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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik praktische Umsetzung einer Sensorauswertung


Autor: Ben L. (benla)
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Hallo,

ich würde gerne wissen wie der Anschluss eines Drehzahlsensors an ein 
µC-Board konkret in der Praxis umgesetzt wird.

Als Sensor habe ich mir z.B. folgenden vorgestellt:
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/index.jsp;jsession...

Der Sonsor hat also 3 Anschlusskontakte. Masse, Versorgungsspannung und 
Ausgangsspannung. Als Ausgangsspannung liefert der Sensor ein 
Rechtecksignal.

Und was muss ich jetzt machen um wirklich an die Drehzahl zu kommen? 
Stell ich mir das so richtig vor, dass ich das Ausgangsspannungssignal 
an einen beliebigen I/O Pin des Controllerboards anschließe und ich mir 
dann ein Programm schreiben muss, welches anhand des Rechtecksignals die 
Drehgeschwindigkeit berechnet?

Und noch ne Frage zum Verständnis:
Falls ein Sensor ein Spannungssignal in einem gewissen Bereich liefert 
(wie etwa der hier 
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/index.jsp;jsession...), 
dann muss ich dieses Signal an einen analogen Eingang am Board 
anschließen, richtig?

Danke für Hilfe.

Autor: Bosch ist teuer (Gast)
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z.B. Ja

Autor: Ben L. (benla)
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ich tu mich irgendwie immer noch schwer, bei den Sensoren festzustellen, 
ob der der Sensor ein analoges oder digitales Signal liefert.

http://www1.conrad.de/fas6/fh.php?fh_host=http://w...
bzw.
http://www1.conrad.de/fas6/fh.php?fh_host=http://w...

Beide liefern einen gewissen Wert im Ausgangsspannungsbereich. Aber beim 
zweiten ist auch noch eine Auflösung gegeben. Aber kann die Auflösung 
nicht erst dann angegeben werden, nachdem das Signal digital umgewandelt 
wurde???

Also welches Ausgangssignal liefern die beiden Sensoren? Analog oder 
digital?

Autor: Stefan M. (celmascant)
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Kann mir die Links leider nicht anschauen, da du sie wohl aus deinem 
Warenkorb genommen hast.

Aber eine Auflösung gibt es sowohl bei analogen, wie auch bei digitalen 
Sensoren.
Bei digitalen gibt man eben an, wieviel sich der Messwert pro Schritt 
geändert hat und bei analogen wie sich der Messwert zum Ausgansstrom 
oder der Ausgangsspannung verhält.
In deinem Fall z.B. 1mA= 10U/min oder 0,1V=10U/min oder so in der Art 
halt.

Gruss Stefan

Autor: Ben L. (benla)
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aha, ok. Aber wie erkennt man dann, ob ein Signal analog oder digital 
ist???

Conradartikel kann man nicht verlinken fällt mir grad ein. Die Links 
oben kann man ganz einfach erreichen indem man "Winkelsensoren" in die 
Suche eingibt.

Autor: Hannes Lux (Gast)
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> Aber wie erkennt man dann, ob ein Signal analog oder digital ist???

Man könnte z.B. mal die Prüfspitze eines Oszilloskops dranhalten und 
sich die Signalform ansehen.

...

Autor: Ben L. (benla)
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... und wenn ich schon wissen will, welches Signal rauskommt, bevor ich 
die Sensoren kauf?

klar, man kann immer bei Hersteller nachfragen, aber wenn ich erst immer 
jeden Hersteller fragen, aber das kann ja auch nicht der Weisheit 
letzter Schluss sein.

Gibt es nicht irgendwelche Merkmale, die auf ein eindeutiges Signal 
schließen lassen???
Ich bin doch sicher nicht der erste, der das wissen will!

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Oje,
wenn Du einen Hallsensor einsetzt, dann gibt es ein hartes 
Ein/Aus-Signal (aufgrund des Aufbaus von Hall-Sensoren).

Nimmst Du eine Spule, dann erhälst Du ein Wechselspannungssignal.

Ersteres kannst Du relativ einfach an einen Interrupt- oder Zähleingang 
hängen, zweites solltest Du über einen Komperator an die gleichen 
Eingänge legen.

Analog ist das eher weniger, oder willst Du mittels Hallsensor-Resolver 
den Drehwinkel auswerten ????

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ben L. schrieb:

> klar, man kann immer bei Hersteller nachfragen, aber wenn ich erst immer
> jeden Hersteller fragen, aber das kann ja auch nicht der Weisheit
> letzter Schluss sein.

Doch, letztenendes ist es das.
Ich bitte dich, heutzutage ist das doch ziemlich simpel. Gib die 
Sensorbezeichnung in Google ein, such nach dem Datenblatt und in ein 
paar Minuten weist du es genau.

Aber meistens erkennt man schon am Messprinzip, was man kriegen wird.

Autor: Ben L. (benla)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Gib die
> Sensorbezeichnung in Google ein, such nach dem Datenblatt und in ein
> paar Minuten weist du es genau.

naja genau das hat mich bisher nicht weitergebracht. In den 
Datenblättern steht ja nichts, ob das Signal analog ist oder digital. 
Mir fehlt da wohl einfach die Erfahrung.

Mein Ziel ist eigentlich herauszufinden, ob ein bestimmtes Starter Kit 
genügend analoge und digitale Ein- und Ausgänge hat, um alle relevanten 
Sensoren und Aktoren direkt anzuschließen ohne auf einen Bus 
zurückgreifen zu müssen.

Aber anscheinend gibt es keine einfachen Regeln, die man einem Neuling 
beibringen kann, um das herauszufinden.

@ Bernd Rüter:
> Ersteres kannst Du relativ einfach an einen Interrupt- oder Zähleingang
> hängen, zweites solltest Du über einen Komperator an die gleichen
> Eingänge legen.

Sorry für mein Nichtwissen, aber Interrupt- oder Zähleingang sagt mir 
nicht viel. Sind das spezielle digitale Eingänge?
Ich dachte bisher immer ein Mikrocontroller hätte einfach immer nur 
analoge und/oder digitale I/Os und gut. Aber so einfach ist das wohl 
nicht. Bin ja gespannt, ob ich das alles noch mal auf die Reihe bekomm.

Aber Danke für eure Antworten und eure Geduld.

Autor: Hannes Lux (Gast)
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> Aber anscheinend gibt es keine einfachen Regeln, die man einem Neuling
> beibringen kann, um das herauszufinden.

Nein, die gibt es nicht. Das Thema Mikrocontroller und Elektronik ist da 
schon etwas komplexer, als die meisten Laien vermuten.

Aber vielleicht zeigst Du ja mal, welche Sensoren Du meinst. Einfach im 
Text den Namen "Conrad" fallen lassen und die entsprechende 
Bestellnummer erwähnen, schon gibt es einen funktionierenden Link auf 
den Artikel.

...

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ben L. schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> Gib die
>> Sensorbezeichnung in Google ein, such nach dem Datenblatt und in ein
>> paar Minuten weist du es genau.
>
> naja genau das hat mich bisher nicht weitergebracht. In den
> Datenblättern steht ja nichts, ob das Signal analog ist oder digital.
> Mir fehlt da wohl einfach die Erfahrung.

Ja, das denken wir auch.
Ein analoger Sensor gibt einen Spannungswert aus. Z.B. ein 
Temperatursensor auf NTC-Basis.

Ein "digitaler" Sensor kann ein Schalter sein - EIN / AUS.
Also ist ein Thermostat so ein Sensor, oder ein Schalter, oder eine 
Lichtschranke, ein Näherungsschalter oder was auch immer, das nur 2 
Zustände kennt.

Richtig interessant wird es bei Sensoren, die einen analogen Wert 
(kontinuierliche Meßgröße - z.B. Luftdruck) in eine Frequenz umwandeln 
und diese Frequenz gemessen werden muß. Das nimmt man einen digitalen 
Anschluß, muß aber mitzählen. Dafür gibt es fertige Hardwaremodule in 
uCs, die oft auf bestimmte Anschlußpins geschaltet sind.

Und dann gibt es Sensoren oder Module, die ihre Meßgröße als PWM-Signal 
ausgeben. Da muß man das Verhältnis von EIN zu AUS messen (zählen) und 
kennt dann die Größe. Diesen speziellen Fall kann man mit einem passend 
dimensionierten RC-Glied in eine analoge Spannung umwandeln, die man 
dann mißt (an einem analogen Eingang).

Und dann gibt es Sensoren, die ihr Meßergebnis gleich als digitalen Wert 
in einem (meist) seriellen Protokoll austauschen (DS1820 oder LM75 als 
Temperatursensor).


> Mein Ziel ist eigentlich herauszufinden, ob ein bestimmtes Starter Kit
> genügend analoge und digitale Ein- und Ausgänge hat, um alle relevanten
> Sensoren und Aktoren direkt anzuschließen ohne auf einen Bus
> zurückgreifen zu müssen.
>
> Aber anscheinend gibt es keine einfachen Regeln, die man einem Neuling
> beibringen kann, um das herauszufinden.

Richtig !

Fang erst mal an zu basteln, dann wirst Du schnell sehen, welche 
Anschlüsse Du brauchst. Vielleicht helfen ja externe Schieberegister die 
Anzahl der digitalen Anschlüsse zu erhöhen oder auch externe 
AD-Wandler...

Einfache digitale Eingänge ohne Zähl- oder Meßfunktionen kann man leicht 
über ein Schieberegister anschließen, analoge Eingänge und Zähler sind 
da schon schwieriger.

Autor: Ben L. (benla)
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Vielen Dank, genau so eine Übersicht hab ich gesucht. Vielleicht darf 
ich nochmal ein bisschen nachhaken...

Bernd Rüter schrieb:

> Ein analoger Sensor gibt einen Spannungswert aus. Z.B. ein
> Temperatursensor auf NTC-Basis.

Also gilt: gibt ein Sensor einen Spannungswert aus, brauch ich einen 
A/D-Eingang, um ein Signal verarbeiten zu können.
Also z.B. Potentiometer als Winkelsensoren. Gehört da auch der 
Winkelsensor dann dazu Conrad 182855 - 62 ?

> Und dann gibt es Sensoren oder Module, die ihre Meßgröße als PWM-Signal
> ausgeben. Da muß man das Verhältnis von EIN zu AUS messen (zählen) und
> kennt dann die Größe. Diesen speziellen Fall kann man mit einem passend
> dimensionierten RC-Glied in eine analoge Spannung umwandeln, die man
> dann mißt (an einem analogen Eingang).

Hier müsste dann wohl der Hall-Drehzahlsensor dazu zählen, oder?
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/index.jsp;jsession...
Für die Verarbeitung brauch ich also einen PWM Eingang.

> Richtig interessant wird es bei Sensoren, die einen analogen Wert
> (kontinuierliche Meßgröße - z.B. Luftdruck) in eine Frequenz umwandeln
> und diese Frequenz gemessen werden muß. Das nimmt man einen digitalen
> Anschluß, muß aber mitzählen. Dafür gibt es fertige Hardwaremodule in
> uCs, die oft auf bestimmte Anschlußpins geschaltet sind.

Und wie stehts dann um diesen induktiven Drehzahlsensor?
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/index.jsp;jsession...
Sowohl die Amplitude, als auch die Frequenz der Ausgangsspannung ist 
proportional zur Drehgeschwindigkeit. Reicht es dann den Sensor an einen 
A/D-Eingang anzuschließen, um auf die Drehgschwindigkeit schließen zu 
können?

Und in welche Kategorie folgender Sensor fällt, also welchen Anschluss 
man dafür am µC braucht, weiß ich noch gar nicht.
http://www.bosch-motorsport.de/pdf/sensors/yaw_rat...
Der misst ja sowohl Drehrate, als auch Querbeschleunigung. Aber aus den 
Angaben Lower Output Limit und Upper Output Limit werd ich nicht schlau. 
Liefert der Sensor eine analoge Ausgangsspannung für jeweils eine 
Messgröße?

> Fang erst mal an zu basteln, dann wirst Du schnell sehen, welche
> Anschlüsse Du brauchst.

Genau das ist das Problem. Das geht nicht. Ich muss für ein Projekt die 
Komponenten vorher aussuchen und kann nicht erstmal schauen, was ich so 
brauch.

Die genannten Sensoren sind übrigens nur Beispiele, keine AHnung obs bei 
den teuren Boschsensoren bleibt ;-)

Wäre echt nett, wenn ihr mir nochmal bestätigen könntet, dass ich soweit 
alles richtig verstanden hab, bzw korrigiert, wo's noch hapert.

Vielen Dank!

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Also,
Du hast keine Ahnung und sollst ein komplexes Projekt im 
Automotiv-Bereich komplett fertig planen ?

Viel Spaß dabei !

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