Wie Drehzahl erfassen

[Mehmet K. (mkmk)]

Servus allerseits

Es geht um die automatische Fütterung von Hühnern, die mit Hilfe einer 
archimedischen Schraube erfolgt.
Es handelt sich dabei um eine PVC Röhre mit einem Durchmesser von ca. 
10cm und einer Laenge von 20m - 30m. Die Spirale (ca. 4mm dick) besteht 
aus gehaertetem Stahl, die sich recht langsam dreht .
Das eine Ende des Rohres befindet sich unterhalb des Futtersilos 
(hermetisch abgeschlossen), am anderen Ende ist der Antriebsmoter 
befestigt (siehe Bild).
Dazwischen befinden sich mehrere Oeffnungen für die Futterkörbe.

Meine Aufgabe ist es nun, die Drehzahl der Spirale zu ermitteln, um 
damit die verbliebene Futtermenge im Silo grob zu berechnen.
Mein erster Gedanke war: einen Magneten an den Rotor des Motors 
anbringen und mit einem Hallsensor die Drehzahl erfassen.
Ging aber nicht, weil es verschiedene Modelle gibt und man nicht immer 
an den Rotor herankommt.

Mein zweiter Gedanke war, den Magneten an die Spirale selbst zu 
befestigen. Aber nebst der Tatsache, dass es nicht einfach waere, an die 
Spirale heranzukommen, um ein Loch zu Bohren: keine Ahnung, wiesehr die 
Stabilitaet der Spirale duch diesen Eingriff beeintraechtigt waere.
Auch kann die Position des Magneten je nachdem, wieviel Futter im Rohrer 
ist, um bis 15cm sich verschieben. Man müsste also mehrere Sensoren 
anbringen.

Mein dritter Gedanke: induktive oder kapazitive Naehreungsschalter. Und 
damit habe ich überhaupt keine Erfahrung.
Die Frage: könnte man mit einem solchen Sensor, den man oben am Rohr 
befestigt, die Drehzahl erfassen?

[Hp M. (nachtmix)]

Mehmet K. schrieb:
> um
> damit die verbliebene Futtermenge im Silo grob zu berechnen.

Dann solltest du dort z.B. die Füllhöhe oder das Gewicht messen.

Die Förderschnecke kan ja durchaus auch leer laufen und nichts fördern, 
wenn  das Futter z.B. verklumpt ist und nicht nachrutscht.

[HF Pfuscher (Gast)]

Lichtschranke am freilaufenden Teil der Spirale.

Drehzahl-Erfassung durch Periodenmessung.

[Chris D. (myfairtux) (Moderator)]

Mehmet K. schrieb:
> Mein dritter Gedanke: induktive oder kapazitive Naehreungsschalter. Und
> damit habe ich überhaupt keine Erfahrung.
> Die Frage: könnte man mit einem solchen Sensor, den man oben am Rohr
> befestigt, die Drehzahl erfassen?

Ja, das sollte möglich sein. Es gibt fertig gekapselte induktive 
Sensoren in jeder Größe und jeder Empfindlichkeit, oftmals auch schon 
mit passender Auswerteelektronik, so dass Du nur noch PullUp/Down 
schalten musst. Ich verwende die gerne für Maschinenendschalter. Sind 
sehr robust und trotzdem genau.

Beispiele für Sensoren, die bei 10mm schalten:

https://www.aliexpress.com/wholesale?SearchText=inductive+sensor+10mm

Optimal wäre es natürlich, wenn Du oben in das Förderrohr ein Loch 
bohren und in dieses den Sensor bündig zum Innenradius einsetzen 
könntest.

Aber es sollte auch so funktionieren.

Ergänzung zu den Bedenken von nachtmix:
Ja, Du weisst nur, dass sich die Spirale dreht, aber nicht, ob sie 
Futter mitnimmt.

Eventuell könnte da ein zusätzlicher kapazitiver Sensor unterhalb des 
Rohres feststellen, ob sich zwischen den "metallischen Abschnitten" der 
Feder Futter befindet.

[Forist (Gast)]

Mehmet K. schrieb:
> image001.png

Wie soll man bei einem Photo, dessen Thumb-Nail-Version kleiner als das 
Original ist, irgendwelche technischen Details erkennen?

Und was sagt doch der Hinweis zum Thema Bildformate für Photos?

[hinz (Gast)]

Stinknormaler Asynchronmotor, dessen Dehzahl hängt nur wenig von der 
Last ab.

[Mehmet K. (mkmk)]

Forist schrieb:
> Wie soll man bei einem Photo, dessen Thumb-Nail-Version kleiner als das
> Original ist, irgendwelche technischen Details erkennen?

Wegen dem Foto: sollte nur dazu dienen, um dem Geschriebenen einen 
bildlichen Rahmen zu veleihen: ein grösseres Format haette keine 
zusaetzlichen Infos beinhaltet.

Hp M. schrieb:
> Dann solltest du dort z.B. die Füllhöhe oder das Gewicht messen.
>
> Die Förderschnecke kan ja durchaus auch leer laufen und nichts fördern,
> wenn  das Futter z.B. verklumpt ist und nicht nachrutscht.

Das ist durchaus richtig. Tatsache ist, dass wir bereits mit reiner 
Software den Siloinhalt auf ca 99% genau bestimmen können. Gerade heute 
kam eine Rückmeldung: 0,5% daneben getippt.
Die Kunden wollen aber was zum Anfassen :)
Die Höhe des Siloinhalts zu messen ist ziemlich knifflich, da das Ganze 
eine sehr sehr sehr staubige Angelegenheit ist und der Inhalt sich als 
Kegel absenkt.
Auch das Gewicht zu mesen stand zur Diskussion. Die damit verbunden 
Kosten sind aber recht hoch. Auch müsste man stets die aktuelle 
Windgeschwindigkeit in die Rechnung miteinbeziehen.

Chris D. schrieb:
> Ja, das sollte möglich sein.

Danke. Auf eine solche positive Rückmeldung hatte ich gehofft.

Chris D. schrieb:
> Ja, Du weisst nur, dass sich die Spirale dreht, aber nicht, ob sie
> Futter mitnimmt.
Das ist richtig. Es gibt sogar noch viel mehr an solchen Fallgruben. 
Aber am Gesamtbild aendern diese Einflüsse nicht viel. Wie oben schon 
geschrieben: z.Zt. liegt unsere rein rechnerische Fehlerquote unter 1%.

[Mehmet K. (mkmk)]

Chris D. schrieb:
> Eventuell könnte da ein zusätzlicher kapazitiver Sensor unterhalb des
> Rohres feststellen, ob sich zwischen den "metallischen Abschnitten" der
> Feder Futter befindet.

Gute Idee. Werde dies in meine Planung miteinbeziehen.

[Max M. (jens2001)]

Eine Stahlspirale in einem PVC-Rohr!

Wo ist das Problem!
Das lässt sich ganz leicht induktiv erledigen!
Da muss man nicht einmal ein Loch bohren.

[Mehmet K. (mkmk)]

Max M. schrieb:
> Wo ist das Problem!

Mehmet K. schrieb:
> Mein dritter Gedanke: induktive oder kapazitive Naehreungsschalter. Und
> damit habe ich überhaupt keine Erfahrung.

[Wolfgang (Gast)]

Mehmet K. schrieb:
> Mein erster Gedanke war: einen Magneten an den Rotor des Motors
> anbringen und mit einem Hallsensor die Drehzahl erfassen.

Warum willst du dafür einen Magneten am Rotor anbringen. Es reicht, wenn 
das Feld eines Magneten durch Annäherung eines Metallteils ausreichend 
geändert wird. Sensor mit eingebautem Magnet gibt es fertig im 
Kfz-Ersatzteilhandel.
Suche mal nach "Nockenwellensensor". Ab der bei die funktioniert, hängt 
von den mechanischen Gegebenheiten ab, die man auf deinem 
Veranschaulichungsbild leider nicht genauer erkennen kann.

[kunz (Gast)]

hinz schrieb:
> Stinknormaler Asynchronmotor, dessen Dehzahl hängt nur wenig von der
> Last ab.

hmmmm, würde ich nicht unterschreiben...

[hinz (Gast)]

kunz schrieb:
> hinz schrieb:
>> Stinknormaler Asynchronmotor, dessen Dehzahl hängt nur wenig von der
>> Last ab.
>
> hmmmm, würde ich nicht unterschreiben...

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Kennlinie_Asynchronmotor.svg

[kunz (Gast)]

Gemessen habe ich dies mit einem Magneten auf der Welle des Motors und 
einem AS5047 von AMS.

Gruss

[Chris D. (myfairtux) (Moderator)]

@kunz:
Was um aller Welt machst Du mit dem Motor? :-}
Das sind schon extreme Schwankungen.

@hinz:
Davon abgesehen: bei einem zulässigen Fehler von offenbar unter 1% 
reicht "Drehzahl hängt nur wenig von der Last ab" nicht - da muss man 
messen.

[hinz (Gast)]

Chris D. schrieb:
> @hinz:
> Davon abgesehen: bei einem zulässigen Fehler von offenbar unter 1%
> reicht "Drehzahl hängt nur wenig von der Last ab" nicht - da muss man
> messen.

Überleg mal was mein Einwand bedeuten soll.

[kunz (Gast)]

Chris D. schrieb:
> Was um aller Welt machst Du mit dem Motor? :-}
> Das sind schon extreme Schwankungen.

Naja, der Motor hat eine hydraulik Pumpe dran, welche i.d.R. läuft ohne 
Druck aufzubauen bzw. ab und zu hebt sie einen Kolben, das sieht dann so 
aus...

[Orcan (Gast)]

Grundsätzlich sollte doch das Verhältnis Futtermenge pro
Einschaltzeit des Motors feststellbar sein.

Eine Stunde laufen lassen - gefördertes Futtermenge messen.

Füllmenge - (Einschaltzeit * Fördermenge/h = Restmenge.

Wenn kein Futter gefördert wird, weil es verklumpt ist,
wirst du das auch nicht durch Dreh-Impulsmessung erfassen
können! Die Förderspirale dreht sich (wenn der Antrieb stark
genug ist, einfach in der freigeräumten Luft.

Dein eigentliches Problem ist doch:
Wie erfasse ich, dass das Futter auch wirklich durch
die Förderröhre läuft?

Da würde ich eher in Richtung Lichtdurchlässigkeit des
Kunststoffrohres gehen:
- Optischer Sensor, Verschmutzung berücksichtigen!

Oder die Kapazität von leerem und vollem Rohr vergleichen:
- Kapazitiver Sensor - feuchtes/trockenes Futter
berücksichtigen!

Die Feuchte im Futtersilo muss sowieso ermittelt werden,
sonst bekommen die Hühner bei Regenwetter zu wenig und bei
Dürre zu viel Futter...

[Bildgebender Verfahrer ohne GiPS (Gast)]

Forist schrieb:
> Mehmet K. schrieb:
>> image001.png
>
> Wie soll man bei einem Photo, dessen Thumb-Nail-Version kleiner als das
> Original ist, irgendwelche technischen Details erkennen?

Als representatives Bild ist an Pixelmenge et al. nichts auszusetzen.

Viel Hilfreicher wäre aber wenn es nicht auf dem Kopf stünde: das ist 
kein Ansaugtrichter der das Geflügelfutter (um es nicht mit "unserem" 
Hühnerfutter zu verwechseln :-) anhebt, sondern es fällt vom Vorratssilo 
in die Förderspirale.

[Orcan (Gast)]

Ansonsten:

Ist nix mehr im Silo, oder dreht die Spirale im Hohlraum
zwischen dem verklumpten Futtermittel frei, oder klemmt die
Spirale im Klumpen, sollte der Motorstrom vom Normalwert
abweichen.

-> Motorstromüberwachung:

Dann muss der Hühnerknastwärter alarmiert werden und was
dagegen tun...