車速パルスでリレーをONにしたい

質問

こんにちは
電気回路の素人です。
自動車の車速パルスを検出した時にリレーをON、パルスを検出しなくなった時にリレーをOFFにしたいのですが、出来るだけシンプルな回路で実現する方法を教えていただきたいのです。リレーの反応は1秒以下のタイムラグがあっても構いません。

車速パルスはH=+12V、L=0Vで、ホイール一回転あたり矩形波が4回発生し、速度によってその周波数が変化します。ただし、この車速エンコーダは、停止時にH、Lどちらかの状態を保持したまま停止します。

一般的に入手可能で安価なディスクリート部品、コンパレータやロジックIC等は使用しても構いませんが、今回はマイコン使用は無しとしたいです。

回答No.4

86tarou · ベストアンサー

またまたNo.1です。

74123は使ったことがありません。C×Rでパルス幅が変更できるようですが、C×Rを大きくすると、出力される波形がつながって連続出力になるのでしょうか。＞
この手のＩＣは立ち上がりまたは立ち下がりでトリガが掛かり、ＣＲの時間分のパルスが出ます。リトリガブルなので、出力途中でも入力があれば、そこからまたパルスが出ることになり、結果繋がった波形になります。
http://www.cqpub.co.jp/term/retriggerableoneshotmultivibrator.htm

ちなみに74123（423）や4528はＣＲに係数が付きますが、74123（423）Aや4538だとC×Rそのままの時間となり計算し易いです。74123と74423の違いは入力の条件が揃っている時に、リセット端子の解除でもパルスが出るかどうかの違いです。
詳しくは、ＩＣのデータシートをご覧ください。
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TC74HC123AP®ion=jp&lang=ja
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TC74HC423AP®ion=jp&lang=ja
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TC4538BP&lang=ja

参考URL：

http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2004/tr0401/0401sp2.pdf

お礼

データシートの冒頭に私の疑問への答えが書いてありましたね。
なるほど、それがretriggerableたる所以なのですね。
このような便利なICがあるとは思いませんでした。

有難うございました。

回答No.5

cyclone3

車載用電源（電源12Vtyp、変動多し）、リレー駆動したい、リトリガブルタイマー、簡単な回路
の条件とくれば、ＮＥ（ＳＥ）５５５しかないでしょう。
他の回路を考える理由が見当たりません。

（今は懐かし、テキサスの）ＮＥ５５５を使ったリトリガブル・ワンショットタイマーです。
SOURCEで２００ｍＡの駆動が可能ですから、リレーも12Vタイプなら特に選びませんし、タフな実績もあります。

低消費電流のリードリレーの駆動なら１２Ｖでも使え、リトリガブルである４５３８を使う手もありますが、外乱や耐久性、ピン数から考えて、わざわざＣＭＯＳを使うのは問題多しです。
自信があるなら使ってもＯＫです。
くれぐれも５Ｖ電源用のデバイスは使わない様に！

オリジナルの５５５タイマーはまだ現役で供給中ですし、通販でも容易に入手可です。
５５５タイマー、ワンショットタイマー
で検索し、使ってみてください。

参考URL：

http://www.tij.co.jp/product/jp/NE555/technicaldocuments

お礼

回答ありがとうございます。
NE555は子供の頃よく使いました。懐かしいです。

良く考えたら555のワンショットタイマーでOKですね。
ある程度きれいな電源を使用するつもりでいましたので、12～14Vの自動車の電源をそのまま使用するという発想はありませんでした。

CMOSのLMC555なら手持ち在庫にあります。電源範囲は1.5～15Vです。CMOSの耐久性が低いというのは車速パルス入力部分のラッチアップを懸念されてのことでしょうか。この部分は安全領域まで分圧するかフォトカプラで絶縁するつもりでした。
部品入手は通販しか利用できないので送料を節約したいというのもあるのですが、電源回路もトランジスタも不要ということであれば、ご提案の方法も検討させていただきたいと思います。

ありがとうございました。

補足

555のワンショットタイマーでOK・・・と思ったのですが、良く考えたら通常の５５５ワンショットタイマーはリトリガラブル動作できませんでしたね。
しかも、５５５はくせ者で、トリガ入力がONのまま変化しない場合はタイマー時間に関わらず出力もONになり続けるという有名な不具合（仕様？）があります。
74123が適当かと思いました。

回答No.3

86tarou

再びNo.1です。

入力パルスと出力のＯＲを取ってみては如何でしょう？それでもゲートの遅延もあるので、髭が出る可能性はあります。
ＩＣが増えるかもしれませんので（よく検討していない ＾＾；）、やはり最初からリトリガブルな専用のＩＣを使う方が簡単かと（価格も安い）。

基本的に５Ｖ電源ですが…
74（LS、HC…）123、74（LS、HC…）423

こちらは12Ｖでも使えます↓
4528、4538

お礼

重ね重ね本当に有難うございます。いろいろ考えさせられて刺激になります。

ORゲートを持っていないのでテストが出来ませんでしたが、シミュレーションではおっしゃる通り「髭」がでますね。

手持ちの部品には74HC132（シュミットトリガNAND）と74LS00、74HC00が多数あるので、これを使えればと思いました。リンク先の回路はNANDゲートが１つ未使用なので、出力の先にCRによる積分回路を介してもう一つNANDをつないだら、ICを増やさずに解決できそうな気がしてきました。
負論理の出力となりますが、PNPトランジスタでリレーを駆動すればいいかなと思います。

74123は使ったことがありません。C×Rでパルス幅が変更できるようですが、C×Rを大きくすると、出力される波形がつながって連続出力になるのでしょうか。

回答No.2

86tarou

No.1です。

微分回路を挟んで、立ち上がりと立下りの両方のエッジ検出ができるのですね。＞
立ち上がりか立ち下がりどちらかでトリガを掛け、一定時間パルスが出せる回路です。これで車速パルス間が埋まることになります。車速パルスがなくなれば、一定時間後に出力信号もノンアクティブになりリレーもオフするということです。

お礼

再度回答ありがとうございます。

ブレッドボードで実験してみました。
解決・・・と思ったのですが、出力波形を見ると欠点が有ることに気づきました。

教えて頂いたリンク先の回路で、CRの時定数を入力パルスの周期より長くした場合ですが、リレーへの出力が一瞬ではありますが定期的にLレベルになってしまうことです。
回路シミュレータでも同じ現象が確認できました。

この現象をたどってみました。
3つのNANDゲートを左から順にA、B、Cとして、コンデンサの両端の電位に注目すると、
ゲートAの出力がLになった時、ダイオードの働きでコンデンサの両端が同電位Lとなります。次にゲートA出力がHに切り替わった時、コンデンサの左側の電位はHとなりますが、まだ充電されていないコンデンサの右側も同電位のHとなります。ここから充電が進むと、コンデンサの両極の電位差が徐々に大きくなり、コンデンサ右側の電位は徐々に下がっていきます。やがて、ゲートBの入力の閾値を下回った瞬間、ゲートBの出力がHになってしまい、その間に入力パルスがHになる瞬間が必ずあるので、ゲートAの出力がLになり、その瞬間ダイオードのせいでコンデンサが放電し、ゲートB出力がHとなり、ゲートCの出力がLレベルとなってしまいます。

対策としては、この回路のCRの時定数は大きくせずに、その後ろに、遅延回路を設けたほうがいいかも知れない思ったのですが何かいい案はございますでしょうか。

回答No.1

86tarou

ワンショットマルチ回路でパルス幅を伸ばし、それでリレーを駆動すれば良いかと。
ゲートＩＣを使って組んでも良いですが、4528（4538）や74123（74423）を使う方が簡単かな？
http://hp.hana-neko.com/electro/electro/oneshot/nand_oneshot.htm

お礼

微分回路を挟んで、立ち上がりと立下りの両方のエッジ検出ができるのですね。

一気に解決しました。

ありがとうございました。