Conversor RPM em Tensão (INS371)

Escrito por Newton C Braga

Apresentamos um simples módulo que pode ser usado como interface para sensores de rpm (rotações por minutos) ou ainda para a medida de frequência de pulsos, convertendo essas taxas numa tensão. Essa tensão pode então ser facilmente aplicada à indicadores de tensão comum ou à entrada de conversores A/D de microprocessadores ou outros dispositivos digitais de controle ou processamento de dados.

O circuito apresentado prevê como sensor um foto-transistor para poder medir, por exemplo, rotações de uma peça móvel, conforme mostra a figura 1.

 


 

 

 

No entanto, podem ser usadas outras configurações sensores como, por exemplo, um reed-switch caso em que o acionamento será obtido pela passagem de um imã. É claro que, nesse caso, devem ser levadas em conta as limitações de velocidade desse tipo de sensor.

O circuito se baseia no CILM2917 da National Semiconductor (www.national.com) e tem uma etapa de amplificação de entrada para os sinais do sensor.

Veja que o sensor opera no modo que produz um nível baixo quando excitado pela luz. Dependendo da aplicação essa configuração pode ser invertida.

O resistor R1 depende do foto-transistor usado, devendo eventualmente ter seu valor alterado conforme a intensidade de luz da fonte também.

O único ajuste do circuito é no trimpot P1 que deve ser colocado numa posição em que tenhamos uma correspondência numérica entre as rotações sensoriadas e a tensão de saída.

Por exemplo, deve-se ajustar 3 V para uma saída de 3 000 rpm, de modo que um multímetro digital indique 3.000 V quando a taxa de impulsos de entrada sensoriados pelo foto-transistor corresponda a 3 000 rpm.

Uma forma simples de se fazer a calibração consiste em se aplicar um sinal de 60 Hz na entrada que corresponde a 60 x 60 = 3 600 rpm, ajustando a saída para 3,6 V.

Na figura 2 temos o diagrama completo do módulo sensor que pode ser alimentado por tensões de 9 a 12 V.

 


 

 

 

Na figura 3 apresentamos uma sugestão de placa de circuito impresso para implementação da montagem para testes ou ainda para fazer parte de um aplicativo qualquer.

 


 

 

 

Os resistores são de 1/8 W e os capacitores menores tanto podem ser de poliéster como cerâmicos. Os eletrolíticos são para 12 V ou mais de tensão de trabalho.

O foto-transistor pode ser de qualquer tipo, inclusive usados fotodiodos. Como o consumo do módulo é baixo, ele pode ser alimentado de forma independente por uma pequena bateria de 9 V

 

CI-1 – LM2917-N8 – circuito integrado

Q1 – qualquer foto-transistor – ver texto

Q2 – BC548 ou equivalente – transistor NPN de uso geral

R1 - 47 k Ω x 1/8 W – resistor

R2 – 820 k Ω x 1/8 W – resistor

R3 – 27 k Ω x 1/8 W – resistor

R4 – 10 k Ω x 1/8 W – resistor

R5 – 470 Ω x 1/8 W – resistor

P1 – 100 k Ω - trimpot

C1 – 470 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C2 – 2,2 µF – capacitor eletrolítico

C3 – 470 pF – capacitor cerâmico

C4 – 47 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C5 – 1 µF – capacitor eletrolítico

C6 – 100 µF – capacitor eletrolítico

B1 – 9 ou 12 V – bateria ou fonte

S1 – Interruptor simples

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, caixa para montagem (opcional), conector de bateria (se usada), fios, solda, etc.