Hallo,
ich habe mit einer selbstgebauten Ansteuerung für einen Fiat
Drehzahlmesser aus den Siebzigern ein Problem mit dem Abgleich.
Prinzipiell läuft alles wie erwartet, nur weicht das angezeigte Ergebnis
mit steigender Drehzahl in der Anzeige nach unten ab.
Meine Ansteuerung schickt der Spule ein Rechtecksignal mit einer festen
Pulsweite von 1,5 ms (von der Originalansteuerung übernommen), die
Kalibrierung mache ich dann über ein Poti mit dem ich den
Gleichspannungsanteil zwischen den Pulsen senken oder anheben kann, die
maximale Spannung des Rechtecks ist bei etwa 6 Volt. Das funktioniert
auch alles soweit.
Die Schaltung basiert auf einem CD4538N, der bringt einen Schmitt
Trigger mit und braucht nur wenig zusätzliche Bauteile.
Während das Ausgangssignal (bis auf den ca 0,8V höheren Peak am Start
des Pulssignals) mit dem der Originalplatine übereinstimmt, habe ich im
letzten Drittel des Anzeigebereichs einen ca 5-10% niedrigeren
Anzeigenwert. Mit der Originalplatine ist das Ergebnis fast linear,
insofern würde ich mechanische Probleme mit dem Spuleninstrument erstmal
ausschliessen.
Frage, ist ein Spuleninstrument per Definition linear, was den Eingang
im Verhältnis mit der Anzeige betrifft? Gibt es ansonsten etwas
spezielles bei der Ansteuerung von Spuleninstrumenten zu beachten?
Danke für Eure Hilfe, mir gehen gerade die Ideen bei der Fehlersuche
aus,
Adrian
>Frage, ist ein Spuleninstrument per Definition linear, was den Eingang>im Verhältnis mit der Anzeige betrifft?
Ich habe mir mal ein 1mA Wisometer mit einem DVM geeicht. Dabei war die
Anzeige alles andere als linear, falls das deine Frage beantwortet.
Du bist sicher, das das Instrument im Original auch nur mit 8 Volt
betrieben wird? Möglicherweise muss es direkt an die Bordspannung, damit
es obenrum besser anzeigt.
Adrian schrieb:> Gibt es ansonsten etwas> spezielles bei der Ansteuerung von Spuleninstrumenten zu beachten?
1.Schau mal nach Deiner Genauigkeitsklasse am Instrument.
2.Man hat mir früher gelernt, daß Drehspulinstrumente nicht auf den
ganzen Zeigerweg ganz genau sind. Daher sollte man möglichst im 2/3
Bereich der Anzeige messen.
Hallo Adrian,
> Während das Ausgangssignal (bis auf den ca 0,8V höheren Peak am Start> des Pulssignals) mit dem der Originalplatine übereinstimmt, habe ich im> letzten Drittel des Anzeigebereichs einen ca 5-10% niedrigeren> Anzeigenwert. Mit der Originalplatine ist das Ergebnis fast linear,> insofern würde ich mechanische Probleme mit dem Spuleninstrument erstmal> ausschliessen.
Das wuerde ich auch.
Wenn Du den Unterschied zwischen Deiner und der Originalplatine suchst,
solltest Du Deinen Artikel nochmal lesen...da steht doch genau was der
Unterschied ist und genau dieser Pieks ist eben dafuer verantwortlich,
dass das Verhalten nicht linera ist, denn dieser Zusammenhang gilt nur
bei rechteckfoermigem Strom -> Miss doch mal den STROM und ziehe Deine
Schluesse
Gruss
Michael
Matthias Sch. schrieb:> Du bist sicher, das das Instrument im Original auch nur mit 8 Volt> betrieben wird? Möglicherweise muss es direkt an die Bordspannung, damit> es obenrum besser anzeigt.
Die Originalschaltung hat einen 180Ω Widerstand und danach eine 8.2
Zener im Eingang (mich wundert, daß ein Teil mit so wenig Eingangsfilter
40 Jahre im Auto überlebt hat).
Michael Roek schrieb:> Hallo Adrian,> Wenn Du den Unterschied zwischen Deiner und der Originalplatine suchst,> solltest Du Deinen Artikel nochmal lesen...da steht doch genau was der> Unterschied ist und genau dieser Pieks ist eben dafuer verantwortlich,> dass das Verhalten nicht linera ist, denn dieser Zusammenhang gilt nur> bei rechteckfoermigem Strom -> Miss doch mal den STROM und ziehe Deine> Schluesse
Danke, mache ich als nächstes!
Grüsse,
Adrian
oszi40 schrieb:> Adrian schrieb:>> Gibt es ansonsten etwas>> spezielles bei der Ansteuerung von Spuleninstrumenten zu beachten?>> 1.Schau mal nach Deiner Genauigkeitsklasse am Instrument.
Hat das Instrument leider nicht, Fahrzeugtechnik aus den frühen
Siebzigern...
Adrian schrieb:> Frage, ist ein Spuleninstrument per Definition linear, was den Eingang> im Verhältnis mit der Anzeige betrifft?
Im Prinzip schon, Drehspulinstrumente mit 1% Linearität waren
durchaus üblich, wenn auch nicht ganz billig. Diese Linearität
lässt sich ja auch leicht mit einer Gleichspannungsquelle und
einem vorgeschaltetem Poti überprüfen (Parallel zu einem Digital-
Multimeter.).
Gruss
Harald
> Danke, mache ich als nächstes!
Oszilloskop anschliessen, Weitermessen mit Augenmerk auf R3, R4 Q1
(evtl. Transistor mit falscher Stromverstaerkung genommen?), ggf.
kleinen Kondenstor ueber Instrument und/oder R4 probieren.
Gruss
Michael
Adrian schrieb:> oszi40 schrieb:>> Adrian schrieb:>>> Gibt es ansonsten etwas>>> spezielles bei der Ansteuerung von Spuleninstrumenten zu beachten?>>>> 1.Schau mal nach Deiner Genauigkeitsklasse am Instrument.>> Hat das Instrument leider nicht, Fahrzeugtechnik aus den frühen> Siebzigern...
Da war die Genauigkeitsklasse auch schon auf den Instrumenten zu sehen.
Im Kfz-Bereich lauten die Angaben nur anders oder sind generell
gesetzlich vorgegeben (z.B. beim Tacho). Wird sich finden lassen.
Adrian schrieb:> Frage, ist ein Spuleninstrument per Definition linear,
Für Gleichspannung ja.
Bei PWM mit Freilaufdiode: nur wenn die Frequenz bzw. Tastverhältnis
hoch genug ist.
Vermutlich hast du bei niedrigen Frequenzen "lückenden" Betrieb der
Spule. Da ist der Strommittelwert quadratisch zum Tastverhältnis.
Gruß Anja
A> Da war die Genauigkeitsklasse auch schon auf den Instrumenten zu
sehen.
> Im Kfz-Bereich lauten die Angaben nur anders oder sind generell> gesetzlich vorgegeben (z.B. beim Tacho). Wird sich finden lassen.
Dennoch liegt Adrian nicht so falsch...solche Nichlinearitaeten habe ich
noch keine gesehen (ausser, wie bei Tachos beabsichtigt)
Gruss
Michael
>Wenn Du den Unterschied zwischen Deiner und der Originalplatine suchst,>solltest Du Deinen Artikel nochmal lesen...da steht doch genau was der>Unterschied ist und genau dieser Pieks ist eben dafuer verantwortlich,>dass das Verhalten nicht linera ist, denn dieser Zusammenhang gilt nur>bei rechteckfoermigem Strom
Das dachte ich auch zuerst. Aber zeigt nicht auch das Originalsignal
diesen Peak im Oszillogramm?
Abdul K. schrieb:> Da war die Genauigkeitsklasse auch schon auf den Instrumenten zu sehen.> Im Kfz-Bereich lauten die Angaben nur anders oder sind generell> gesetzlich vorgegeben (z.B. beim Tacho). Wird sich finden lassen.
Es gibt auf dem Gehäuse einen Stempel "27000 Imp.", die Zahl entspricht
den maximal verarbeitbaren Pulsen pro Minute (27K=450 Hz*60 Sec=9000
RPM). Das ist alles, was ich dazu entdecken konnte.
Harald Wilhelms schrieb:> Im Prinzip schon, Drehspulinstrumente mit 1% Linearität waren> durchaus üblich, wenn auch nicht ganz billig. Diese Linearität> lässt sich ja auch leicht mit einer Gleichspannungsquelle und> einem vorgeschaltetem Poti überprüfen (Parallel zu einem Digital-> Multimeter.).
Anbei das Ergebnis von dem Test (die leichten Knicke bitte ignorieren,
Meßartefakte). Das sieht nicht so linear aus, zur Mitte sinkt der
Strombedarf für den korrekten Anzeigewert. An der Meßposition 12 (höchte
Abweichung zur Linearkurve) ist der Zeiger auf der ein Uhr Position,
vielleicht korrigiert die Rückholfeder das Gewicht von dem Zeiger nicht
richtig?
Anja schrieb:> Bei PWM mit Freilaufdiode: nur wenn die Frequenz bzw. Tastverhältnis> hoch genug ist.>> Vermutlich hast du bei niedrigen Frequenzen "lückenden" Betrieb der> Spule. Da ist der Strommittelwert quadratisch zum Tastverhältnis.
Die Frequenz ist tatsächlich sehr niedrig, 50-450Hz, um den gesamten
Anzeigebereich nutzen zu können. Ich bin bisher davon ausgegangen, daß
die Trägheit des mechanischen Werks die niedrige Pulsfrequenz
kompensiert?
Als nächstes schaue ich mir wie von Michael vorgeschlagen man die
Ausgangsstufe und den Strom genauer an.
Danke!
Adrian
oszi40 schrieb:> Drehspulinstrumente nicht auf den> ganzen Zeigerweg ganz genau sind. Daher sollte man möglichst im 2/3> Bereich der Anzeige messen.
Das ist aber im Stadtverkehr nur bedingt akzeptabel und könnte höhere
Kosten verursachen.
>Anbei das Ergebnis von dem Test (die leichten Knicke bitte ignorieren,>Meßartefakte). Das sieht nicht so linear aus, zur Mitte sinkt der>Strombedarf für den korrekten Anzeigewert. An der Meßposition 12 (höchte>Abweichung zur Linearkurve) ist der Zeiger auf der ein Uhr Position,>vielleicht korrigiert die Rückholfeder das Gewicht von dem Zeiger nicht>richtig?
Auf mich wirkt das wie das ganz normale Verhalten eines Klasse 3.0
Wisometers.
Ein Drehzahlmesser ist ja auch eigentlich kein Präzisionsmeßgerät. Viele
Autos haben nicht mal einen.
Adrian schrieb:> Frage, ist ein Spuleninstrument per Definition linear, was den Eingang> im Verhältnis mit der Anzeige betrifft? Gibt es ansonsten etwas> spezielles bei der Ansteuerung von Spuleninstrumenten zu beachten?
Alte Hasen wissen natürlich, dass, wenn man Drehspulinstrumente in
Frontplatten aus (magnetisierbarem) Stahl einbaut, sich die
Anzeigegenauigkeit negativ verändern kann. Das ist hier wohl aber nicht
gegeben.
Auch wenn es zunächst oversized erscheint - aber statt da stunden- und
Tagelang mit Widerständen und Ähnlichem zu experimentieren ... sowas
schreit nach einer digitalen Lösung mit Mikrocontroller:
Vorne die Impulse zeitlich messen/zählen oder nach Integration per ADC
messen. Dann eine LUT (look up table) zur Linearisierung und hinten raus
PWM fürs Messgerät.
Über die LUT lässt sich jede Kurve (ohne Umkehrstellen) anpassen. Mt
einem geeigneten Mini-Betriebssystem ist es evtl. sogar möglich, die
Stützpunkt-Werte ohne Neuprogrammierung ins Flash zu übertragen (Poti
für Anzeigewert plus "Merktaste"), die Zwischenwerte werden
interpoliert. So ein Tiny oder Mega ist evtl. eine richtige Marktlücke
...
Um die Nichtlinearität des Instruments sollte man sich keinen zu großen
Kopf machen. Einen kleinen µC einzulöten sollte nicht wesentlich mehr
Aufwand sein, als die Gatterlogik. Die Kalibierkurve kann man im µC
ablegen, so dass sich die Anzeige dann wie gewünscht verhält.
Mir ist bewusst, das man das über einen MCU mit HW
Interrupt/Eingangsfrequenz timen und über Tabelle die Pulsbreite
anpassen gut lösen kann, da reicht z.B. ein Attiny4 schon aus. Aber es
soll bewusst eine analoge Lösung mit Standardbauteilen werden, damit
sich die Schaltung auch ohne MCU Fachwissen/Programmer problemlos
nachbauen lässt.
Grüsse,
Adrian
Hallo,
als rein analoge Lösung bietet sich ein LM2907 oder LM2917 an. Da ist
alles drin, der arbeitet linear. Vorn die Drehzahlimpulse rein, hinten
kommt die Gleichspannung raus.
MfG. Andreas
Der Tip mir mal den Strom genauer anzusehen war zusammen mit der
Stromkurve sehr hilfreich. Auf Basis der Abweichung habe ich den
Drehzahlmesser jetzt mal in der Senke (5000 RPM) kalibriert, statt bei
den 3000 RPM die ich sonst als Kalibrierungspunkt genommen habe. Das
sieht nun deutlich besser aus, die Abweichung bis auf die letzten 10%
der Skala (die eh tief im roten Bereich liegen) liegt jetzt bei maximal
4-6%. Anscheinend kompensiert das Werk die Abweichung im ersten Drittel
des Anzeigebereichs, die sieht man bei der nachfolgenden Messung nicht
mehr (siehe Graphik).
werte.png
(36 KB)
signal_400_hz_8000_upm.png
(68 KB)
schaltung.png
(8,8 KB)
