Circuito Detector de Rotação de Roda

A postagem discute um identificador de rotação de roda simples ou circuito detector que pode ser usado para garantir um movimento de rotação contínuo de uma roda em questão por meio de um LED, arranjo de fotodiodo. O circuito foi solicitado por nzb109.

Especificações técnicas

Quero gerar um circuito de gatilho para detectar que uma RODA está estacionária. A roda possui ranhuras em sua periferia.
Há um transmissor de LED na frente e um fotodiodo atrás do volante.
Conforme a roda gira e as ranhuras ficam na frente do LED e depois passam, há pulsos registrados pelo fotodiodo.
Quando o fotodiodo pára com o slot na frente do LED, há saída de sinal DC contínua.
A diferença entre o movimento e a roda estacionária aparece como um trem de pulso e DC contínua, respectivamente.
Com base nisso, como posso projetar um mecanismo de disparo que discrimina entre trem de pulso e CC contínuo e dispara apenas devido ao sinal contínuo?

O design

O circuito detector de rotação da roda proposto pode ser compreendido com a ajuda da seguinte explicação:

Basicamente é um circuito codificador óptico que pode ser dividido em quatro estágios: o primeiro sendo o estágio detector de fotodiodo consistindo em PD, T1, o segundo estágio amplificador inclui a seção T2, o terceiro estágio é um estágio inversor que inverte a resposta do precedendo os dois estágios, enquanto o último estágio forma o estágio do driver do relé para executar a ativação do relé.

Enquanto a roda gira, o fotodiodo PD responde às luzes alternadas através das ranhuras da roda e gera uma tensão pulsante correspondente no emissor de base T1.

A resposta acima do PD carrega e descarrega T1 alternadamente de modo que T1 conduz com a mesma sequência do PD. Isso garante que T1 mantenha a comutação rápida em relação à rotação da roda que, por sua vez, é amplificada por T2 a um nível que mantém T3 ligado firmemente enquanto a roda gira.

Com T3 ligado, T4 é inibido da tensão de base necessária, mantendo-o desligado e o relé conectado.

Agora, no caso de a roda parar de girar e se tornar estacionária, o PD é submetido a uma luz contínua da fenda ou nenhuma luz se nenhuma fenda coincidir com a PD.

Em ambos os casos, o PD para de gerar a tensão pulsante necessária para manter T1 conduzindo.

Com T1 não sendo mais capaz de conduzir os resultados, T2 e T3 também em um estado não condutor que imediatamente avisa T4 para ligar via R5 e consequentemente o relé também é ligado, indicando uma parada permanente da roda.

Diagrama de circuito

Lista de peças para o circuito detector de rotação da roda acima

R2 = 470 ohms
R3 = 47K
R4 = 1K
R5 = 10K
R6 = 100K
R7 = 330 Ohms
VR1 = 100k predefinido, para ajustar a sensibilidade do fotodiodo
T1 --- T4 = BC547
C1 = 2.2uF / 25V
C2 = 4.7uF / 25V
C3 = 33uF / 25v
D1, D2 = 1N4007
PD = fotodiodo ou fototransistor
REL = 12V / spdt / relé 400 ohm