¿Escalar los pulsos del inyector de un automóvil para contarlos y cronometrarlos?

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¿Cuál sería una manera eficiente de remodelar los impulsos de los inyectores de un automóvil a impulsos digitales de 0-3.3V, para que un microcontrolador pueda contarlos y cronometrarlos? La forma de onda se puede ver en esta página en "Ejemplo de forma de onda".

Esta pregunta podría considerarse como un duplicado de Pico eficiente que detecta el microprocesador o la arquitectura DSP pero ninguna de las respuestas es realmente clara para mi. Me pregunto si la solución de transistor funciona con Vb > > Vc. La solución de flip-flop pierde la etapa de escala de voltaje.

Requisitos:

  • el circuito debe presentar una alta impedancia a la bobina (establecida arbitrariamente en > 1Meg)
  • debe detectar correctamente los pulsos entre 5 y 150Hz
  • debe sobrevivir a fallas comunes (cable desconectado y polaridad invertida)

Suposiciones:

  • la amplitud del pico de voltaje no es constante, y puede ir de 30V a 120V (de nuevo, algo arbitrario).
  • la duración del pico de voltaje no es constante, y puede ir de 200 a 4 ms (nuevamente).
  • es probable que el procesador sea un Atmel SAM D20 o D21 (3.3V).
  • Suministros disponibles: automotriz 12V, no regulado; 5V, regulado, 3.3V, regulado.
  • el microcontrolador tiene interrupciones activadas por el borde y captura de entrada

Una solución basada en los niveles de señal en lugar de los picos también podría ser aceptable, asumiendo que funciona con un alto voltaje en cualquier lugar entre 9 y 16V.

Una solución simple sería una resistencia de 1Meg en serie y una Zener de 3.3V (o incluso una de 3V, o tal vez un diodo shottky a Vcc), pero la resistencia de alto valor (y por lo tanto una baja corriente) significa que en un área que a menudo se pasa por alto en las hojas de datos de diodos. En un caso anterior, tuve conducción en los diodos de protección de un CI, lo que provocó un comportamiento incorrecto en otras partes del CI. Me gustaría asegurarme de que esto no suceda. Tampoco estoy seguro de si la entrada-comparación puede tratar correctamente con una impedancia de entrada tan alta.

Gracias

    
pregunta jmr

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Eso no es realmente difícil, asumiendo que el voltaje de la bobina es una forma de onda rectangular (o incluso trapezoidal).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto no responderá a pulsos de 30 voltios de menos de aproximadamente 100 usec, aunque responderá a pulsos algo más cortos de 120 voltios. R2 mantiene el circuito en buen estado si está desconectado, y D1 protege contra la polaridad inversa.

El único problema posible es el aumento relativamente lento y los tiempos de caída (alrededor de 20 usec), pero si esto es un problema, agregue otro transistor con una resistencia emisora de 5k, y obtenga tiempos de subida y caída de 2 o 3 usec. Alternativamente, agregue un disparador Schmitt como un 74C14 y obtenga tiempos de subida y caída de 10 nseg aproximadamente.

EDITAR - Entonces, ¿cómo obtienes 5 nF para C1? Utilice $$ \ frac {dv} {dt} = \ frac {i} {C} $$ $$ \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = \ frac {i} {C} $$ $$ C = \ frac {i \ Delta t} {\ Delta v} $$ A voltajes de condensador bajos, toda la corriente a través de R1 se dirige a la carga C1 y, a aproximadamente 0,65 voltios, la unión del emisor-base del transistor comenzará a conducir y activará el transistor. A 30 voltios, 1M produce 30 uA, por lo tanto $$ C = \ frac {i \ Delta t} {\ Delta v} = \ frac {3 x 10 ^ {- 5} \ veces 10 ^ {- 4}} {. 7} = 4.6x10 ^ {- 9} = 5 nF \ text {(lo suficientemente cerca)} $$

    
respondido por el WhatRoughBeast

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