Hallsensor digitalisieren

[Che Guevara]

Hallo,

leider habe ich im Bereich der Analogen Elektronik zuwenig Ahnung, um mein Problem alleine zu lösen. Es geht um folgendes:
In einem zerlegten DVD-Laufwerk befindet sich unter einem Antriebsrad des Laserschlittens eine Platine mit 2 Hallsensoren. Die Beschriftung kann ich nicht lesen, habe aber trotzdem die Belegung herausgefunden. Mit dem Oszi habe ich mir jetzt mal die Pegel angesehen und hier liegt mein Problem. Wenn kein Magnet über dem Sensor ist, sehen die Signale so aus: 20248
Je näher der Magnet kommt, desto weiter nähern sich die Pegel an: 20249
Schließlich, wenn der Magnet genau über dem Sensor ist, haben die beiden Signale fast die gleichen Pegel: 20250
Wenn sich der Magnet jetzt wieder entfernt, laufen die Signale rückwärts, d.h. die Pegel unterscheiden sich wieder stärker. Jetzt zu meiner eigentlichen Frage:
Wie kann ich diese beiden Signale am besten digitalisieren? Zuerst dachte ich an einen Addierer mit anschließendem Differenzverstärker, jedoch scheiterts da bei mir an der Umsetzung. Ich habs mit einem LM339N versucht, aber nicht hinbekommen. Wie wird den das z.b. im Laufwerk gelöst? Wie würdet ihr das Problem lösen? Und v.a. mit welchem OP?

Vielen Dank & Gruß
Chris

[Besserwessi]

Der LM339 ist ein Komparator IC und damit nicht so ohne weiteres als Vertärker geeignet. Die Spannungen sind mit einigen 100 mV nicht besonders klein, so das die Wahl des Operationsverstärkers nicht so kritisch ist. Da sollte auch was einfaches wie LM358 oder TLC272 reichen. Die beiden Typen sind aber immerhin schon Single Supply geeignet, also auch für Spannungen dicht an der negativen Seite der Versorgung. Für den Differenzverstärker sollte die einfache Form mit 4 Widerständen und 1 OP reichen, wenn die Quelle nicht so hochohmig ist. Bei einer kleinen Versorgungsspannung wie etwa 0/5 V wäre ggf. ein Rail to Rail OP wie MCP6002 passender damit man einen größeren Bereich am Ausgang hat - wirklich nötig ist es aber nicht.

[Che Guevara]

Oh, das wusste ich garnicht ... Kommt davon, wenn man sich vorher nicht richtig imformiert!
LM358 und TLC272 hätte ich da, aber wie sollte den dann nun die Schaltung aussehen? Erst ein Signal anheben (damit sie sich überschneiden) und dann einen Differenzverstärker oder irgendwie anders?

Gruß
Chris

EDIT:
Oder wäre es möglich, das Signal mit dem höheren Pegel durch einen Spannungsteiler (evtl. frequenzkompensiert?!) etwas nach unten zu verschieben und anschließend dann diese Signale im Differenzverstärker zu verarbeiten?

[Besserwessi]

Eigentlich kann man wohl direkt an den Differenzverstärker gehen: also von einem (das positivere) Signal ein Spannungsteiler gegen GND auf den + Eingang des OPs. Vom anderen Signal mit einem Widerstand an den invertierenden Eingang und dann die Rückkopplung mit einem 4. Widerstand. Je nach gewünschter Verstärkung z.B: 10 K von den Signalen und z.B: 47 K als Rückkopplung bzw. nach GND, das gäbe in dem Beispiel eine 4,7 fache Vertärkung. Die Widerstände sollten jeweils paarweise gleich sein, damit es wirklich ein Differenzverstärker wird.

[PICture]

Hallo!


Wie kann ich diese beiden Signale am besten digitalisieren?

Einzeln mit ADC nach Verstärkung. ;)

[Che Guevara]

Habs gerade ausprobiert, mit folgenden Bauteilen:
OP ist ein TL072CN, Eingangswiderstände sind 2k2, der Mitkopplungswiderstand ist 22k und für den Spannungsteilerwiderstand nach GND hab ich ein Poti genommen, das muss ich jetzt noch ausmessen. Anschließend noch einen 10k Pulldown vom Ausgang nach GND, damit der µC das Signal als Low erkennt.
Mit dem ADC ginge es zwar, aber das ganze soll über nen Interrupt laufen, da es für ne Positionsregelung ist ;)

Gruß
Chris

[PICture]

Ich kenne bisher deine Schaltung nicht, aber ADC aus einem µC sollte einen Interrupt auslösen können. Möglicherweise brauchst du nur ein Komperator um bestimmte Position zu erkennen. ;)

[Che Guevara]

Also der ADC Interrupt ist nicht sinnvoll in dieser Situation, da es ja passieren könnte, dass ein Signal genau zwischen zwei Wandlugen ausgegeben wird und ich dieses somit verpasse. Anfangs hatte ich schon überlegt, das Problem mit dem Analog Comparator zu lösen, allerdings habe ich 2 solcher Sensoren --> 4 (bzw. 2, mit zusätzlichem Hardwareaufwand) Analog Comparatoren würden benötigt. Die aktuelle Lösung mittels OP entspricht meinen Ansprüchen und der Hardwareaufwand hält sich in Grenzen ;)

Gruß
Chris

[PICture]

Es gibt doppelte Comparatoren IC's z.B. LM393 und auch vierfache (z.B. LM339). ;)

[Besserwessi]

Als Komparator sollte der LM339 auch ohne Verstärkung mit den Signal klarkommen. Womit wir wieder fast am Anfang sind. :p

[Che Guevara]

Also:
Mittlerweile habe ich nach dem TL072 noch einen CD4093 geschaltet, um sauberere Flanken zu erhalten, jedoch übersieht mein AVR manchmal ein paar INTs... Ich denke, es liegt daran, weil die Signale nicht 100%ig am AVR ankommen. Ich bräuchte also eine sehr genaue, tolerante Schaltung. Wie baut man den sowas am besten auf?

Gruß
Chris

EDIT:
Habs jetzt hinbekommen: Die beiden Signale an den LM339, 10k Pullup am Ausgang - fertig :D

[PICture]

Super ! :D

Die Comparatoren im LM339 haben leider "open collector" (OC) Ausgang.