsion sur son entr=E9e met =E0 "un" une ( et une seule ) de ses dix sorties.

Note bien qu'il faudra de toutes facons remettre en forme le signal issu du capteur ( sur paire symetrique ? ) en un signal numerique ( signal carr=E9 ) que ce soit pour un Uc ou des portes logiques.

... =E0 moins que tu n'aies acc=E9s au signal apr=E9s son amplification et avant son entr=E9e vers le micro-controleur ?

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Jean-Christophe

jlp a écrit :

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)

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Peio
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Peio

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