Hallo Gemeinde ;-),
ich benötige Eure Mithilfe im folgenden Fall:
Mittels einer Magnetscheibe (4x Pollpaare) wird in eine Spule eine
Spannung induziert. Je schneller sich die Magnetscheibe dreht, desto
größer ist die Frequenz in der Spule (angezeigt am Oszi).
Nun möchte ich gerne aus diesem Signal ein Rechtecksignal erzeugen,
welches ich dann in einem uC verarbeiten kann.
Problem:
1. Die Spule besitzt zwei Anschlüsse, Oszi war mit Masse an einer Seite
und mit Signal auf einer Seite. Dieses Signal soll nun ein
Rechtecksignal in Bezug auf die Masse der uC werden. Wie bekomme ich aus
der Zweidrahttechnik ein Signal für ein Draht (kling blöd ich hoffe es
ist verständlich).
2. Die Spannung und der Strom sind sehr klein (Spannung ca. 0,5V Strom 1
uA). Gibt es Schmitt-Trigger mit so kleinen Schaltschwellen? Welche
Typen?
Ich hoffe meine Fragestellung ist verständlich und ihr könnt mich
helfen.
Danke schon mal.
Piere schrieb:> 1. Die Spule besitzt zwei Anschlüsse, Oszi war mit Masse an einer Seite> und mit Signal auf einer Seite. Dieses Signal soll nun ein> Rechtecksignal in Bezug auf die Masse der uC werden. Wie bekomme ich aus> der Zweidrahttechnik ein Signal für ein Draht (kling blöd ich hoffe es> ist verständlich).
Den einen Draht verbindest du mit Masse, mit dem anderen Draht gehst du
an einen Verstärker, der aus deiner schwachen Schwingung erst mal ein
ordentliches Signal macht, welches du dann zb mit einer z-Diode oder
einem geeignetem Schmitt-trigger zu einem Rechteck zurechtschneiden
kannst.
Am besten erstmal deine Schaltung zeigen, welche Bedingungen herrschen
bezüglich der Versorgung. Wenn du dein Signal über einen Impedanzwandler
jagst is es stabil. Von welchen Frequenzen reden wir hier.
Hallo,
es kommt ein wenig darauf an, was du mit dem Signal vor hast. Wenn du
einfach nur Umdrehungen zählen willst sollte ein Verstärker (z.B. mit
Operationsverstärker) und anschließendem Schmitt-Trigger reichen. Du
solltest allerdings beachten, das die Spule mit großer
Wahrscheinlichkeit eine Wechselspannung liefert.
Bei dieser einfachen Auswertetechnik hast du aber den Effekt, das sich
der Auslösezeitpunkt mit der Signalhöhe verschiebt. Kompensieren kann
man so etwas z.B. mit einem constant fraction diskriminator.
Gruß Kai
Kai S. schrieb:> Hallo,>> es kommt ein wenig darauf an, was du mit dem Signal vor hast. Wenn du> einfach nur Umdrehungen zählen willst sollte ein Verstärker (z.B. mit> Operationsverstärker) und anschließendem Schmitt-Trigger reichen.
Man Kai, bis hier war ich so stolz, dass ich schon so viel gelernt hab
und das auch so gemacht hätte.
> Du solltest allerdings beachten, das die Spule mit großer> Wahrscheinlichkeit eine Wechselspannung liefert.
Da wäre ich auch noch drauf gekommen.
Aber jetzt, weiter unten, hab ich schon wieder die nächste Lernarbeit
vor mir.
"constant fraction diskriminator." Nie gehört. Seid ihr eigentlich alle
mit dem ganzen Kram aufgewachsen?
Mich hauts hier jedes Mal weg, was ihr alle so wisst.
Mache ja schon seit fast 25 Jahren mit Elektronik, aber nur das Messen
und finden von Fehlern. Seit etwas mehr als vier Monaten beschäftige ich
mich mit µC's, der Programmierung und hab auch schon was recht (für
meine Verhältnisse)Anspruchsvolles fertig. Trotzdem bin ich noch so weit
von allem entfernt, wie der Mond von der Erde.
Ob ich das vielleicht noch bis zur Rente schaffe, das alles in den Kopf
zu bekommen?
> Bei dieser einfachen Auswertetechnik hast du aber den Effekt, das sich> der Auslösezeitpunkt mit der Signalhöhe verschiebt. Kompensieren kann> man so etwas z.B. mit einem constant fraction diskriminator.>> Gruß Kai
Hab das natürlich schon nach gelesen.
Es gibt so unendlich viele Bauteile. Woher soll man so was alles wissen?
Warum tastest Du die Signale nicht mit dem ADC ab? Im Fall eines AVRs
als Controller könnte sich die Magnetscheibe mit bis zu 1000U/s (4000
Pulse/s) oder eben 60000U/min drehen, ohne dass es zu Abtastproblemen
kommt.
Frank O. schrieb:> Aber jetzt, weiter unten, hab ich schon wieder die nächste Lernarbeit> vor mir.> "constant fraction diskriminator." Nie gehört. Seid ihr eigentlich alle> mit dem ganzen Kram aufgewachsen?
Ich hatte keinerlei böse absichten dabei. Und nein, ich bin nicht damit
aufgewachsen, ich studiere allerdings Physik und gehe in Richtung
Kernphysik, da hat man viel mit Datenauswertung zu tun (und man brauch
sich nur in den Hörsaal setzen und bekommt das alles mal erzählt,
jedenfalls die Grundlagen).
Frank O. schrieb:> Mich hauts hier jedes Mal weg, was ihr alle so wisst.
Wir sind viel, du bist einer. Selbst wenn du 10 mal soviel wüsstest wie
wir, wüssten wir in Summe vermutlich immer noch mehr. Aber genau das ist
ja die Idee von einem Forum.
Frank O. schrieb:> Hab das natürlich schon nach gelesen.
Sehr gut, so soll es sein.
Du könntest allerdings auch einfach dein Verwendungszweck genauer
beschreiben, dann können wir besser abschätzen, was du wirklich
brauchst.
Gruß Kai
Müssen es Spulen sein ?
Wenn nein, dann setz ein Hallelement an die Polscheibe.
Nimmst du das was richtiges bekommst du direkt ein verwendbares
Rechtecksignal raus.
Mit was "richtiges" meine ich den Hallsensor Typ.
Es gibt die Teile als ganz einfach ==> Signalaufbereitung,..... musst du
selbst machen
Oder auch als integrierte Elemente. Die haben dann direkt eine
Auswerteelektronik mit drin und liefen eine Rechtecksignal.
Hallo,
Kai S. schrieb:> Du> solltest allerdings beachten, das die Spule mit großer> Wahrscheinlichkeit eine Wechselspannung liefert.
ja die Spule liefert eine Wechselspannung, genau das ist ja auch das
Hauptproblem. Daher kann ich eine Seite nicht einfach auf Masse legen.
Frequenz maximum wären 500 Hz, demnach 30000 U/min.
Knut Ballhause schrieb:> Warum tastest Du die Signale nicht mit dem ADC ab? Im Fall eines AVRs> als Controller könnte sich die Magnetscheibe mit bis zu 1000U/s (4000> Pulse/s) oder eben 60000U/min drehen, ohne dass es zu Abtastproblemen> kommt.
Wie würde so etwas mit dem ADC aussehen? Das ganze wird von einem Atmega
168 ausgewertet und arbeitet an 5V.
Ralph schrieb:> Müssen es Spulen sein ?>> Wenn nein, dann setz ein Hallelement an die Polscheibe.> Nimmst du das was richtiges bekommst du direkt ein verwendbares> Rechtecksignal raus.>> Mit was "richtiges" meine ich den Hallsensor Typ.> Es gibt die Teile als ganz einfach ==> Signalaufbereitung,..... musst du> selbst machen> Oder auch als integrierte Elemente. Die haben dann direkt eine> Auswerteelektronik mit drin und liefen eine Rechtecksignal.
Welchen Typen Hallsensor würdest Du vorschlagen? Muss nicht umbedingt
eine Spule sein!
Danke
Frank O. schrieb:> "constant fraction diskriminator." Nie gehört.
Ich auch nicht. Aber das ist eigentlich schnurz.
Du hast also eine Spule mit zwei massefreien Anschlüssen. OK, die kommen
an die beiden Eingänge eines Komparators und damit der Gleichtaktpegel
stimmt, machst du einen hochohmigen Spannungsteiler von VCC nach GND, wo
du einen der beiden Eingänge drauflegst. Das sollte genügen.
W.S.
Piere schrieb:> Welchen Typen Hallsensor würdest Du vorschlagen? Muss nicht umbedingt> eine Spule sein!
Bevor ich einen Hallsensor verwende würde ich eher einen Reedkontakt
nehmen (ist ein mechanischer Schalter, der vom Magnet geschaltet wird),
da sie günstiger, zuverlässiger und stromsparender sind. Sie können aber
halt nichts anderes als ein Rechtecksignal machen, was aber ja gewünscht
ist. Jeder digitale Fahrradtacho funktioniert so. Könntest du dann
direkt an den Digitaleingang vom µC hängen.
Eine optischer Decoder wie in alten Kugelmäusen wäre auch möglich.
Erzähl doch mal, was du genau vorhast, dann kann man dich besser berate.
Gruß Kai
Hi Kai,
ich möchte von einer Bohrmaschine die Drehzahl anzeigen lassen. Da der
Platz sehr gering ist und eine optische Lösung durch Schmutz nicht
möglich ist, dachte ich an die Spule.
TLE4905L Hall Sensor ist ja knapp 5mm groß der würde da gut rein passen,
gibt es auch so kleine Readkontakte (Funktion ist mir bekannt).
Die maschine dreht sich mit 30.000 U/min und der Magnet hat 4 Polpaare.
Wenn man das nur wieder ein paar Stunden vorher gewußt hätte!
Was für einen Motor hat denn die?
Evtl. kann man das kontaktlos über die Gegen-EMV machen.
Michael_ schrieb:> Wenn man das nur wieder ein paar Stunden vorher gewußt hätte!> Was für einen Motor hat denn die?> Evtl. kann man das kontaktlos über die Gegen-EMV machen.
Ist ein normaler Universall Motor
Entschuldigung!
Nicht EMV sondern richtig EMK!
Such mal danach. Damit kann man die Drehzahl bei solchen Motoren regeln,
olso auch zur Auswertung benutzen.
Reedkontakte gibt es recht klein z.B.
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=76427
Wenn du es direkt am Motor anbringen willst könnte der Reedkontakt
problematisch sein, da die Polung des Magnetfelds unwichtig ist für das
Schalten. Somit könnte es sein, das er permanent durchgeschaltet ist.
Wenn nicht viel Platz ist würde ich schauen, ob es machbar ist das
Siganl direkt irgendwo abzugreifen, muss ich aber passen, ob und wie man
das umsetzen kann.
Kannst du ein Bild vom Innenleben der Bohrmaschine machen? Am besten mit
der Spule, die du schon hast. Falls die Magnetscheibe von der du
gesprochen hast nicht klar erkennbar ist vielleicht kurz kenntlich
machen.
Falls du bei der Spule bleiben möchtest klingt der Vorschlag von W.S.
ganz gut.
Gruß Kai
Nimm doch einen inkrementalen Drehzahlgeber, dann hast du gleich einen
digitalen Wert und die gibt es fix und fertig für Motoren. Wir haben so
was auch auf einigen Motoren. Bei einem Lenkmotor ist so ein Ding drauf.
Das weiß ich, weil ich mal genau wissen wollte, was darin kaputt ist und
dieses Teil war direkt auf der Motorwelle montiert.
Frag mich nicht wo du die bekommst. Musst du selbst mal googlen.
Kai S. schrieb:> Bevor ich einen Hallsensor verwende würde ich eher einen Reedkontakt> nehmen
Und die schaffen 500 Hz?
> da sie günstiger, zuverlässiger und stromsparender sind.
Bei Angelika könnte man tatsächlich 20 ct sparen, aber die 3 mA kann er
vermutlich an seiner Bohrmaschine verkraften. Und warum Hall-Sensoren
jetzt unzuverlässig sein sollten, weiß ich nicht. In sämtlichen
Festplatten, optischen Laufwerken und PC-Lüftern werden die zur
Drehzahlmessung/-Regelung eingesetzt und funktionieren dort prima.
> Jeder digitale Fahrradtacho funktioniert so.
Die arbeiten aber auch mit Frequenzen, die kaum über 10 Hz gehen.
Rolf Magnus schrieb:> Und die schaffen 500 Hz?
Ja, 1kHz Schaltfrequenz stellt für einen Reedkontakt normal kein Problem
dar.
Rolf Magnus schrieb:> In sämtlichen> Festplatten, optischen Laufwerken und PC-Lüftern werden die zur> Drehzahlmessung/-Regelung eingesetzt und funktionieren dort prima.
Das ist aber halt ein PC. In einer Bohrmaschine liegen schonmal die
elektromagnetischen Störungen durch das Bürstenfeuer in einem ganz
anderen Bereich. Auch musst du mal mit ner Spannungsspitze rechnen. Und
in den Punkten ist ein Hallsensor (allgemein jeder Halbleiterchip)
störanfällig. Klar, auch 30mW mehr Leistungsbedarf sind für ne
Bohrmaschine kein Problem, aber wieso soll ich es machen wenn ich es
genausogut auch ohne machen kann?
Ich will den Hallsensor nicht ausschließen, da er durchaus eine
Lösungsmöglichkeit ist. Ich persönlich verfolge allerdings das Konzept,
keine komplexere Technik einzusetzen, als für die zuverlässige Erfüllung
der geforderten Aufgabe nötig ist.
Gruß Kai
Ein kleiner Reflex-Optokoppler kann auch die Lösung sein.
Drei Drähte nach außen und ein weißer Punkt auf der Welle, mehr braucht
man nicht in der Maschine.
Werde es jetzt mit einem Hall-Sensor probieren. Scheint mir eine
zuverlässige Lösung zu sein.
Weiß jemand wo man Magnetringe für den Einsatz mit Hall-Sensoren
erwerben kann?
Im Datenblatt steht ja was von ca. 20mT zum einschalten. Darf der Magnte
auch stärker sein oder zerstört man da was wenn es viel mehr ist?
Hall Sensoren funktionieren auch in Kraftfahrzeugen problemlos, sie
werden dort verwendet, um den richtigen Zuündzeitpunkt festzulegen.
Soviel dazu, wie empfindlich sie auf Elektromagenische Störfelder
reagieren.
Ein Schaltungsvorschlag für dieder Spule:
[code]
Trimm-Poti
39k 10k
+5V o----[===]---[=\=]-- GND
\
|
X
Spule X
X +----- zum Mikrocontroller
| |/
+---| BC548B
|\>
|
|
GND
[code]
Stelle das Trimmpoti so ein, dass der Transistor bei Stillstand nicht
leitet, also Ausgang auf High ist, dann müsse die Spannung an der Basis
des Transistore knapp unter 0,6 Volt sein.
Wenn Du nun die Magnetscheide drehst, induziert die Spule eine
Wechselspannung. Deren positive Halbwellen schalten den Transistor
durch. Die negativen Halbwellen schalten den Transistor ab.
Mit dem Poti kannst Du die Empfindlichkeit anpassen.
Stefan Frings schrieb:> Hall Sensoren funktionieren auch in Kraftfahrzeugen problemlos, sie> werden dort verwendet, um den richtigen Zuündzeitpunkt festzulegen.> Soviel dazu, wie empfindlich sie auf Elektromagenische Störfelder> reagieren.
Ja, das ist mir bekannt. Allerdings sehe ich einen Unterschied darin, ob
der Hallsensor an der Kurbelwelle eines Motors sitzt (wo wer durch den
Motorblock vom Zündfunken getrennt ist) oder direkt an den
Kohlebürsten/Elektromotor.
Probieren geht aber über studieren, deshalb
@Piere
Bitte schreib uns, ob es funktioniert oder nicht.
Gruß Kai
Warum das Signal nicht mit einem Instrumentenverstärker auf ein
"vernüftiges" Maß bringen. ANschließend die Nulldurchgänge ermitteln?
Sollte dioch auch gehen.
