Circuito para converter frequência em tensão para tacômetro com 555

Thiago Miotto · 10 de outubro de 2022

Confesso que não li todos as respostas e vi que você comprou algo p/ montar.
Mas voltando ao código do Arduino que não deu certo, tenho algumas dúvidas/sugestões que talvez resolvessem o problemas:

1- Com que frequência era feita a contagem e teste? Você tentou reduzir o tempo, tipo ao invés de fazer o teste de 1 em 1 segundo, fazer de meio em meio segundo, ou até 0,1 segundo (100 millis)
2-Quando era acionando o corte, havia alguma compensação ou espera p/ voltar a acionar?

rmlazzari58 · 10 de outubro de 2022

Vou aproveitar e deixar uma ideia aqui, quem sabe se serve para alguém no futuro?

Aqui busquei ajustar o circuito que postei antes mas com umas alterações em função do que foi dito pelos colegas.

A ideia é o CD4040 ir somando os pulsos dados pelo sensor hall do distribuidor. Quando esses pulsos somarem 128 esse chip interrompe o negativo da bobina, cortando assim sua alimentação, o que fará com que não haja corrente no distribuidor e, portanto, o motor para de queimar.

Ao mesmo tempo há um 555 que, de tempos em tempos reseta a contagem do 4040.

Os números abaixo são aproximações e limites. Mas vamos lá:

Como a ideia era limitar a rotação do motor em 5520RPM, nessa rotação a saída 4 do 4040 fica alta em aprox. 0,7s. Então ajustando 555 em VR1 para resetar o 4040 a cada 0,7s, essa saída jamais ficará alta.

Mas se o motor estiver rodando a mais que 5520RPM, aí sim a saída fica alta, o que fará o negativo da bobina ser cortado.

Ao mesmo tempo em que corta a bobina, essa saída também matem o 555 em suspensão por causa da corrente negativa que será aplicada no seu pino 4. O tempo em que o 555 ficará parado pode ser ajustado em VR2.

Com o 555 parado, a contagem do 4040 corre solta, o que fará com que o 4040 vá acumulando até mais que 128 pulsos e, portanto, mantendo interrompida a bobina. Somente depois do pino 4 do 555 voltar a ser positiva é que o motor poderá voltar a queimar a mistura.

Dá também para usar outras saídas do 4040. Por exemplo a saída no pino 2 fica alta a partir da contagem de 64 pulsos. Nesse caso também precisa recalcular o intervalo entre pulsos do 555.

Pessoalmente acho arriscado chutar, principalmente porque dependem de tempos que na prática não tenho nem como saber nem como testar, mas C2, R1, R2, R4, R5 e R6 são meio que padrão, os mestres sabem de cor. Já R3, VR1, C1, C3 e VR2 precisa calcular, algo que também não me arrisco a fazer mas que aqui vão uns links de calculadoras on-line podem ajudar:

R3, VR1 e C1, clique aqui.

C3 e VR2, aqui.

Creio que os transistores Q1, Q2 e Q3 podem ser BC548 ou outro NPN desses comuns.

O transistor mosfet Q4, pelo que dei uma xeretada no datasheet, pode ser IRF9540, que é canal P. Ele corta o sinal que vem do módulo de ignição eletrônica.

Talvez dê para adaptar para uso em motor de ignição mecânica, tradicional. Aí, em lugar do sensor hall, talvez um sensor de corrente (uma bobina?) em volta do cabo de vela... Quer puder e quiser precisa dar uma aperfeiçoada na prática. Uma boa aperfeiçoada...

Mas a ideia é um 4040 contando as RMP e um 555 resetando essa contagem.

GustavoH93 · 11 de outubro de 2022

7 horas atrás, Thiago Miotto disse:

Confesso que não li todos as respostas e vi que você comprou algo p/ montar.

Oi Thiago, então comprei componentes para montar o circuito que faremos de cobaia para limitar a rotação do motor, mas nem sabemos se ele vai funcionar perfeitamente, o @rmlazzari58 e o @Renato.88 estão apostando em usar contadores para fazer o serviço e eu estou montando um circuito de um gringo que peguei na internet que usa contador também mas de forma diferente.

7 horas atrás, Thiago Miotto disse:

1- Com que frequência era feita a contagem e teste? Você tentou reduzir o tempo, tipo ao invés de fazer o teste de 1 em 1 segundo, fazer de meio em meio segundo, ou até 0,1 segundo (100 millis)
2-Quando era acionando o corte, havia alguma compensação ou espera p/ voltar a acionar?

Preciso pegar os códigos que usei na época tenho os arquivos aqui em algum lugar do PC, mas de cabeça agora era algo em torno de 0,2 segundos e quando a contagem chegava na rotação estabelecida o arduino deveria ligar e desligar a bobina em uma velocidade que não deixasse a rotação subir nem cair muito, o maior problema é que ele perdia pulsos não conseguia contar corretamente mesmo usando attachinterrupt, então no forum falaram para usar contagem por hardware não por software, nesse ponto começou a ficar bem complicado para eu conseguir entender e pouco tempo depois tive que mandar o motor para retífica aí parei o projeto.

Mas mesmo usando um circuito para executar essa função ainda tenho que descobrir como programar para contar os pulsos de forma correta, porque em breve vou montar o painel do carro mudando de analógico para digital e na indicação da velocidade e de rotação o arduino vai ter que ler o sinal do hall e informar a rotação em um LCD com as informações de pressão de óleo, tensão da bateria, temperatura do óleo/água... Esse tipo de coisa sei que é possível porque a pouco tempo atrás descobri sobre a speeduino é uma injeção eletronica completa que usa um arduino MEGA como cérebro para ler todos os sensores e ainda controlar a injeção e centelha das velas... Estou com palpite que só o MEGA tenha poder de processamento para fazer isso, mas só pra ler os sensores e jogar na tela LCD acho que dá pra usar o UNO mas não tenho certeza...

2 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Talvez dê para adaptar para uso em motor de ignição mecânica, tradicional. Aí, em lugar do sensor hall, talvez um sensor de corrente (uma bobina?) em volta do cabo de vela... Quer puder e quiser precisa dar uma aperfeiçoada na prática. Uma boa aperfeiçoada...

Mas a ideia é um 4040 contando as RMP e um 555 resetando essa contagem.

Então eu estou montando o que usa fio enrolado no cabo de vela é só para teste porque não é prático ter que tirar e colocar o fio em volta fora que pode soltar e cair como o Renato comentou, mas vamos ver primeiro se vai funcionar, de qualquer forma os componentes são baratos, podemos montar os circuitos e ver qual funciona melhor, mas ainda suspeito que precisaremos de um outro 555 para ligar e desligar rapidamente a bobina para a rotação não variar pode ser que a resposta do circuito sem o segundo 555 possa ser lenta fazendo a RPM cair bastante, só montando e testando para ter certeza

GustavoH93 · 16 de outubro de 2022

Bom pessoal boa noite, finalmente chegaram os componentes e vou montar na protoboard para testar, mas esse circuito usa um fio enrolado no cabo de vela que serve de sinal para o circuito funcionar, tem alguma forma de gerar o sinal para testar o circuito na bancada?

Pensei em usar arduino para gerar uma onda quadrada mas não sei se os 5v de saida do arduino vão ser captados pelo circuito porque o sinal do cabo de vela deve ser bem mais forte, alguém tem uma sugestão?

Renato.88 · 16 de outubro de 2022

1 hora atrás, GustavoH93 disse:

tem alguma forma de gerar o sinal para testar o circuito na bancada?

Ficou algum 555 ou transistor sobrando por aí?

Ou comprou a conta?

GustavoH93 · 17 de outubro de 2022

Em 15/10/2022 às 23:54, Renato.88 disse:

Ficou algum 555 ou transistor sobrando por aí?

Ou comprou a conta?

sobrou sim comprei duplicado os componentes, como não tem eletrônica perto aqui se eu queimar algum deles tem outro componente de reserva, o que sugere @Renato.88 ?

Renato.88 · 17 de outubro de 2022

@GustavoH93 então faça um oscilador com um deles pra simular o motor.

Deve ser feito de maneira que a frequência possa ser variada entre uns 6 e 60Hz. Esta são as frequências possíveis de aparecer na vela de acordo com a aceleração.

GustavoH93 · 18 de outubro de 2022

6 horas atrás, Renato.88 disse:

então faça um oscilador com um deles pra simular o motor.

Deve ser feito de maneira que a frequência possa ser variada entre uns 6 e 60Hz. Esta são as frequências possíveis de aparecer na vela de acordo com a aceleração.

certo estou pesquisando como montar, por mais simples que seja fiz um ou dois projetos usando o 555, para este oscilador o ideal é usar ele na configuração astável assim?

esse circuito está no site do NCBraga, e tem as fórmulas para calcular, vou tentar montar mas no lugar de R1 tenho que colocar um potenciômetro para ajustar a frequência de saida correto?

esse é o link que estou olhando:

https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/592-o-circuito-integrado-555-art011

Renato.88 · 18 de outubro de 2022

5 minutos atrás, GustavoH93 disse:

no lugar de R1 tenho que colocar um potenciômetro para ajustar a frequência de saida correto?

Correto.

Mas em série com o potenciômetro, você deve colocar um resistor. O 555 queima se juntar os pinos 7 e 8 direto.

Geralmente se usa resistor de 1K, mas pode também usar o valor que deu quando se calculou os 60Hz ou próximo disso.

GustavoH93 · 19 de outubro de 2022

23 horas atrás, Renato.88 disse:

Correto.

Mas em série com o potenciômetro, você deve colocar um resistor. O 555 queima se juntar os pinos 7 e 8 direto.

Geralmente se usa resistor de 1K, mas pode também usar o valor que deu quando se calculou os 60Hz ou próximo disso.

acabei de ler ali os limites máximos são esses mesmos:

R1, R2 de 1k a 3,3 Mohms

capacitor de 500 pF a 2 200 µF

teoricamente gera de 0,01 Hz a 500 kHz não sabia que o 555 conseguia gerar frequências tão altas assim, vou montar aqui em uma protoboard separada do circuito principal e na outra protoboard montarei o circuito principal, para ver se o 555 está funcionando vou usar um led, nessa frequência acho que dá pra ver ele piscando e aí dá pra confirmar que está funcionando, nessas horas um osc faz falta...

Renato.88 · 19 de outubro de 2022

35 minutos atrás, GustavoH93 disse:

para ver se o 555 está funcionando vou usar um led

Até uns 15 Hz ainda vê o led piscando, depois disso não.

GustavoH93 · 20 de outubro de 2022

23 horas atrás, Renato.88 disse:

Até uns 15 Hz ainda vê o led piscando, depois disso não.

Estou me enrolando aqui, montei no thinkercad uma simulação com o 555 com os componentes que tenho para ver se vai funcionar e funcionou mas não sei até onde vai a frequência, dá pra ver o led piscando então deve estar abaixo de 15Hz e girando o potenciômetro ele pisca rápido demais pra ver então com certeza é mais do que 15Hz, mas não tem como saber exatamente, aí recorri a fórmula lá do Newton braga:

f = 1,44 /[(R1 + 2R2) C]

R1 e R2 usei de 1k mais um potenciômetro de 100K em série com R1

O capacitor foi eletrolítico de 22uF 16v

Fazendo essa conta deu: 21,8181...Hz tá certo ou errei na conta? Para esse cálculo não coloquei o potenciometro, só calculei com os resistores de 1k e o capacitor de 22uF

rmlazzari58 · 20 de outubro de 2022

1 hora atrás, GustavoH93 disse:

Estou me enrolando aqui, montei no thinkercad uma simulação com o 555 com os componentes que tenho para ver se vai funcionar e funcionou mas não sei até onde vai a frequência, dá pra ver o led piscando então deve estar abaixo de 15Hz e girando o potenciômetro ele pisca rápido demais pra ver então com certeza é mais do que 15Hz, mas não tem como saber exatamente, aí recorri a fórmula lá do Newton braga:

f = 1,44 /[(R1 + 2R2) C]

R1 e R2 usei de 1k mais um potenciômetro de 100K em série com R1

O capacitor foi eletrolítico de 22uF 16v

Fazendo essa conta deu: 21,8181...Hz tá certo ou errei na conta? Para esse cálculo não coloquei o potenciometro, só calculei com os resistores de 1k e o capacitor de 22uF

Quem sabe ajuda? Aqui tem uma calculadora online para o 555 astável, @GustavoH93.

Tentei

R1 = 1kΩ fixo + pot 50kΩ

R2 = 2k

C=4.7uF

e acho que deu aprox. 6Hz com a R do pot = 0Ω e 60Hz com essa R=50kΩ. Pensei em tântalo, 4.7uF / 35v...

Agora, se o pot ficar em série com R2, aí é só calcular, ali...

GustavoH93 · 21 de outubro de 2022

22 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Quem sabe ajuda? Aqui tem uma calculadora online para o 555 astável

Essa calculadora é uma mão na roda ein @rmlazzari58

22 horas atrás, rmlazzari58 disse:

e acho que deu aprox. 6Hz com a R do pot = 0Ω e 60Hz com essa R=50kΩ. Pensei em tântalo, 4.7uF / 35v...

o duro é que acho que não vou ter esse capacitor de tantalo por aqui, vou dar uma fuçada na sucata de tranqueiras e ver se acho algum parecido

Cara lembrei de uma coisa interessante dá pra configurar o arduino para ser um frequencimetro, acho que a margem de erro deve ser uns 5% mas para testar esse circuito do 555 deve ser suficiente, olha ele aí:

Estou bem atarefado aqui mas quero ver se monto esse circuito até domingo... Vou montar e ir medindo com o arduino, quando der entre 6 e 60Hz aí eu monto o principal.

Renato.88 · 21 de outubro de 2022

21 minutos atrás, GustavoH93 disse:

o duro é que acho que não vou ter esse capacitor de tantalo por aqui, vou dar uma fuçada na sucata de tranqueiras e ver se acho algum parecido

Não é necessário. Eletrolitico ou poliéster já basta.

Se o circuito tem potenciômetro, qualquer capacitor dentro da margem de frequência serve. Basta ajustar os resistores corretamente.

57 minutos atrás, GustavoH93 disse:

Vou montar e ir medindo com o arduino, quando der entre 6 e 60Hz aí eu monto o principal.

Não tem erro, com os componentes mencionados pelo@rmlazzari58

Dá certinho.

E nem precisa ser tão exato assim, eu escolhi apenas dois valores redondos pra facilitar a conta.

No motor as frequências mais usadas estão dentro deles, veja:

6Hz = 720 RPM

60Hz = 7200 RPM

Uma maneira simples e rápida de saber se seu oscilador funciona é colocar um amplificador com um alto falante na saída dele. O som de 6Hz é apenas um "tec-tec" e o dos 60Hz é bem conhecido, pois é o famoso zumbido da corrente alternada que ouvimos por toda parte.

rmlazzari58 · 21 de outubro de 2022

16 horas atrás, GustavoH93 disse:

Essa calculadora é uma mão na roda

Seria mais prático informar como parâmetro frequência, tempo alto e tempo baixo, ciclo de trabalho e uma das R e C e ela calcule a outra R. Ou informar as duas R e ela encontre C... Talvez dê até para fazer numa planilha.

Mas essa aí já dá para se poupar a calculeira, para quem já entendeu os fundamentos.

16 horas atrás, GustavoH93 disse:

Cara lembrei de uma coisa interessante dá pra configurar o arduino para ser um frequencimetro, acho que a margem de erro deve ser uns 5% mas para testar esse circuito do 555 deve ser suficiente, olha ele aí:

Muito bom! Valeu!

Por fim, mesmo correndo o risco de "chover no molhado", quem sabe interessa usar circuito baseado no LM3914 (linear) ou 3915 (log) para indicar quanto perto está a RPM do limite desejado? Tem umas plaquinhas prontas que o pessoal usa como medidor de volume de som, VU METER, mas não é um circuito muito complicado de fazer.

GustavoH93 · 22 de outubro de 2022

19 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Por fim, mesmo correndo o risco de "chover no molhado", quem sabe interessa usar circuito baseado no LM3914 (linear) ou 3915 (log) para indicar quanto perto está a RPM do limite desejado? Tem umas plaquinhas prontas que o pessoal usa como medidor de volume de som, VU METER, mas não é um circuito muito complicado de fazer.

opa vou fazer sim comprei as pecinhas junto com o do circuito principal, também pensei por exemplo quando o sétimo led acender o motor estará a 5000 rpm então podemos colocar um transistor junto com esse led para ele executar a função de limitar a rpm, mas vamos por partes rsrs

19 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Seria mais prático informar como parâmetro frequência, tempo alto e tempo baixo, ciclo de trabalho e uma das R e C e ela calcule a outra R. Ou informar as duas R e ela encontre C... Talvez dê até para fazer numa planilha.

eu acho que até tem essa planilha viu, mas não achei pronta para baixar.

Em 20/10/2022 às 21:54, Renato.88 disse:

Uma maneira simples e rápida de saber se seu oscilador funciona é colocar um amplificador com um alto falante na saída dele. O som de 6Hz é apenas um "tec-tec" e o dos 60Hz é bem conhecido, pois é o famoso zumbido da corrente alternada que ouvimos por toda parte.

boa ideia! será que ligando direto do pino 3 do 555 sem amplificador, ligando direto um alto-falante tipo fone de ouvido já funcionaria ou poderia queimar o 555?

Em 20/10/2022 às 21:54, Renato.88 disse:

Não é necessário. Eletrolitico ou poliéster já basta.

Se o circuito tem potenciômetro, qualquer capacitor dentro da margem de frequência serve. Basta ajustar os resistores corretamente.

Certo vou seguir com a montagem então, esse fim de semana tem aniversariante na família e durante a semana fiquei enrolado com o trabalho, mas amanhã vou montar esse circuito e posto aqui o resultado, estou animado acho que tem boa chance de funcionar

Renato.88 · 22 de outubro de 2022

3 horas atrás, GustavoH93 disse:

boa ideia! será que ligando direto do pino 3 do 555 sem amplificador, ligando direto um alto-falante tipo fone de ouvido já funcionaria ou poderia queimar o 555?

Funciona.

GustavoH93 · 23 de outubro de 2022

Boa noite pessoal finalmente montei o circuito do 555, usei o led e como o @Renato.88 comentou foi aquilo mesmo até uns 18Hz dá pra ver o led piscando depois disso não dá mais.

Não tinha os componentes exatos aqui, usei os que tinha em mãos: R1 e R2 1K e um potenciômetro de 100K em série com R1, o capacitor usei dois eletrolíticos em série de 10uF para ficar com 5uF que era o mais próximo de 4,7uF que o @rmlazzari58 sugeriu para nós.

Vi que o led começou a piscar indicando que o circuito funcionou mas não tinha como saber até qual frequência ele chegava só olhando e não achei nenhum fone de ouvido aqui pra testar então montei aquele treco que usa o arduino para medir a frequência, não é muuito preciso mas funcionou: Deu quase 3Hz com o potenciômetro no máximo e 90Hz com o potenciômetro zerado.

Curioso é que quando a frequência é muito baixa o programa não "enxerga" a frequência e dá erro inf.

Bom ele funcionou mas passou de 60Hz isso não é problema ou ele tem que parar em 60Hz? Se não tiver problema vou seguir e montar o circuito principal.

Renato.88 · 24 de outubro de 2022

6 horas atrás, GustavoH93 disse:

Bom ele funcionou mas passou de 60Hz isso não é problema ou ele tem que parar em 60Hz?

Isso é só pra simular o motor do carro.

Quando for fazer o teste deixa esse negócio do computador ligado junto pra saber a frequência, assim quando tiver em 42 Hz mais ou menos saberá que está nos 5000 RPM.

Em 50 Hz seria como 6000 RPM.

GustavoH93 · 24 de outubro de 2022

15 horas atrás, Renato.88 disse:

Quando for fazer o teste deixa esse negócio do computador ligado junto pra saber a frequência, assim quando tiver em 42 Hz mais ou menos saberá que está nos 5000 RPM.

Em 50 Hz seria como 6000 RPM.

Ok circuito para simular a rotação está pronto vamos em frente, @Renato.88 antes de montar alterei o esquema para os componentes que você indicou substituir, dá uma olhadinha para ver se está correto por favor, assim que der o ok eu sigo em frente na montagem

Renato.88 · 25 de outubro de 2022

8 horas atrás, GustavoH93 disse:

assim que der o ok eu sigo em frente na montagem

Manda Brasa! :lol:

GustavoH93 · 30 de outubro de 2022

Oi pessoal tive que sair de viagem essa semana era pra ser mais para frente, mas acabei indo essa semana aí dei uma pausa e voltei agora estou a tarde toda montando esse circuito, só que bateu umas duvidas aqui:

1°- Tem o capacitor de 22pF o resistor de 100K e o 1N4148 que vão na base do BC548, isso é porque o circuito usa como sinal o cabo da vela, mas para o teste posso ligar o pino de saida do 555 diretamente na base do 548? Serve de teste e também como tem saída no módulo para o conta-giros podemos usar esse sinal no lugar do cabo de vela...

2°- Na saída do IRFZ44N posso colocar um led com resistor para ver se ele está ligando e desligando quando a frequência de entrada sobe?

3°- Não sei como não vi, passou batido mas no meio do circuito tem IC1P e VSS e VDD é pra ligar o positivo e negativo da bateria aí diretamente? Mas tem o 7805 alimentando tudo aí já desde o começo, me perdi nessa parte sabe o que é @Renato.88 ?

Renato.88 · 30 de outubro de 2022

38 minutos atrás, GustavoH93 disse:

Tem o capacitor de 22pF o resistor de 100K e o 1N4148 que vão na base do BC548, isso é porque o circuito usa como sinal o cabo da vela, mas para o teste posso ligar o pino de saida do 555 diretamente na base do 548?

Não.

Para teste você pode retirar esse transistor e ligar a saída do 555 que simula o motor diretamente no pino 2 do primeiro 555 do esquema.

40 minutos atrás, GustavoH93 disse:

Serve de teste e também como tem saída no módulo para o conta-giros podemos usar esse sinal no lugar do cabo de vela...

Podemos.

Mas lembre que no modulo o sinal sai para todas as velas, portanto é 4x mais rápido. Então teria que recalcular o circuito para nova frequência.

41 minutos atrás, GustavoH93 disse:

Na saída do IRFZ44N posso colocar um led com resistor para ver se ele está ligando e desligando quando a frequência de entrada sobe?

Pode.

42 minutos atrás, GustavoH93 disse:

Não sei como não vi, passou batido mas no meio do circuito tem IC1P e VSS e VDD é pra ligar o positivo e negativo da bateria aí diretamente?

Não.

VDD e o positivo do 4046 e vss é o negativo dele.

É pra alimentar tudo pelo 7805.

O que acontece é que alguns programas de computador ignoram a alimentação dos circuitos integrados pra facilitar na hora de simular. Poupando o usuário de ficar ligando essa parte.

GustavoH93 · 31 de outubro de 2022

4 horas atrás, Renato.88 disse:

Não.

VDD e o positivo do 4046 e vss é o negativo dele.

É pra alimentar tudo pelo 7805.

O que acontece é que alguns programas de computador ignoram a alimentação dos circuitos integrados pra facilitar na hora de simular. Poupando o usuário de ficar ligando essa parte.

agora entendi, estava estranho aquilo solto no nada...

4 horas atrás, Renato.88 disse:

Podemos.

Mas lembre que no modulo o sinal sai para todas as velas, portanto é 4x mais rápido. Então teria que recalcular o circuito para nova frequência.

certo vamos ver se vai funcionar primeiro aí alteramos para usar o sinal do módulo.

4 horas atrás, Renato.88 disse:

Não.

Para teste você pode retirar esse transistor e ligar a saída do 555 que simula o motor diretamente no pino 2 do primeiro 555 do esquema.

fiz isso e ao invés de usar o 7805 usei a fonte de 5v direto da bancada pra montar mais rápido e coloquei um led com resistor de 1k no IRFZ44N, alterei o esquema e ficou assim:

E pra variar não funcionou, o led do IRFZ44N fica aceso quase direto, mantive o led no 555 que simula o motor e esse led pisca certinho quando giro o potenciômetro fica tão rápido que nem dá pra ver, ou seja o circuito que simula o motor está OK.

Mas o circuito principal está estranho, se eu mexer no potenciometro do 555 que simula o motor o led do transistor dá umas piscadas muito rápidas e depois volta a ficar aceso direto, no funcionamento ideal se passar da frequência selecionada o led do transistor devia ficar piscando sempre e só voltar a ficar aceso direto quando a frequência de entrada ficar mais baixa do que a que foi comparada não é?