FANのパルスセンサ出力信号を用いたFANアラーム回路

1．はじめに
　FANの故障診断を必要とするシステムにおいて、
　パルスセンサ出力信号を用いたFANアラーム回路を製作したので紹介する。

２．パルスセンサ信号（山洋電気株式会社資料からの抜粋）
　パルスセンサは、ファン1回転につき、2周期の矩形波を出力するセンサで、
　回転速度を検出するのに、最適なセンサです。
　パルスセンサは、すべてのDCファンに製作できます。
　　　
　　回転数の2倍の周波数で出力される。回転数が3600rmpの場合：3600÷60sec*2=120Hz

３．パルスセンサによる回転異常検出方法
　　以下の方式が考えられる。
　　（１）WDT（ウォッチドッグタイマによる検出）
　　　　　FANの故障モードは一般的に回転数が低下するため、パルス出力の周波数も低下する。
　　　　　つまりパルスの時間間隔が伸びる。
　　　　　一定時間以内にトリガ信号を入れないとリセット出力するWDTが利用できる。
　　　　　ただし、起動時などにリセット信号が出る対策が必要となる。
　　（２）パルス周期計測
　　　　　周波数を計測することで回転数を計算する。
　　　　　（1秒間に出力されるパスル数をカウントすることで周波数を算出する）
　　（３）パルス幅、あるいは1周期の時間を計測し周波数を算出する。

　　今回は（３）の方式をPICマイコンを用いて実現した。
　　具体的には、FANのパルス信号をT1G（Timer1のGATE）端子に入力することで
　　一周期の時間をTimer1で測定している。

４．PICマイコンPIC12F1840(Dip8p)
　　（１）T1G計測の回路
　　　　①パルス信号は絶縁のためフォトカプラで
　　　　　受け、RA4（T1G)端子に入力
　　　　②パルス1周期の時間を計測し、周波数を
　　　　　算出し異常判定する
　　　　③異常時はRA2端子をHにし、
　　　　　トランジスタをONさせる。

　　（２）PICマイコンのT1G端子のよる時間計測タイムチャート
　　　　　 　　　　　

　　（３）Timer1のブロック図
　　　　　 　　　　　　　

５．Timer1　GATE割込を使ったパルス１周期の時間計測プログラム
　　（１）FANパルス模擬信号をTimer2で1msec割込みを作り、RA5に出力しRA4に入力する。
　　（２）RA4をT1G端子とし定義し、一周期の時間計測後割込みを発生させ時間を計測する。
　　　　　割込内でタイマクリアし、再トリガのためT1GGOを１にする。
　　（３）1周期の終わりに割込みを発生させ時間計測後、再測定の準備をするので1周期置き
　　　　　での計測となる。
　　（４）計測クロックは1MHzで、FANが正常回転時≒8.3msecを計測するので8300位の
　　　　　数値で計測される。

　サンプルプログラムはこちら