Hallo Forum,
ich versuche verzweifelt eine alte Festplatte als Rotary-Encoder
umzufunktionieren, weil da ja ein Stepper-Motor drin ist. Die HDD hat
vier Ausgänge, wobei der letzte der Stern-Ausgang ist. Das ist also
immer der Gegenpol zu den drei anderen Adern. Beim drehen messe ich
zwischen einer Ader und dem Stern immer so 5-15 mV, wenn ein Magnet des
Motors gerade an der passenden Spule vorbeikommt.
Mein Problem betrifft nun den Komparator, den ich eigens dafür geholt
habe: Es ist ein LM339N, mit vier Komparatoren in einem Chip. Als
Versorgungsspannung habe ich 5V angelegt, jedoch gibt mir der Baustein
keine 5V-Rechteckspannung aus!
Laut Datenblatt ist der Ausgang ein so genannter Open-Collector-Ausgang.
Danach habe ich natürlich gegoogelt und da kam ziemlich viel seltsames
Zeug bei raus. Schaltungen, wo "sinnlos" Widerstände zwischen Ein- und
Ausgangspolen gehängt wurden, etc.
Kann mir jemand sagen was das mit diesem Open-Collector auf sich hat und
wie ich meine, mir versprochene, 5V-Rechteckspannung bekomme?
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Offtopic: Hab versehentlich ein zu großes Bild angehängt und
anschließend eine kleinere Version hochgeladen. Jetzt kann ich das
Übergroße nicht mehr löschen.
Peter K. schrieb:> Kann mir jemand sagen was das mit diesem Open-Collector auf sich hat und> wie ich meine, mir versprochene, 5V-Rechteckspannung bekomme?
Mit einem Pullup kommt man auf +5V hoch (der LM339N kann nur "runter
ziehen"). Allerdings sieht dann die steigende Flanke nicht schön aus,
weil der R den Strom begrenzt.
Wenn das stört muss man noch einen Schmidt-Trigger nachschalten.
>Laut Datenblatt ist der Ausgang ein so genannter Open-Collector-Ausgang.>Danach habe ich natürlich gegoogelt und da kam ziemlich viel seltsames>Zeug bei raus. Schaltungen, wo "sinnlos" Widerstände zwischen Ein- und>Ausgangspolen gehängt wurden, etc.
Diese "sinnlosen" R's zurück zum Eingang haben nix mit OpenCollector zu
tun, sondern mit einer sanften Mitkopplung, um eine sauber Hysterese zu
erzielen. Sonst würde er um den Mittelpunkt herum unsauber schalten.
Ansonsten braucht ein OC-Ausgang immer einen R nach +Ub (wenn es wie
üblich ein npn-OC ist), der für den H-Pegel sorgt (ein OC ohne einen
solchen R kann sonst nicht nach H schalten, sondern nur nach L).
Sonst nimmste eben z.B. einen LT1016.
Kostet ordentlich, schaltet dafür aber viel schneller
(TTL-Ausgang: 0,4 / 3,4 V) und das kann auch noch in der
gewünschten Polarität abgegriffen werden.
Und "sinnlose" Mitkopplung ist auch noch möglich... ;-)
"Open Collector = Schalter nach Masse. Ohne Pull-Up gibt es keine
Signale."
Also vielen Dank schonmal. Das ist mal eine Ansage. Leider bekomme ich
auch mit einem Pullup keine richtigen Werte:
Habe jetzt 12 KOhm zwischen +5V und dem Ausgang gelegt (Out3 im
Diagramm)und bekomme im Ruhezustand 0.04V vom Messgerät angezeigt.
Das Messgerät hängt (wie im Bild zu sehen) an Masse und Out3.
Wenn ich nun an der HDD drehe, bekomme ich Werte bis maximal 0.2V. Das
allerseltsamste ist jedoch: Wenn ich einfach nur mit der Hand das
Gehäuse der Festplatte berühre steigt die Spannung auf 0,11V, ganz ohne
drehen.
Hab das Gehäuse deshalb mal mit GND verbunden. Dann bekomme ich gar
nichts mehr. 0.04V, egal ob ich drehe oder nicht.
Habe jetzt (nur so zum Spaß) mal zusätzlich 10 KOhm zwischen Out3 und
In3+ gehängt. Im Ruhezustand messe ich jetzt 3.21 V und beim Drehen
fällt die Spannung dann auf bis zu 1,54 V ab (dabei ist das HDD-Gehäuse
mit GND verbunden - vorher hatte ich in diesem Fall ja nichts gemessen).
Wie kann das sein? Wie kriege ich 5V bis 0V?
Du hast einen Schrittmotor eingezeichnet statt einem Festplattenmotor.
Da du trotzdem von Festplatte redest und so kleine Spannungen bekommst,
dast du wohl den BLdC Spindelmotor der Festplatte ausgebaut. Die dreht
sicb nicht nur viel schneller als ein Schrittmotior, sondern er will
auch viel schneller gedreht wrdden um ein brauchbares Signal zu liefern.
Wo hast du denn den Sternpunkt angeschlossen und wo die Leitung der
dritten Spule ?
Versuche einfach mal den Motor mit 7200 Umdrehungen pro Minute
anzutreiben, dann bekommst du auch ein sauberes Signal.
Peter K. schrieb:> Das Messgerät hängt (wie im Bild zu sehen) an Masse und Out3.Peter K. schrieb:> Im Ruhezustand messe ich jetzt 3.21 V und beim Drehen> fällt die Spannung dann auf bis zu 1,54 V ab
Wie bzw womit mißt Du?
Du hast hier rein dynamische Signale, da brauchst Du ohne Oszilloskop
nicht anzufangen.
Ein Multimeter hilft hier garnicht, auch wenn es schön die Werte bis zur
zweiten Kommastelle anzeigt.
Peter K. schrieb:> Wenn ich nun an der HDD drehe, bekomme ich Werte bis maximal 0.2V. Das> allerseltsamste ist jedoch: Wenn ich einfach nur mit der Hand das> Gehäuse der Festplatte berühre steigt die Spannung auf 0,11V, ganz ohne> drehen.
Kein Wunder, Deine Eingänge hängen in der Luft. Der Komparator hat nur
einen definierten Gleichtaktbereich, in dem er arbeitet. Deshalb mußt Du
einen Eingang mit einem Widerstand in diesen Bereich zwingen. Der andere
Eingang ist dann über dem Wicklungswiderstand auch in diesem Bereich.
OPV- und Komparatoreingänge dürfen nie in der Luft hängen (floaten)!
Danke schonam für den Link. Da werde ich mich mal durcharbeiten.
Hab jetzt aber auch viel Quatsch gelesen: Natürlich messe ich mit einem
Multimeter - das ist für diese Zwecke völlig ausreichen. Wenn
(schwankenden) Spannungen mehrere Zehnerpotenzen vom Soll abweichen, ist
kein Oszilloskop notwendig.
Auch die Sache mit dem Festplattenmotor-Antrieb ist Unsinn. Wie der
Stepper-Motor in der Zeichnung aussieht spielt keine Rolle. Es ist auch
unerheblich ob alle Leitungen angeschlossen wurden oder nicht. Zwei
reichen, um einen Ausschlag zu messen, weil ja der Magnet periodisch an
der angeschlossenen Spule vorbeikommt. Der Witz an einem Rotary-Encoder
ist ja nunmal, dass man den langsam und genau drehen kann. Deshalb muss
ja schließlich auch das Signal verstärkt werden. Mit 7200 U/min soll
ganz sicher nicht gedreht werden.
Peter K. schrieb:> Hab jetzt aber auch viel Quatsch gelesen: Natürlich messe ich mit einem> Multimeter - das ist für diese Zwecke völlig ausreichen.
Wenn Du damit richtig umgehen kannst, vielleicht.
> dDer Witz an einem Rotary-Encoder> ist ja nunmal, dass man den langsam und genau drehen kann. Deshalb muss> ja schließlich auch das Signal verstärkt werden. Mit 7200 U/min soll> ganz sicher nicht gedreht werden.
Der Witz an der Sache ist, das Du unbedingt einen offensichtlich
ungeeigneten Motor verwenden willst.
Jacko schrieb:> Sonst nimmste eben z.B. einen LT1016.
Imho kein guter Ratschlag für einen Anfänger. Der LT1016 ist viel zu
schnell und braucht zwingend eine saubere Groundplane, sonst sind
Probleme vorprogrammiert die ein Anfänger nicht in den Griff bekommt.
Das Teil läuft als Comparator immerhin mit 100Mhz und hat ein GBW von
50Ghz.
Ein "Steckbrett Anfänger" wird damit überhaupt kein Vergnügen haben.
Peter K. schrieb:> Es ist auch> unerheblich ob alle Leitungen angeschlossen wurden oder nicht
Na dann ist ja gut, Spiel noch schön. Du weisst eh schon alles besser.
Denk dran, bei anderen funktioniert, was bei dir nicht klappt.
Harald W. schrieb:> Wenn Du damit richtig umgehen kannst, vielleicht.
Ja, kann ich.
Harald W. schrieb:> Der Witz an der Sache ist, das Du unbedingt einen offensichtlich> ungeeigneten Motor verwenden willst.
Nee, Du Idiot: Eben nicht. Das Netz ist voll mit Anleitungen dafür, die
Du halt nicht kennst. Du weißt ja nichtmal, dass sich der Motor auf
Festplatten in der Regel gar nicht ausbauen lässt, weil der Motor Teil
des Gehäuses ist.
Beim Drehen mit der Hand kommen beim HDD-Motor nur Millivolt raus, das
hast Du schon richtig erkannt. Irgendwo hapert es bei Dir einzusehen,
dass genau deshalb ein Chip die Spannungen verstärken und rechteckig
machen soll. Genau dafür sind diese empfindlichen, hochpräzisen
Halbleiter entwickelt worden.
Wenn ich genau drüber nachdenke, hapert es sehr wahrscheinlich bei Dir
beim Thema Schrittmotor: Die Frequenz hat nichts mit 'nem "sauberen
Signal" zu tun! Die hängt ausschließlich von der geometrischen Anordnung
der Spulen im Motor ab. Das Signal ist also garantiert konstant! Da
brauchst Du kein Oszilloskop für!
Ich will ja nicht nur meckern.
Probier mal die Schaltung so wie im Anhang.
R3/R3 erzeugen eine Spannung zwischen Ground und V+. Der Comparator mag
nämlich keine negativen Spannungen.
R2 und R5 geben ein bischen postives Feedback damit Du saubere Flanken
bekommst. R1 ist der hier schon viel zitierte Pull-Up Widerstand.
Du kannst statt des LM311 natürlich auch deinen Quad Comparator
benutzen.
Wichtig: Alle unbenutzen Inputs sollten sinnvoll beschaltet werden. Beim
LM339 gehören die soweit ich mich erinnere auf Ground, aber check zur
Sicherheit noch mal das Datenblatt.
Peter K. schrieb:> Harald W. schrieb:>> Wenn Du damit richtig umgehen kannst, vielleicht.>> Ja, kann ich.>> Harald W. schrieb:>> Der Witz an der Sache ist, das Du unbedingt einen offensichtlich>> ungeeigneten Motor verwenden willst.>> Nee, Du Idiot:
Muss das sein? Kannst du nicht sachlich bleiben?
Komparator_Steckplatine.png
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Comparator_LM339N.gif
(18 KB)
Komparator_Steckplatine.png
(160 KB)
