Rechteckspannung von Drehgeber verstärken [gelöst]

[Cairol]

Hallo Zusammen!

Ich hab hier einen optischen Drehgeber der mit 5V betrieben wird.
Nun wollte ich den mit einem Mikrocontroller auslesen, hab aber festgestellt, dass die beiden Signale nur 200 mV Amplitude haben...

D.h. der uC erkennt nie ein High-Level, so dass der Interrupt nicht triggert.

Wie kann ich die beiden Signale am geschicktesten auf ca. 0V/5V verstärken, ohne dabei die Recheckform zu sehr zu verschleifen?

Momentan da hätte ich den LM258 Dual-Op-Amp und den teureren Dual Rail-to-Rail Op-Amp TS912.
Verstärkung müsste da ja bei ca. 25 liegen.
Die maximal auftretende Signalfrequenz der beiden Ausgänge liegt bei etwa 2 kHz.
Ist das mit einem dieser OP-Amps direkt machbar?
Die schaffen 1 MHz GBP laut Datenblatt.

Oder benötige ich da auf jeden Fall noch einen Schmitt-Trigger dahinter?


Gruß,

Cairol

[PICture]

Hallo Cairol!

Um optimalen Anschluss an ein µC zu wählen, finde ich als notwendig zumindest die Ausgangsstufe vom Drehgeber zu kennen. Vielleicht reichen entsprechende pull-ups aus, wenn der Ausgang "open-collector" (OC) wäre ?

MfG

[astroscout]

Ich würde das ganze einfach nur mit einem Schmitt-Trigger lösen (OP mit unsymetrischer Versorgungsspannung GND --- +5V)

Wenn du das Signal verstärkst, dann kann es dir passieren, dass evtl. vorhandenes rauschen etc. auch mit verstärkt werden und so ggf. dein Signal zu sehr verzerren.

[uwegw]

200mV sind keine übliche Ausgangsspannung. Ich vermute ebenfalls, dass es in Wirklichkeit Open-Collector-Ausgänge sind. Die sind bei Drehgebern und anderen Sensoren sehr verbreitet, da man mit ihnen die Signalpegel (durch die Pullup-Spannung) selbst festlegen kann.

[Besserwessi]

Da die Frequenz eher niedrig ist, sollte man schon durch anpassen der Widerstände einen passende Amplitude bekommen. Eventuell braucht man auch einen Schutz gegen Fremdlicht.
Es ist schon ungewöhnlich das man bei so einem Drehgeber einen Verstärker braucht. Auch dann sollte man in etwa die Schaltung im Sensor kennen.

[Cairol]

Kurz zum Hintergrund:
Ich baue für ein Projekt in der FH eine elektronische Lenkung wobei ich ein Logitech - Force-Feedback - PC-Lenkrad als Basis hernehme.

Das Ding hat einen optischen Encoder.
Auf der Encoderplatine sind nur 3 Bauteile: Die Sendediode, ein Doppelempfänger in einem Gehäuse ähnlich dem TO-92 und ein 180 Ohm Serien-Widerstand für die Sendediode.

Die Signaladern sind direkt am Empfänger angeschlossen.
Ich hab mal 2 Bilder reingepackt.

Keine Ahnung was das für ein Empfänger ist. Logitech Deutschland meinte auf meine Anfrage hin, sie wüssten selbst nicht genau was da drin ist und könnten mir die Info auch nicht beschaffen...

[uwegw]

Könnte gut sein, dass das Fototransistoren sind. Leg mal die Signalpins des Empfängers über 10k an 5V, und mess dann die Spannung am Punkt zwischen Bauteil und Widerstand.

EDIT:
Hab gerade erst gesehen, dass der Empfänger vier Pins hat und mit 4,5V versorgt wird. Dann wird die Verstärkungsschaltung schon dort integriert sein. Ich würde also weiterhin auf Open-Collector tippen. Aber die Pullups sind ja in beiden Fällen die Lösung... also probier das erst mal aus!

[Cairol]

Ich hab das Lenkrad nicht hier. Das liegt an meinem Arbeitsplatz in der FH.
Kann bis Montag dauern, bis ich wieder hochfahr.
Ich teste das aber dann.

Mit dem "Heathcliff optical encoder" - Aufdruck auf der Platine hab ich nichts bei Google finden können.

Fremdlicht kann man übrigens ausschließen.
Das Ding is nochmal separat gekapselt. Habs nur zum Schaltplan erstellen ausgebaut.
Die Messung mit dem oszi hab ich aber wieder mit komplett zusammengesetztem und geschlossenem Lenkrad-Gehäuse gemacht.

[oberallgeier]

... Logitech ... wüssten selbst nicht genau was da drin ist und könnten mir die Info auch nicht beschaffen...Wird dann wohl einer von den unangenehmen Verkäufern gewesen sein. Wissen nix aber reden viel.

Hast Du vielleicht zwei Sende-LEDs mit R1 als load resistor und zwei Phototransistoren? Die Lenkung muss eine Drehrichtungserkennung haben. Der Aufbau sieht auch ein bisschen wie das Innere einer Wheelmouse aus.

[Cairol]

@uwegw: Wo du "Pull-Ups" sagst, kommt mir gerade das dumpfe Gefühl, dass ich zu Beginn als ich das ausgemessen hab noch gute 4,5 V Amplituden hatte...
Da hatte ich das Lenkrad nämlich am Strom angeschlossen um die ganzen Potentiale richtig bestimmen zu können.
War aber "damals" offenbar zufrieden mit dem was ich am Drehgeber gesehen hab.

Die 200mV sind mir gestern aufgefallen, weil ich mittlerweile den Drehgeber an einer eigenen Schaltung angeschlossen habe und die Lenkrad-Elektronik nicht mehr in Betrieb habe.
Nur den Encoder und den Force-Feedback-Motor über meine Platine.
Beim ausprobieren hab ich dann gestutzt weil der Interrupt nicht kam und hab dann mit dem Oszi nachgemessen.

Ich bin also schon fast sicher, dass das mit den PullUps der richtige Tipp ist...

Vielleicht geh ich schon am Samstag nochmal hoch.

@oberallgeier:
Hm, ich glaub das eher nicht. Das Gehäuse vom Sender is ja transparent, da wären 2 direkt nebeneinander liegende LEDs doch irgendwie sinnfrei, oder?
SEHEN konnte ich keine 2 Strukturen drin.

2 Phototransistoren, da bin ich fast sicher, aber 2 LEDs kann ich mir nicht vorstellen.
Ich kenn mich allerdings auch nicht so großartig aus, was da so üblicherweise verwendet wird...

[oberallgeier]

... was da so üblicherweise verwendet wird...Meine Gabellichtschranken sind so verschaltet:
................http://oberallgeier.ob.funpic.de/ph_refl_x01.jpg

... mit Rv < 1k und RL ca. 10k. Ist aber nur ein Beispiel.

[Cairol]

Das könnte aber vom Prinzip er wirklich hinkommen...
Pullup, Pullup. Ich melde mich, sobald ichs getestet hab.

[Richard]

200mV sind keine übliche Ausgangsspannung. Ich vermute ebenfalls, dass es in Wirklichkeit Open-Collector-Ausgänge sind. Die sind bei Drehgebern und anderen Sensoren sehr verbreitet, da man mit ihnen die Signalpegel (durch die Pullup-Spannung) selbst festlegen kann.

Genau das denke ich auch, Probiere einfach einmal einen Pull Up 4k7
gegen VCC. Ansonsten einmal den Typ der Lichtschranke Posten dami
man ins Datenblatt schauen kann.

Gruß Richard

[Cairol]

Typ kenne ich wie schon erwähnt nicht. Steht nix auf den Bauteilen.
Spätestens am Montag wissen wirs genau.

[Cairol]

Aaalso:
Kann Entwarnung geben.
Das Problem war nicht etwa ein "exotischer" Encoder oder fehlende Pull-Ups, sondern dass die Pins die ich dafür verwendet habe noch auf Sonderfunktionen programmiert waren und deshalb meine Befehle was die Datenrichtung und Pull-Ups angeht, nicht übernommen haben.
Ich hab da halt eine fremde Basisprogrammierung drauf um dieses Evaluation-Board in allen Funktionen zu betreiben und da tummelt sich Konfigurations-Code in den "hintersten Winkeln".
Das is halt kein AVR, sondern ein ziemlich "potenter" 16-Bitter von Freescale.
Wo's bei nem Mega16 z.B. für was 3 Register gibt, kann man da 23 einstellen.
Is ja toll das man alles verändern kann, aber durchblicken muss man natürlich auch erst mal, sonst kommt eben sowas bei raus.

Hab es jetzt aber hinbekommen. Der Encoder schaltet wie ich es eigeltlich erwartet habe die knapp 5 V an den Signaladern durch.
Also keine Verstärkung nötig.

Drauf gekommen bin ich aber erst, nachdem ich wie vorgeschlagen die Pull-ups aktiviert hatte und ein Pin nicht richtig drauf reagiert hat.

Das Problem is also damit gelöst.
Danke für eure Hilfe!