Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehgeber mit Magneten und Hallsensoren


von Andi (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte mir einen Drehgeber bauen.
Die Drehscheibe (siehe Anhang) soll in den Nuten mit 3x3x1mm Magneten 
versehen werden. Zur Erfassung möchte ich 2 bipolare Hallsensoren an 
einen ATTINY85 analog auswerten.

Wird das prinzipiell funktionieren?
Muss sich die Polarität der Magnete bei jedem Zahn ändern?

Gibt es vielleicht sonst noch etwas zu beachten?

Gruß
Andi

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Andi schrieb:
> Die Drehscheibe (siehe Anhang) soll in den Nuten mit 3x3x1mm Magneten
> versehen werden.

Meinst du nicht, dass es einfacher ist, statt sämtliche Nuten der 
Drehscheibe mit Magneten zuzupflastern, jeweils einen Magnet bei den 
Hall-Sensor zu plazieren, so wie es in Millionen von KFZ-Motoren gemacht 
wird?

Als fertige Einheit gibt es Hall-Geber mit integriertem Magnet z.B. von 
Allegro als ATS617LSG.

von Signalverarbeiter (Gast)


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Andi schrieb:
> Wird das prinzipiell funktionieren?
Warum nicht?

Andi schrieb:
> Gibt es vielleicht sonst noch etwas zu beachten?
Bei sehr dicht sitzenden Magneten kann es nur sein, dass sich die Felder 
überlagern und die Amplituden der HS sinken.

Wolfgang schrieb:
> jeweils einen Magnet bei den
> Hall-Sensor zu plazieren, so wie es in Millionen von KFZ-Motoren
Die drehen auch entsprechend schnell und liefern ein rasches update der 
Position

bei langsamen Drehscheiben ist das eventuell anders --

von Newbie (Gast)


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Die updategeschwindigkeit hängt an der Zahl der Zähne und dem Rad.man 
lenkt damit den magnetischen Fluss und konzentriert ihn ins hallelement 
-> Modulation des Signals.

Das wird nicht besser wenn man anstatt eines Magnets nun viele nimmt

von Michael B. (laberkopp)


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Andi schrieb:
> Wird das prinzipiell funktionieren?

Ja, es ist aber übermässig kompliziert.

Ein Magnet reicht der die Scheibe magnetisiert, Prinzip 
Schrittmotorrotor.

Und mit (fertigem) induktivem Näherungssensor brauchst du gar keinen 
Magneten, Prinzip Kurbelwellensensor.

Und ein ABS Sensor arbeitet mit immer wechselnd mangetisierten Zähnen, 
aber nur mit einer Spule, liefert also nur ein Signal wenn das Rad sich 
dreht, was dir vielleicht reicht.

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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von fop (Gast)


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Es gibt auch fertige Magneträder mit 6 oder 8 Polpaaren am Umfang.
Ein Hallsensor wie der TLE4966 ist halt um Welten kleiner als ein 
induktiver Näherungssensor vom Maschinenbauer Deines Vertrauens.

von Andi A. (andi7032)


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Danke für die vielen guten Antworten.
Sorry, ich habe ein paar zu wenige Details geschrieben.

Ich bin baulich sehr beschränkt. Das Ganze soll ein einen Drehknopf von 
einem Gasgrill: 
https://www.napoleon.com/sites/default/files/styles/inline_image/public/images/2018-10/web-replaceknobsblog-4putknobback.jpg?itok=1JVKQujc

Die Geberscheibe würde ich aus ABS drucken, daher lässt sich die Scheibe 
nicht magnetsieren.

Ich möchte je nach Stellung die Farbe von RGBs ändern.

von Wolfgang (Gast)


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Andi A. schrieb:
> Sorry, ich habe ein paar zu wenige Details geschrieben.

Schon eine Bemaßung deines Geberscheibendurchmessers wäre praktisch 
gewesen ;-)

von Erwin D. (Gast)


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laberkopp schrieb:
> Und mit (fertigem) induktivem Näherungssensor brauchst du gar keinen
> Magneten, Prinzip Kurbelwellensensor.

Die Kurbelwelle dreht sich in beide Richtungen? ;-)
Und ein Kurbelwellensensor kann beide Drehrichtungen erkennen? ;-)

von Max M. (jens2001)


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Erwin D. schrieb:
> Die Kurbelwelle dreht sich in beide Richtungen? ;-)
> Und ein Kurbelwellensensor kann beide Drehrichtungen erkennen? ;-)

Andi schrieb:
> möchte ich 2 bipolare Hallsensoren

Mit 2 Sensoren kann man auch die drehrichtung erkennen!!!

von Andi A. (andi7032)


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Wolfgang schrieb:
> Andi A. schrieb:
>> Sorry, ich habe ein paar zu wenige Details geschrieben.
>
> Schon eine Bemaßung deines Geberscheibendurchmessers wäre praktisch
> gewesen ;-)

25mm Durchmesser :)

von Erwin D. (Gast)


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Max M. schrieb:
> Mit 2 Sensoren kann man auch die drehrichtung erkennen!!!

Das ist richtig, was du sagst. Mein Kommentar bezog sich auf den 
Kurbelwellensensor, den der Laberkopp vorschlug.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

wenn ich eine Zwischenfrage stellen darf.

Wie funktioniert das mit dem Allegro ATS617LSG ohne zusätzliche 
Magnetfelder im Zahnrad? Ist dann die Zahntiefe / Abstand entscheidend 
für die Erkennung Zahn da Zahn nicht da? Aus welchen Material muss das 
Zahnrad sein? Einfaches Eisen bzw. Stahl?

von MaWin (Gast)


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Veit D. schrieb:
> Wie funktioniert das mit dem Allegro ATS617LSG ohne zusätzliche
> Magnetfelder im Zahnrad

Gar nicht, der erwartet Magnetfeldwechsel, 60 Gauss.

von Wolfgang (Gast)


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Veit D. schrieb:
> Wie funktioniert das mit dem Allegro ATS617LSG ohne zusätzliche
> Magnetfelder im Zahnrad?

Der Magnet sitzt im ATS617. Die Zähne ändern die Form des Feldes und 
damit den magnetischen Fluss durch die beiden differentiell 
ausgewerteten Hall-Sensoren.

Veit D. schrieb:
> Aus welchen Material muss das Zahnrad sein? Einfaches Eisen bzw. Stahl?

Ferromagnetisch muss es sein - sagt jedenfalls das Datenblatt:
".... The device incorporates a dual-element Hall IC that switches
in response to differential magnetic signals created by
ferromagnetic targets."

von Veit D. (devil-elec)


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Danke Wolfgang.

von Thomas F. (igel)


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Veit D. schrieb:
> Wie funktioniert das mit dem Allegro ATS617LSG ohne zusätzliche
> Magnetfelder im Zahnrad? Ist dann die Zahntiefe / Abstand entscheidend
> für die Erkennung Zahn da Zahn nicht da? Aus welchen Material muss das
> Zahnrad sein? Einfaches Eisen bzw. Stahl?

Steht doch im Datenblatt:

Typische Werte
Tiefe der Lücke: 3mm
Zahnbreite: 3mm
Lückenbreite: 3mm
Breite der Scheibe: 6mm

Material: ferromagnetisch

von W.S. (Gast)


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Andi schrieb:
> Gibt es vielleicht sonst noch etwas zu beachten?

Ja. Besorge dir einen Magnet-Sensor-Chip von Austria-Micro-Systems oder 
AMS wie die wohl inzwischen heißen und du hast selbst bei den billigsten 
eine Auflösung von 8 Bit (immer pro Vollkreis). Das Verfahren ist 
einfach: Chip direkt hinter die unmagnetische Achse deines Drehknopfes, 
in die Achse einen kleinen Magneten quer einkleben, also so, daß N und S 
des magneten quer zur Achse ist. Fertig. Wenn du für den Knopf ein 
Dünn-Kugellager nimmst, den Knopf topfförmig als Außen-Teil am 
Kugellager und den Chip auf den feststehenden Zapfen des Innenlagers, 
dann wird das Ganze auch richtig klein.

Es gibt von AMS auch welche für longitudinale Magnetisierungen und dazu 
passende Magnet-Plastik-Ringe von so etwa 3 cm Dmr. Mit sowas hast du 
dann etwa 20 Bit pro Vollkreis. Reicht's?

W.S.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

deine Beschreibung habe ich nicht verstanden. Aber das Bild bei denen 
sagt alles. :-)
https://ams.com/position-sensors
Wenn du das so meinst.

von Silvio K. (exh)


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Ich möchte die Drehzahl von einem Asynchronmotor aufnehmen und habe 
einen ungefähren Plan. Der Motor hat eine Nenndrehzahl von 1500 U/min 
plus/minus Schlupf (Als Indiz für Motor- oder Generatorbetrieb). 
Inspiriert von diesem Thread würde ich gerne einen Hallsensor vom 
KFZ-Teilemarkt nehmen und da gehen die Probleme schon los:

Wie komme ich an das Datenblatt (Pinbelegung, Spannungsversorgung, 
Dimensionen)?

Und eine zweite Frage:
Nehmen wir an, dass am Asynchronmotor eine Keilriemenscheibe aus 
Gusseisen ist, wo sich auf der innenliegenden flachen Seite der Scheibe 
ein Sacklochkreis befindet. Also Ein-Loch-Kein-Loch für den 
"Kurbelwellen- oder ABS-Sensor"..

Meint ihr, dass die magnetischen Felder des Motors die Hall-Auswertung 
stören? Rotor, Welle und Keilriemenscheibe sind ja "magnetophil" ..

Auch wenn die Kurbelwellensensoren bei ebay bzw. sehr günstig sind, 
möchte ich nichts umsonst kaufen oder durch blindes Probieren 
schrotten...

von Wolfgang (Gast)


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Signalverarbeiter schrieb:
> Die drehen auch entsprechend schnell und liefern ein rasches update der
> Position
> bei langsamen Drehscheiben ist das eventuell anders --

Was ist bei dir anders?
Du erzeugst auch nur genau.einen Puls pro Zahn. Die Anordnung des 
Magneten am Sensor erspart einen Haufen Magnete. Das Zahnrad dient dann 
als Polschuh zur Formung des Feldes.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Silvio K. schrieb:
> Ich möchte die Drehzahl von einem Asynchronmotor aufnehmen und habe
> einen ungefähren Plan.
Willst du für eine neue und völlig unabhängige Frage nicht einfach einen 
neuen Thead aufmachen?

> Inspiriert von diesem Thread
Dort könntest du dann einfach einen Link auf den Thread hier einfügen 
und auch sagen, was dich da inspiriert hat.

von Silvio K. (exh)


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Lothar M. schrieb:
> Willst du für eine neue und völlig unabhängige Frage nicht einfach einen
> neuen Thead aufmachen?

Wahrscheinlich hast du recht. Ich dachte, so neu und unabhängig sei es 
nicht. Ich werde einen neuen Thread aufmachen.

Silvio

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