Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehmomentsensor - defekte Platine


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von Cäsar P. (csar_p)


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Hallo zusammen,

ich habe mittlerweile 3 defekte Drehmomentsensoren für ein Pedelec 
Tretlager rumliegen und würde gerne zukünftige Defekte mit eurer Hilfe 
vermeiden.

Es handelt sich um folgendes Produkt: (bilder sind wegen handyupload 
evtl. nicht in korrekter Reihenfolge)

Dieser Sensor liefert wie abgebildet auf einer Leitung eine 
Ausgangsspannung von 1,5v - 3v in Abhängigkeit von der eingesetztem 
Tretkraft und auf zweiter Leitung 32 Pulse auf GND pro Kurbeldrehung, 
wenn vorwärts getreten wird. Beide Signale werden von einem 36v 
Motorcontroller ausgewertet.

Die Versorgungsspannung von 12v erfolgt über einen DC Wandler, der 
parallel zur 36v Akkuspannung des Motorcontrollers angeschlossen ist.

Die beiden ersten Sensoren gaben noch während der Test/Einbauphase den 
Geist auf. Dachte an versehentliche Verpolung. Beim zweiten nahm ich 
einen anderen DC Wandler, aber dieser war ebenfalls bald ohne Funktion.

Den dritte Sensor habe ich im bundle mit einem Controller gekauft und 
dort lief er ohne separaten dc wandler mit 12v direkt vom controller 
problemlos.
.
Wegen Controllerwechsels wurde Sensor einmal an neuen Controller 
gesteckt und sofort bekomme ich sinnlose Werte im DMM angezeigt.

Anstatt 1,5v im Stillstand bekomme ich irgendetwas zwischen 0,46v und 
2,3v bzw. bleibt der letzte Wert der letzten Kurbelbewegung stehen und 
fällt nicht auf die 1,5v zurück. Wenn z.B. 2,3v im Stillstand anliegen, 
führt eine kräftige Kurbelbewegung nicht zu einer Erhöhung des Wertes, 
sondern er wird kleiner.

Das Signal auf der anderen Leitung (rotes Messpitze auf 12v,schwarze 
Spitze auf Leitung) pulsiert zwischen 12v und 8,2v, fällt aber nicht 
ganz runter auf 0v.

Überraschenderweise zeigt der Sensor noch auf beiden Leitungen 
irgendwelche Lebenszeichen und ich frage mich, ob da.noch was zu retten 
ist und ihr Tipps für mich habt, was ich austauschen könnte?

Ich bin kein Elektroniker, hab aber zur Analyse ein Lager 
auseinandergenommen und die Bauteile teilweise recherchiert. Aufgrund 
der vorhandenen Spule, die um einen Zylinder gewickelt war, auf dem auch 
die Platine geklebt war, könnte ich mir vorstellen, dass es zu 
Induktionen kommt, wenn Spannung anliegt.



Der Puls kommt von einem Hallsensor, der über eingeklebte Magnete auf 
der Kurbel getriggert wird. Zu erkennen ist auch ein DC Wandler, der 
vermutlich 3,3 v für die Elektronik bereitstellte, wobei ich mich frag, 
wofür der Sensor 12v benötigt.

Hat jemand Vorschläge, wie ich den teilweise noch lebenden Sensor retten 
könnte. Und weiß jemand, was zum Schutz zukünftiger Sensoren noch 
gebadtelt werden muss um zukünftige Defekte zu unterbinden?

Von den 6 Leitungen auf der Platine sind blau und gelb unbenutzt. Weiss 
ist Torque, Grün ist Puls, Rot und Schwarz sind klar.

Danke im voraus:)

von Cäsar P. (csar_p)


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Hallo zusammen,

ich habe mittlerweile 3 defekte Drehmomentsensoren für ein Pedelec 
Tretlager rumliegen und würde gerne zukünftige Defekte mit eurer Hilfe 
vermeiden.

Es handelt sich um folgendes Produkt: (bilder sind wegen handyupload 
evtl. nicht in korrekter Reihenfolge)

Dieser Sensor liefert wie abgebildet auf einer Leitung eine 
Ausgangsspannung von 1,5v - 3v in Abhängigkeit von der eingesetztem 
Tretkraft und auf zweiter Leitung 32 Pulse auf GND pro Kurbeldrehung, 
wenn vorwärts getreten wird. Beide Signale werden von einem 36v 
Motorcontroller ausgewertet.

Die Versorgungsspannung von 12v erfolgt über einen DC Wandler, der 
parallel zur 36v Akkuspannung des Motorcontrollers angeschlossen ist.

Die beiden ersten Sensoren gaben noch während der Test/Einbauphase den 
Geist auf. Dachte an versehentliche Verpolung. Beim zweiten nahm ich 
einen anderen DC Wandler, aber dieser war ebenfalls bald ohne Funktion.

Den dritte Sensor habe ich im bundle mit einem Controller gekauft und 
dort lief er ohne separaten dc wandler mit 12v direkt vom controller 
problemlos.
.
Wegen Controllerwechsels wurde Sensor einmal an neuen Controller 
gesteckt und sofort bekomme ich sinnlose Werte im DMM angezeigt.

Anstatt 1,5v im Stillstand bekomme ich irgendetwas zwischen 0,46v und 
2,3v bzw. bleibt der letzte Wert der letzten Kurbelbewegung stehen und 
fällt nicht auf die 1,5v zurück. Wenn z.B. 2,3v im Stillstand anliegen, 
führt eine kräftige Kurbelbewegung nicht zu einer Erhöhung des Wertes, 
sondern er wird kleiner.

Das Signal auf der anderen Leitung (rotes Messpitze auf 12v,schwarze 
Spitze auf Leitung) pulsiert zwischen 12v und 8,2v, fällt aber nicht 
ganz runter auf 0v.

Überraschenderweise zeigt der Sensor noch auf beiden Leitungen 
irgendwelche Lebenszeichen und ich frage mich, ob da.noch was zu retten 
ist und ihr Tipps für mich habt, was ich austauschen könnte

Ich bin kein Elektroniker, hab aber zur Analyse ein Lager 
auseinandergenommen und die Bauteile teilweise recherchiert. Aufgrund 
der vorhandenen Spule, die um einen Zylinder gewickelt war, auf dem auch 
die Platine geklebt war, könnte ich mir vorstellen, dass es zu 
Induktionen kommt, wenn Spannung anliegt.
Der Puls kommt von einem Hallsensor, der über eingeklebte Magnete auf 
der Kurbel getriggert wird. Zu erkennen ist auch ein DC Wandler, der 
vermutlich 3,3 v für die Elektronik bereitstellte, wobei ich mich frag, 
wofür der Sensor 12v benötigt.

Hat jemand Vorschläge, wie ich den teilweise noch lebenden Sensor retten 
könnte. Und weiß jemand, was zum Schutz zukünftiger Sensoren noch 
gebadtelt werden muss um zukünftige Defekte zu unterbinden?

von Ralf X. (ralf0815)


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Cäsar P. schrieb:
> Hat jemand Vorschläge

Ja!
Insb. dass Du Dir selber erst einmal mehr Mühe gibst, statt so einen 
Schrott an unbearbeiteten oder mangelhaften Appbildern und Text ins Netz 
zu stellen.

Einfache Frage also erstmal:
Hast Du lediglich einen 5" Monitor mittels Handy zur Verfügung und 
kannst selber gar nicht sehen, was Du anderen zumutest?

von Cäsar P. (csar_p)


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Ralf,
stänker woanders rum!

von Ralf X. (ralf0815)


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Cäsar P. schrieb:
> Ralf,
> stänker woanders rum!

Möchtest Du wie ein Baby behandelt werden?
Und wo stänkere ich?
Kannst Du mit Kritik nicht umgehen?
Möchtest Du(!) Hilfe?
Falls insb. Letzteres zutrifft, solltest Du Dir auch überlegen, wie Du 
Dein Anliegen aufbereitet vorbringst und  auch das passend vorbereiten.

Sehr vereinfachtes Beispiel:
Fahre ich meine Mülltonne nicht von HINTER dem Mauervorsprung VOR den 
Mauervorsprung (1m Luftlinie), werde ich nicht "entleert oder bedient".
Und wenn ich oben im Biomüll "Grüne Punkt Ware" liegen hätte, würde ggf. 
auch der Entsorger meckern.

Kapierst Du tatsächlich nicht,, dass Bildbezeichnungen von Dir wie 
"490183/511A2C70-3305-4052-A3BF-536280D7E6EB.png" absoluter Stuss sind?
Oder die Belegung des Bildes mit ganz viel Anteil an völlig 
uninterressanten Inhalt in Form von schwarzen Flächen?
So doof kannst Du doch gar nicht sein.

Und schaue Dir nicht nur Deine bisherigen Bilder an, sondern auch Deine 
Texte.
Und dann überlege mal, ob es daran nicht doch etwas zu kritisieren gibt.

von Cäsar P. (csar_p)


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Lieber Ralf,
vielen Dank für deinen konstruktiven Beitrag. Leider verfüge ich zurzeit 
nur ein 4 zoll TFT um mein Anliegen vorzubringen. Ich bedaure es 
zutiefst,  dass das Layout meines Posts dich nicht dazu animieren 
konnte, mir etwas zur Sache zu schreiben, aber dem Gestaltungsspielraum 
in Bezug auf z.B die Anordnung von Bildern sind per handy enge Grenzen 
gesetzt. Jetzt möchte ich dich herzlichst bitten, deine Kompetenzen 
woanders unter Beweis zu stellen.
Herzliche Grüße

von gk (Gast)


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Vielleicht handelt es sich um einen agnetostriktiven Sensor. Schau mal 
bei der Fa. ncte:  https://ncte.com/

gk

von my2ct (Gast)


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Cäsar P. schrieb:
> 59333E6F-7319-4225-8288-C089200160D2.jpeg

Der Rest interessiert nicht

von Cäsar P. (csar_p)


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Bisheriger Stand der Dinge:
Der Sensor scheint zurzeit wieder zu funktionieren, da ich zumindest im 
Ruhezustand wieder die im Datenblatt erwähnten 1,5v Ausgangspannung 
messen kann - die Frage ist für wie lange und was getan werden muss, 
damit das so bleibt.

Im wesentlichen setzt sich die Platine des Tretlagerdrehmomentsensors 
aus einem LM2734 StepDown, der laut Datenblatt des Tretlagerherstellers 
mit 8-12v versorgt werden soll, einem Hallsensor (evtl. Dual Hall), der 
die Drehrichtung der Kurbel detektiert, einem SN74LVC04A Hex Inverter, 
der vermutlich die Pulse des Hallsensors irgendwie verarbeitet und einem 
PIC16F1824 Microcontroller zusammen.



Ich habe ein Bild mit der Bezeichnung einiger Bauteile an dieser Stelle 
angehängt, vermute aber, dass das Bild  nur ganz unten im Beitrag 
angehängt wird.



Zwecks Fehleranalyse habe ich die in der Vergangenheit kaputtgegangenen 
Sensoren rausgekramt und über solch einen Mini Stepdown Regulator

Ebay-Artikel Nr. 262575754535



erneut an die Akkuspannung von 36v angeschlossen.

Bei einer der älteren defekten Platinen ist der LM2734 sofort extrem 
heiß geworden und entlötete sich fast von selbst.

Ich klingelte alle Keramikkondensatoren durch und stellte bei beiden 
Platinen fest, dass diverse kleinere MLCCs Durchgang hatten - vor allem 
diejenigen, die für den direkten Betrieb des LM2734 benötigt werden. Auf 
beiden Platinen habe ich MLCC für MLCC ausgelötet, geprüft ob der 
Kurzschluss durch den ausgelöteten MLCC hervorgerufen wurde und/oder ob 
der Durchgang nachwievor auf der Platine vorlag und evtl. noch durch ein 
anderes defektes Bauteil hervorgerufen wurde.

Auf der älteren Platine lag trotz Ausbaus des letzten defekten MLCCs 
immer noch zwischen den beiden freien Lötpads ein Kurzschluss vor, so 
dass
ich den beiden Leiterbahnen folgte, wovon eine direkt zum PIC16F1824 
führte - leider zum VDD Pin. 14-Pin-TSSOP Chips abzulöten ist eine wahre 
Freude, deshalb spare ich mir das immer für zuletzt auf, wenn alle 
anderen Bauteile als Fehlerquelle ausgeschlossen werden können. Als der 
PIC16F1824 ausgelötet war bestätigte sich die Vermutung, das zwischen 
VDD und VSS (warum steht im Datenblatt nicht GND?!) ein Kurzschluss 
vorlag.

Da der PIC16F1824 Chip ein MCU ist und ich vermute, dass er vor Einbau 
programmiert werden muss, kommt der Defekt des Chips für mich einem 
Totalschaden des ganzen Tretlagersensors gleich.
Bis auf den Chip des letzten Tretlagersensors, der vermutlich nur 
deshalb noch ok war, weil ich ihn sofort abgeklemmt habe, als nicht die 
erwarteten 1,5v Ausgangsspannung im Ruhezustand vorlagen, sondern 
abwechselnd 0,4v und 2,4v, hatten alle 3 Tretlagersensoren bereits 
defekte PIC16F1824 und sind für mich damit nicht mehr recyclebar.

Ich könnte mir vorstellen, dass der Defekt eines oder mehrerer MLCCs und 
den daraus resultierenden Kurzschlüssen dazu geführt hat, dass sich der 
Stepdown LM2734 aufgeheizt hat bis er ausfiel. Ich messe am reparierten 
Sensor, dass der LM2734 in der hier vorliegenden Konfiguration die 12v 
Versorgungsspannung zunächst in ca. 5,5v umwandelt und damit den 
Hallsensor und Hex Inverter versorgt.
Über eine Drosselspule werden die 5,5v weiter auf 3,3v für den 
PIC16F1824 reduziert. Bevor der LM2734 auf der alten Platine komplett 
wegschmorrte, glaube ich gemessen zu haben, dass am MCU mehr als die 
erforderlichen 3,3v anlagen, was dessen Zerstörung erklären könnte.

my2ct schrieb:
> Cäsar P. schrieb:
>> 59333E6F-7319-4225-8288-C089200160D2.jpeg
>
> Der Rest interessiert nicht

Wie darf ich deinen Beitrag verstehen?
Möchtest du darauf hinweisen, dass die Spannungsversorgung das Problem 
ist? Davon gehe ich zwar auch stark aus, weiß aber nicht, wie ich das 
Problem lösen soll.
Der Tretlagerhersteller erwähnt im Datenblatt lediglich 8-12v DC 
Versorgungsspannung. Ein Pedelec-Akku hat für gewöhnlich über 36v.
Der Lishui Controller, der als Set i.v.m. dem Tretlagersensor 
mitgeordert werden kann, versorgt den Sensor direkt mit Strom. Im 
Controller befindet sich ein LM317, der i.v.m. einem dicken Widerstand 
die 36v Akkuspannung für die Mosfets runterregelt. Dort wurde eine 
zusätzliche Leitung angelötet und die Versorgung für den Sensor 
abgezweigt, was auch problenlos lief.

Ursprünglich habe ich einen simplen, regulierbaren LM2596 DC-DC Buck 
Converter in Reihe zum Motorcontroller geschaltet um dem Sensor die 12v 
bereitzustellen.

Nach dem ersten Sensorausfall wurde mir empfohlen, den oben verlinkten 
DC Buck Converter zu benutzen und die 12v mit einem Kondensator gegen 
GND zu glätten, weil sich die beiden DC Wandler direkt hintereinander 
evtl. nicht vertragen würden.



Wie auf dem Bild mit dem DC Wandler vielleicht zu erkennen, habe ich 
dort auch einen angebracht - leider ohne Erfolg.

In Ermangelung einer elektrotechnischen Ausbildung kann ich nur 
vermuten, dass der beobachtete Ausfall mehrerer MLCC Kondensatoren ein 
Ansatzpunkt ist. Der Sensor wird zudem im Verbund mit einem 
Motorcontroller eingesetzt, von denen ich gehört habe, dass sie einen 
relativ hohen Einschaltstrom erzeugen können und sich dies negativ auf 
andere Bauteile auswirken könnte. Spielen irgendwelche 
elektromagnetischen Impulse des Motorcontrollers eine Rolle und wie 
können diese weggefiltert werden? Ich kann nicht einschätzen, ob 
irgendwelche induktiven Ströme beim Einschalten des Motorcontrollers auf 
die MLCCs einwirken und ob es eine Rolle spielt, dass im Tretlagersensor 
2 Spulen verbaut sind (Eine kleine Drosselspule und eine zweite große 
Spule, die von dem gelben Isolierband verdeckt wird und die ganze
Kunststofflagerinnenhülse umwickelt, mit dem vermutlich die Tretkraft 
abgeleitet wird.
Sollte der empfohlene Kondensator an der 12v Leitung noch irgendwie um 
einen Widerstand ergänzt werden? Zurzeit zögere ich noch, den Sensor 
wieder zu verschließen und mit einem Controller zusammen in Betrieb zu 
nehmen. Ich bin für jeden Hinweis dankbar und bitte, meine mangelhaften 
Kenntnisse im Bereich der Elektrotechnik zu entschuldigen.

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