Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie wird Schrittmotor im Kombiinstrument KFZ angesteuert


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von Dietmar P. (wodipo)


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Hallo liebe Tüftler,

weiss jemand mit was für einem Siganl ein Schrittmotor angesteurt wird, 
bis er den Sollwert anzeigt?
Das Bild zeigt einen, der für Wassertemperatur, Spannung und Tankinhalt 
bei Audi und VW eingesetzt wird.(Nicht für Tacho und DZM)
Er hat anscheinend keinen Null-Anschlag und 3 Anschlüsse.

Das Problem bei dem ist, das er nach dem Zerlegen des Kombiinstrumentes 
plötzlich nichts mehr anzeigt, bzw der Nullanschlag total daneben ist.

Da er in der Platine mit seinen Stiften in Buchsen eingeschoben wird, 
ist eine elektrische Unterbrechung erstmal auszuschliessen.

Der Nullanschlag liesse sich mit der Diagnosesoftware kalibrieren, aber 
es stellt sich auch die Frage ob er statisch kalibriert werden kann und 
wie.
Also wie muss der Zeiger aufgesteckt werden, damit er im richtigen 
Bereich anzeigt.

von MaWin (Gast)


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Ein Schrittmotor mit einem Schritt, angesteuet mit Sinus auf der einen 
und Cosinus auf der anderen Spule, relativ zum gemeinsamen 
Masseanschluss.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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von Dietmar P. (wodipo)


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Vielen Dank schon mal euch beiden.

Woher weiss der Schrittmotor, dieser Bauart, wo er sich befindet und wie 
wird der "Null" Abgleich gemacht?

Er lässt sich um 360° beliebig bewegen und hat keine Spiralfeder mit 
implementiert wie manche Tachoanzeigen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Dietmar P. schrieb:
> Vielen Dank schon mal euch beiden.
>
> Woher weiss der Schrittmotor, dieser Bauart, wo er sich befindet und wie
> wird der "Null" Abgleich gemacht?
>
> Er lässt sich um 360° beliebig bewegen und hat keine Spiralfeder mit
> implementiert wie manche Tachoanzeigen.

Vielleicht läuft er beim Initialisieren erst einmal bis zum Anschlag der 
Tachonadel. So habe ich das immer bei Lego Roboter gemacht.

von Dietmar P. (wodipo)


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Die Tachonadel ist ein separater Stellmotor, auch anderer Bauart als für 
Wassertemp. und Tankinhalt.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Dietmar P. schrieb:
> Woher weiss der Schrittmotor, dieser Bauart, wo er sich befindet
Alle Arten von Schrittmotoren wissen in der Regel nicht wo sie sich 
befinden. Das muss der "drumherum" wissen/feststellen.

Ich glaube aber nicht dass das überhaupt eine Schrittmotor ist sondern 
eher sowas:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzspulmesswerk

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wie andere schon sagten, ist das ein Kreuzspulinstrument, englisch 
'Air-Core Meter' genannt.
Der LM1819 ist z.B. ein geeigneter Chip zum Ansteuern, man kann aber 
auch einen MC mit 2 Analogausgängen benutzen. Die Sin/Cos Wichtung ist 
über den Vollkreis eindeutig und kann so den ganzen Bereich des 
Instrumentes ausnutzen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Wenn es interessiert:

Es gibt zusätzlich zu den Air-core Motoren auch richtige sechs Phasen 
Instrument Schrittmotoren. Auch Mikrostepping ist möglich mit den 
entsprechenden Ansteuer-ICs. In dem Link von mir, findest Du ein etwas 
Information darüber und Datenblatt Hinweise. Diese Motoren haben 1080 
Schritte pro Umdrehung und können direkt von CMOS uC Ausgängen 
angesteuert werden. Diese X25.168 Motoren können in etwa einer Sekunde 
den vollen Anzeigebereich abstreichen und werden auch oft für Eigenbau 
Flugzeug Simulatoren eingesetzt. Man bekommt sie zur Zeit sehr billig im 
Internet, Bucht etz. . Es gibt dafür auch eine C++ Bibliothek für AVR.

Ich baute mir erfolgreich mit so einem Motor eine analoge 
Wasserstandsanzeige.

Beitrag "Ein Füllstandmesser auf Einperlungsbasis"

: Bearbeitet durch User
von Dietmar P. (wodipo)


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Wo ihr Recht habt, habt ihr Recht. Also ein Kreuzeigerinstrument. Die 
kenne ich auch aus Drehzahlmessern, wo damit wahrscheinlich teure, 
mechanische 270° Instrumente emuliert werden.

Die Einperlungssache sieht auch gut aus, wobei ich das Wort noch nicht 
zuordnen kann, wo dies Anwendung findet.

Dann sind bei einem KFZ (oft?) nur der Tacho und DZM als Schrittmotoren 
ausgeführt. Da weiss ich es definitiv, weil ich sie im Fehlerfall schon 
rattern hören habe.
---
Aber, wie wird der Nullpunkt beim Kreuzzeigerinstrument definiert? 
Elektrisch und mechanisch?
Also Zeigerausrichtung dann nur unter Betriebsspannung?

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Dietmar P. schrieb:
> Aber, wie wird der Nullpunkt beim Kreuzzeigerinstrument definiert?
> Elektrisch und mechanisch?
> Also Zeigerausrichtung dann nur unter Betriebsspannung?

Ohne Modifikation haben diese X25.168 SM einen mechanischen Stop. Zur 
Zeigerausrichtung steuert der uC den Motor nach dem Einschalten gegen 
einen mechanischen Stopp und das wird dann der Nullpunkt. In den Dokus 
ist das genau beschrieben wie man das macht. Wenn beim Ausschalten der 
Anzeiger bekannterweise noch auf Null ist, dann braucht auch nicht 
unbedingt initialisiert werden, obwohl ich das immer mache.

> Die Einperlungssache sieht auch gut aus, wobei ich das Wort noch nicht
> zuordnen kann, wo dies Anwendung findet.

Einperlung bezieht sich auf hydrostatische Druckmessung. Wenn der Druck 
in der Messleitung gleich dem statischen Druck, gegeben durch die 
Wassersäule  ist, dann tritt ein Gleichgewicht ein. Etwaiger leichter 
Überdruck wird durch "Ausperlen" bis sich wieder ein 
Gleichgewichtszustand einstellt. Wenn man dann die Dichte des Mediums 
weiß, kann man anhand des gemessenen Drucks die aktuelle Höhe der 
Wassersäule bestimmen. Das gezeigte Messgerät macht das alles 
automatisch durch uC-Ablaufsteuerung. (Aber das wolltest Du 
wahrscheinlich nicht alles wissen;-) )

Gerhard

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dietmar P. schrieb:
> Also Zeigerausrichtung dann nur unter Betriebsspannung?

So isses. Ich habe hier einen Windrichtungsanzeiger für Segelboote, der 
auch ein Kreuzzeigerwerk besitzt und ohne Betriebsspannung dreht der 
sich frei, wohin er gerade will. Nur die Schwerkraft und der 
aufgesteckte Zeiger bewirkt, das er sich langsam auf 6 Uhr bewegt, wenn 
er stromlos ist und richtig eingebaut.

von Dietmar P. (wodipo)


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@Gerhard,
doch doch, das ist sehr interessant. Wo verwendet man das dann am 
ehesten?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dietmar P. schrieb:
> Wo verwendet man das dann am
> ehesten?

In Kanada :-) Mich wundert bloss, das das bei dir nicht sofort 
einfriert, Gerhard.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Matthias S. schrieb:
> Dietmar P. schrieb:
>> Wo verwendet man das dann am
>> ehesten?
>
> In Kanada :-) Mich wundert bloss, das das bei dir nicht sofort
> einfriert, Gerhard.

Moin,

Das erwähnte Gerät verwende ich im Keller zur Überwachung meiner 
Sumppumpe. Da friert sich besser nichts ein;-)

Es gibt übrigens noch digital ansteuerbare Air-Core Treiber ICs:

https://www.onsemi.com/products/power-management/motor-drivers/load-drivers-relay-drivers/cs8190
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/CS4192-D.PDF
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/CS4122-D.PDF
https://www.melexis.com/-/media/files/documents/datasheets/mlx10407-datasheet-melexis.pdf
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/SA5777A.pdf?cid=Brand_nxpdatafeed-web_third_party-11_01_13


Ich habe mich auch vor vielen Jahren damit gespielt. Irgendwer gab mir 
eine Tacho LP mit einem Motorola Steuer IC drauf. Funktionierte ganz 
gut. Allerdings finde ich die X25.168 Anzeigemotoren präziser und 
stabiler. Die Air-Core haben extrem wenig Drehmoment und deren 
Wiederholgenauigkeit ist nicht ganz so gut.


> @Gerhard,
> doch doch, das ist sehr interessant. Wo verwendet man das dann am
> ehesten?

Wird zur Pegelmessung in Zisternen, Flüsse, Seen, Staudämmen, auch AKWs 
eingesetzt. Überall wo man keinen Sensor direkt einbauen will. Beim 
Einperlverfahren braucht man nämlich nur das Meßrohr bzw. Schlauch ins 
Wasser zu versenken und die eigentliche Meßanordnung kann fern bis zu 
200m im Trockenen bleiben. Es gibt auch andere Methoden zur Pegelmessung 
wie Kapazitiv, Ultraschall, (Geführtes) RADAR, Meßlatten, Schwimmer, 
Druckkabel, Nilometer;-), um nur einige zu nennen.

Mich fasziniert das Einperlverfahren einfach und fand es ein dankbares 
uC Projekt mit etwas Pneumatik Steuerung. War halt eine kleine 
Spielerei. In D findet man oft Pegeltürme die den Pegel von Flüssen 
öffentlich anzeigen und aufzeichnen.

Ist auch extrem zuverlässig. Ich baute mir vor über zwanzig Jahren im 
Keller eine einfache nicht-elektronische Einperlanzeige und hatte nie 
irgendwelche Probleme.

Früher brauchte man Stickstoffflaschen, Druckregler und viel 
pneumatische dies und das um den gewünschten Staudruck zu erzeugen. Das 
gezeigte Gerät arbeitet auf anderer Basis wo erst ein hoher Druck 
erzeugt wird um die Meßleitung zu lüften. Dann wird gewartet bis der 
Druck sich ausgleicht und stabilisiert und dann erst wird der Druck 
gemessen. Mein kleines Gerät macht das alles durch uC Ablaufsteuerung 
vollautomatisch und kommt mit billigen Komponenten aus. Allerdings 
braucht man bei größeren Tiefen viel mehr Druck und muß natürlich die 
dem Druck ausgesetzten Komponenten entsprechend dimensionieren. In 10m 
ist der Druck rund eine Atmosphäre.

Arbeit ruft...

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Dietmar P. (wodipo)


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OT (Eine unverbindliche Frage dazu, hat ein "Endres Hauser Promag 
Steuerelektronik für Durchflussmessgerät" damit was zu tun?
Das habe ich bei eB Kleinanzeigen unter dem Begriff drin. Das hat 
vermutlich einen Blitzschaden.)

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