Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Umdrehungen einer Gewindestange zählen (Brainstorming)


von Rainer M. (mythbu)


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Hallo,

ich möchte die Anzahl der Umrehungen einer Gewindestange zählen mit so 
wenig Hardwareaufwand wie möglich.

Das Szenario lautet folgendermaßen: eine Gewindestange (M10) wird per 
Hand "gedreht" und ein µC soll nachhalten wie viele Umdrehungen gemacht 
wurden.

Ich habe "Brainstorming" in den Titel geschrieben, um einfach mal Ideen 
von Euch zu sammeln, wie man das löst.

Viele Grüße,
Rainer

von StM (Gast)


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Du könntest unten an die Stange eine Art Hebel oder so anbauen der dann 
jedesmal eine Lichtschranke triggert oder einen Button drückt.

von npn (Gast)


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Rainer M. schrieb:
> Hallo,
>
> ich möchte die Anzahl der Umrehungen einer Gewindestange zählen mit so
> wenig Hardwareaufwand wie möglich.
>
> Das Szenario lautet folgendermaßen: eine Gewindestange (M10) wird per
> Hand "gedreht" und ein µC soll nachhalten wie viele Umdrehungen gemacht
> wurden.
>
> Ich habe "Brainstorming" in den Titel geschrieben, um einfach mal Ideen
> von Euch zu sammeln, wie man das löst.
>
> Viele Grüße,
> Rainer

Mach ein Zahnrad dran und zähl die Zähne. Dann teilst du die gezählte 
Anzahl durch die Anzahl der Zähne des Zahnrades und hast deine 
Umdrehungen.
Zählen kann man z.B. mit einem induktiven Sensor.

von Gehirnsturm (Gast)


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Rainer M. schrieb:

> Ich habe "Brainstorming" in den Titel geschrieben, um einfach mal Ideen
> von Euch zu sammeln, wie man das löst.

Bevor hier Gehirne gestürmt werden, solltest du erstmal die Bedingungen 
erklären. Kann z.B. etwas an die Gewindestange angebaut werden? Kann sie 
markiert werden? Welche Umgebungsbedingungen bestehen? etc etc

von Kampfstiefel (Gast)


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Angenommen, der Fehlertoleranzbereich ist unendlich groß, reicht eine 
Digitalanzeige mit zum Beispiel "5", oder?

von Oliver R. (orb)


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Rainer M. schrieb:
> so wenig Hardwareaufwand wie möglich.

Magnet ankleben und Reedkontakt in der Nähe montieren.

von Wolfgang A. (Gast)


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Rainer M. schrieb:
> Das Szenario lautet folgendermaßen: eine Gewindestange (M10) wird per
> Hand "gedreht" und ein µC soll nachhalten wie viele Umdrehungen gemacht
> wurden.

Am Ende mit zwei Muttern eine Kodierscheibe draufsetzen, zwei 
Lichtschranken mit Phasenversatz dran und als 2-Bit Gray-Code auswerten. 
Dann hast du auch gleich die Drehrichtung.

von OldMan (Gast)


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Bei meiner Wickelvorrichtung für Spulen habe ich das wie folgt gelöst:

Auf die Achse habe ich eine PVC-Scheibe mit 80mm Durchmesser montiert. 
In die Scheibe habe ich einen kleinen Dauermagnet eingeklebt. Dieser 
kommt bei jeder Umdrehung an einem Hallsensor vorbei. Dieser Hallsensor 
ist mit der  Ergebnistaste ( = )  eines 99 Cent Taschenrechner 
verbunden.
Wenn es losgeht, dann gebe ich in den Taschenrechner eine 1 und + ein.
Durch den Hallsensor wird nun bei jeder Umdrehung plus eins aufaddiert.

War für mich die billigste Lösung und funktioniert wunderbar.

Wichtig ist, dass man vor dem Kauf eines Taschenrechners prüft, ob 
dieser diese Art der Addition unterstüzt. Die meisten tun es.

Bin gespannt auf die anderen Ideen.

von npn (Gast)


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OldMan schrieb:
> Wichtig ist, dass man vor dem Kauf eines Taschenrechners prüft, ob
> dieser diese Art der Addition unterstüzt.

Und wie schnell die Impulsfolge sein darf...
Hab ich auch schon probiert, bei einigen Taschenrechnern ist bei ca. 
10Hz Schluß, dann verzählt er sich :-(

von Gehirnsturm (Gast)


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OldMan schrieb:
> Dieser Hallsensor
> ist mit der  Ergebnistaste ( = )  eines 99 Cent Taschenrechner
> verbunden.

Für diese Idee gibts auf jeden Fall meine uneingeschränkte Anerkennung 
:)

von Marcus W. (Gast)


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Drehencoder?

von OldMan (Gast)


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npn schrieb:
> Hab ich auch schon probiert, bei einigen Taschenrechnern ist bei ca.
> 10Hz Schluß, dann verzählt er sich :-(

Das ist richtig. Meine Wickelvorrichtung ist für Handbetrieb! Da passt 
die Geschwindigkeit ;-)

von npn (Gast)


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OldMan schrieb:
> Das ist richtig. Meine Wickelvorrichtung ist für Handbetrieb! Da passt
> die Geschwindigkeit ;-)

Na dann ist es kein Problem :-)

von Bernd (Gast)


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Gewindesteigung -> Umdrehungen. Gefällt der Ansatz? An meinem RC-Heli 
ist für die Pitch einstellen genau so eine Vorrichtung angebracht ...

von Wolfgang A. (Gast)


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npn schrieb:
> OldMan schrieb:
>> Das ist richtig. Meine Wickelvorrichtung ist für Handbetrieb! Da passt
>> die Geschwindigkeit ;-)
>
> Na dann ist es kein Problem :-)

Na schon. Gerade da wird man etwas gegen Verzähler durch "Juckelei" auf 
der Schaltflanke bzw. Prellen tun müssen, also z.B. zweiphasige 
Detektion und Auswertung nach Art eines Drehencoders oder flache Flanken 
(Analogdetektor) mit großzügiger Hysterese. Auch die Grenzfrequenz eines 
Taschenrechners hilft sonst nicht zuverlässig gegen Zappelei und damit 
Mehrfachzählung, falls der Detektor an der Schaltschwelle steht.

von Rainer M. (mythbu)


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WOW! So viele Antworten :-)

Gehirnsturm schrieb:
> erstmal die Bedingungen
> erklären. Kann z.B. etwas an die Gewindestange angebaut werden? Kann sie
> markiert werden? Welche Umgebungsbedingungen bestehen? etc etc

Das Alles ist noch frei bestimmbar. Bisher gibt es nur die Gewindestange 
mit "Griff" zum drehen.

Kampfstiefel schrieb:
> Angenommen, der Fehlertoleranzbereich ist unendlich groß, reicht eine
> Digitalanzeige mit zum Beispiel "5", oder?

Ist er leider nicht.

Also, wenn ich das richtig verstehe, läuft es auf etwas "Optisches" 
heraus. Eine rotierende Scheibe mit einer Markierung versehen und an der 
Gewindestange befestigt. Über einen Phototransistor - einen GP1S58VJ000F 
[1] habe ich letztens aus einem alten Drucker ausgebaut - kann man dann 
detektieren wie oft das Muster vorbei gekommen ist. Also kann man die 
Umdrehungen ablesen und fertig.

Viele Grüße,
Rainer

[1] 
http://sharp-world.com/products/device/lineup/data/pdf/datasheet/gp1s58v_e.pdf

von Gehirnsturm (Gast)


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>Das Alles ist noch frei bestimmbar.

Nein ist es nicht.

>Ist er leider nicht.

Siehste?

Also: Bitte die BEDINGUNGEN beschreiben.

von chris (Gast)


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von Horst H. (horst_h44)


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Ein Magnet und ein iC ist alles was notwendig ist. Hier sind mehrere 
Möglichkeiten beschrieben: 
http://www.ichaus.de/upload/pdf/ei08_07_030.pdf .

von Schreiber (Gast)


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Rainer M. schrieb:
> ich möchte die Anzahl der Umrehungen einer Gewindestange zählen mit so
> wenig Hardwareaufwand wie möglich.

mit einem mechanischen Bandzählwerk aus einem alten Kasettenrekorder!

von npn (Gast)


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Horst H. schrieb:
> Ein Magnet und ein iC ist alles was notwendig ist.

Dachte ich auch erst, aber Wolfgang hat völlig recht, wenn er schreibt:
Wolfgang A. schrieb:
> Gerade da wird man etwas gegen Verzähler durch "Juckelei" auf
> der Schaltflanke bzw. Prellen tun müssen, also z.B. zweiphasige
> Detektion und Auswertung nach Art eines Drehencoders

von neanderthaler (Gast)


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Bernd schrieb:
> Gewindesteigung -> Umdrehungen.

Das dürfte der effizienteste mechanische Ansatz sein.
Ich würd einfach eine leichlaufende Mutter mit einem Anschlaghebelchen 
versehen und das auf einem Maßstab hochlaufen lassen.
Billig, einfach, Strom- und prellfrei.

von neanderthaler (Gast)


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Mist, ich hab den nachhaltigen µC überlesen.

von Ulli (Gast)


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neanderthaler schrieb:
> Mist, ich hab den nachhaltigen µC überlesen.

Was ist denn eigentlich ein "nachhaltiger µC"?

..

von Ich (Gast)


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Ich hab sowas gerade mit einer Reflexlichtschranke gebaut.
Einfch die Gewindestange am einen Ende bis zur Hälfte angefeilt. Dadurch 
erhält man pro Umdrehung 2 Impulse.
Funktioniert bei mir bis 2000U/min fehlerfrei.

von Karl H. (kbuchegg)


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Rainer M. schrieb:

> Ich habe "Brainstorming" in den Titel geschrieben, um einfach mal Ideen
> von Euch zu sammeln, wie man das löst.

Ha!

In die Gewindestange eine Abflachung reinfeilen. Von einem befreundeten 
Schlagzeuger einen Drumstick und eine kleine Trommel erbitten. Den 
Drumstick drehbar lagern und zwar so, dass er von der Gewindestange in 
eine Hin und Her Bewegung versetzt wird. Mit einer Feder den Drumstick 
gegen die Gewindestange drücken. Den Drumstick dann auf die kleine 
Trommel prallen lasssen. Mit einem 'Beat per Minute' Messer wird dann 
die Frequenz festgestellt. GLeichzeitig wird mittels einer Stoppuhr, die 
mittels Akustik getrieben wird die Zeit gemessen, in der die Trommel 
geschlagen wird. Aus Beats per Minute und der Zeit kann man die Anzahl 
der Umdrehungen feststellen.

Anderer Ansatz:
Aus einem Auto den Kilometerzähler samt Geber ausbauen und anpassen. 
Vorzugsweise einer von den alten mechanischen. Entgegen dem Namen zählt 
der nämlich gar keine Kilometer sondern direkt Radumdrehungen. Nach 
entsprechender Adaptierung der Getriebestufe kann der dann auch 
Umdrehungen zählen.

Man könnte auch an der Gewindestange 3 unterschiedliche Farbmarkierungen 
am Umfang anbringen. Mittels digitaler Kamera trainiert man dann ein 
neuronales Netzwerk darauf, die Umdrehungen zu zählen.

Man könnte auch in einen Baumarkt seiner Wahl gehen und dort in die 
Elektroabteilung. Mit ein bischen Glück verkaufen die dort auch Kabel 
als Meterware. Am Umspultisch gibt es meistens eine Einrichtung, die 
mechanisch mittels Reibrad die abgespulte Kabellänge feststellt. Ok, ich 
gebe zu, dass ist im Grunde nur eine Variation des Auto-Kiloeterzählers. 
Im Sinne eines "Brainstormings" also nichts neues.

von devynf (Gast)


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Ganz einfach. Länge messen und anhand der ja genormten Steigungen hast 
du schon die Windungszahl. Also brauchst du im Prinzip nur einen uC der 
die Eingabe einer Länge in Empfang nimmt und als Windungszahl ausspuckt. 
Dabei ist es ja völlig wurscht welchen Durchmesser das Biest hat.
VG,
DF

von Udo S. (urschmitt)


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chris schrieb:
> Dazu z.B. den hier, der hat Hardware-Quadratur-Eingänge:
> Ebay-Artikel Nr. 181553012412

Einen ARM Cortex-M3 um ein paar Umdrehungen zu zählen. Das ist schon 
fast rekordverdächtig :-)
Das ist ja wie einen 30t Bagger zu bestellen um einen Himbeerbusch zu 
pflanzen.

von Maschinenbauer (Gast)


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Mach das Beste aus den Ideen von OldMan und devynf:

Messe die Länge des gekurbelten Stücks und teile es mit dem 
Taschenrechner durch die Steigung. Das geht dann auch mit jedem 
Taschenrechner und du brauchst nix entprellen.

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