周波数に比例した電流を出力する回路

質問

今度、スピードメータを作るため電車のスピードメータに使われるようなメーターを作りたいと思いインターネットで調べてみたところ送信部はできたのですが、受信部がいくら調べても自分の望んでいるサイトがヒットしません。(たとえばパルスカウンタなど)そこで私は交流電流を直流に変換する回路を応用できないかと思い今回の質問をさせていただきました。

送信部はタイマーIC555の6と7番ピンに加速度センサを取り付け速度に応じてパルスをコントロールする。
そのパルスをたとえば電力メータに表示させてみたい。
周波数は1kmごとに2Hzづつ上がっていくようにしたい

長文となってしまいましたがご教授のほど宜しくお願いします。

回答No.1

inara1 · ベストアンサー

周波数を電圧に変換するIC（NJM4151）があります。データシートの6ページの図５と図６に、F（周波数）-V（電圧）変換回路が出ています。これは電圧出力ですが、アナログ（針式）の電圧計に接続すれば周波数（速度）に比例した指示になるはずです。このICは電圧を周波数に変換することも可能です。

NJM4151
　　　価格（210円）　http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?multi=4151&cond8=and&x=18&y=8
　　　データシート　http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedia.do?_mediaId=1208

速度を周波数に変換する部分はどうなっているのでしょうか。
加速度センサやホール（磁気）センサを使って車輪が１回転するごとに１パルス出るようにする方法なら、速度 (m/s) =　2*π*車輪半径 (m)*パルス周波数 (Hz) から速度を計算できます。

補足

inara1さん早速のご回答ありがとうございます。
例えば送信部と受信部をこのICだけで作ることも加納でしょうか？

回答No.2

inara1

＞例えば送信部と受信部をこのICだけで作ることも加納でしょうか
速度に比例した電圧が出るようなものがあれば可能です。モータを発電機として使ったとき（車輪駆動用のモータとは別に、車軸に発電用モータをつなぐなど）、回転数と起電力が比例関係にある範囲であれば、そういうセンサとして使えると思います（モータについては詳しくないので、詳しい方のコメントがあれば助かります）。

参考URLにある実験 「実験３：モーターを直結させて回転数と電圧を測定」 を見る限り、広い範囲で比例関係にあるようです。モータの出力（起電力）にはノイズやリップルが乗っているので、抵抗とコンデンサからなるローパスフィルタを通してノイズを除去する必要があるかと思います。応答速度を 0.1秒くらいにするなら、下の回路で、R = 15KΩ、C = 1μF 程度にします。

　　　抵抗
　┌─ R ─┬─ 出力（回転数に比例した電圧）
　│　　　　　│+
　Ｍ モータ　C コンデンサ
　│　　　　　│-
　└───-┴─ GND

参考URL：

http://www1.neweb.ne.jp/wa/saad/motor/mtr004.htm

お礼

ご教授ありがとうございます。とても便利なICがあるものなんですね。
助かりました。