Guten Abend, ich arbeite aktuell an einem kleinen Leistungsprüfstand für kleine DC-Motoren (Einsatz Modellbau). Hierfür möchte ich u.a. die Drehzahl messen. Ich frage mich wie ich an die maximale Auflösung / Taktfrequenz für diesen Messprozess kommen kann: --> sprich: a) Mit welcher Taktfrequenz kann der Arduino Inputs (bspw. über Interrupt) wahrnehmen? (Arduino UNO Rev3) b) Mit welcher Taktfrequenz können die Sensoren auflösen? Folgende stehen in Betrachtung: b1) Hall-Effekt Sensor https://www.amazon.de/gp/product/B07CNDHTJP/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o08_s00?ie=UTF8&th=1 b2) IR-Sensor 1 https://www.amazon.de/gp/product/B0817FM4BJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 b3) IR-Sensor 2 https://www.amazon.de/gp/product/B07Q81NTBX/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o05_s00?ie=UTF8&psc=1 Da die DC-Motoren im Leerlauf Umdrehungen von bis zu 40.000 1/min (=666 U/s) haben müssten bei 1 Sekunde ja 666 Events wahrgenommen / gemessen werden. Gerade bei IR-Sensor nach b2 mit 20 Durchgängen je Umdrehung wären es somit am DC Motor 20*666=13200 Events/s bzw. Hz. Was wäre Eure Tips, um an diese Informationen zu kommen? Beste Grüße, Patrick
Gast
#6872109
Patrick F. schrieb: > Mit welcher Taktfrequenz kann der Arduino Inputs (bspw. über > Interrupt) wahrnehmen? Ich meine es war die Hälfte des Systemtaktes, also typischerweise 8 Mhz. Was die anderen Bauteile angeht: Schau in deren Datenblätter oder frage die Händler. Es kann nicht richtig sein, dass wir hier mangelhafte Doku und Support ausgleichen, während der Händler den Lohn dafür einstreicht.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich meine es war die Hälfte des Systemtaktes, also typischerweise 8 Mhz. Das wird im Realen System niemals klappen. Patrick F. schrieb: > Was wäre Eure Tips, um an diese Informationen zu kommen? Bei den ganzen China Krachern hilft meistens nur ausprobieren. Du solltest sowas aber eher mit einem Timer als mit einem Interrupt messen.
Gast
#6872116
Kevin M. schrieb: > Das wird im Realen System niemals klappen. > Du solltest sowas aber eher mit einem Timer als mit einem Interrupt > messen. Ich meinte natürlich die Timer mit den 8 Mhz.
Gast
#6872131
> Was wäre Eure Tips, um an diese Informationen zu kommen?
Einfach machen, dein Controller kann das.
Olaf
Patrick F. schrieb: > müssten bei 1 Sekunde ja 666 Events wahrgenommen / gemessen > werden Da sind zwischen jedem Impuls 1,5ms, in denen der AVR typisch so 10.000 bis 12.000 Instruktionen abarbeiten kann, wenn er mit 8 Mhz läuft. Du siehst, das ist kein Problem.
Danke schonmal für die schnellen und zahlreichen Antworten. Das beruhigt mich erstmal und werde in nächster Instanz mal mit AZ-Delivery sprechen. Möglicherweise haben die ja für Ihre Produkte noch weitere Informationen auf Nachfrage. Beste Grüße, patrick
Gast
#6872477
Patrick F. schrieb: > ich arbeite aktuell an einem kleinen Leistungsprüfstand für kleine > DC-Motoren (Einsatz Modellbau). > Hierfür möchte ich u.a. die Drehzahl messen. Überleg Dir, wie genau Du die Drehzahl auflösen willst, und wie schnell die Anzeige auf eine Änderung reagieren soll. Dein Beispiel: 40.000 1/min = 666 Hz, Anzeige-Aktualisierung 1x pro sec = 1Hz. Der systematische Messfehler beträgt dann 1Hz/666Hz = 0.15%. Bei einer schnellen Anzeige 5x pro sec = 5Hz beläuft sich der syst. Fehler auf 5Hz/666Hz = 0.75%. Beachte, eine Anzeige lässt sich bei unruhigen Messwerten (instabile Drehzahl) sehr schlecht ablesen, wenn diese zu schnell aktualisiert wird. Bei Autos haben sich induktive Sensoren durchgesetzt, siehe ABS oder Kurbenwellensensor. Dazu brauchts eine mitdrehende Lochscheibe (Eisen), die sich vor einem magnetischen Kern mit darüber gewickelter Spule bewegt.
Gast
#6872478
Nachtrag, obwohls eigentlich klar sein müsste: Eine 20er-Lochscheibe erhöht die Frequenz von 666Hz auf 13320Hz. Der syst. Messfehler bei einer Anzeige mit 1x pro sec = 1Hz beträgt dann 1Hz/13320Hz = 0.0075%
Gast
#6872484
jo schrieb: > Bei Autos haben sich induktive Sensoren durchgesetzt, siehe ABS oder > Kurbenwellensensor. Und sind in den darauffolgenden Jahrzehnten durch Hallsensoren ersetzt worden. Irgendwie, vergleichbar mit Muhammad Ali, der hatte sich auch irgendwann mal durchgesetzt.
Gast
#6872493
EAF schrieb: > jo schrieb: >> Bei Autos haben sich induktive Sensoren durchgesetzt, siehe ABS oder >> Kurbenwellensensor. > Und sind in den darauffolgenden Jahrzehnten durch Hallsensoren ersetzt > worden. > Irgendwie, vergleichbar mit Muhammad Ali, der hatte sich auch irgendwann > mal durchgesetzt. Richtig! Die Wikipedia schreibt zum Thema Antiblockiersystem: "An jedem Rad sitzt eine Loch- oder Zahnscheibe, die von einem Induktions- oder bei neueren Fahrzeugen einem Hallgeber abgetastet wird." Speziell im Fahrzeugbereich (aber nicht nur da) setzt sich durch, was sich billiger produzieren lässt. Wobei, induktive ABS-Sensoren sind mir schon 3 Stück gestorben, ABS-Hallsensoren noch kein einziger. Liegt vermutlich aber auch daran, dass ich keine 'neueren Fahrzeuge' besitze - oder gleich solche ohne ABS.
13200 Messungen pro Sekunde... wow, jetzt bekomme ich schon nasse Hosen. Das ist ja wahnsinning.... wow. Und weshalb braucht man so maximal viele Messungen ? Was soll denn gemessen werden. Allenfalls kann man ja eine Sekunde lang messen, und die Umdrehungen zaehlen. Oder wenns genauer sein soll, 10 sekunden lang. Der Hallsensor soll was genau messen ? Die Ventilbewegungen ? Die IR Sensoren solle was genau messen ? Die Kolbenbewegungen ? Die Temperatur ? Die Auspufftemperatur ? Die Kabeltemperatur ? Egal, alles nicht so wichtig. Hauptsache schnell messen ... kann man auch machen.
Gast
#6872513
Pandur S. schrieb: > 13200 Messungen pro Sekunde... wow, jetzt bekomme ich schon nasse Hosen. Musst Du Mutti sagen - damit sie Pampers wechselt. Kannst du denn schon lesen? Nicht? Aber zumindest stänkern kannst du schon: Ich wüsste nicht, dass hier wer von 13200 Messungen pro Sekunde gesprochem hat.
Gast
#6872560
Zu einem Motorprüfstand gehört aber noch eine einstellbare Bremse UND die Drehmomentmessung! Wie willst du die machen? Es gibt berührungslose Drehmomentsensoren mit Winkel (360 Impulse)- oder Drehzahlmessung (60 Impulse). Die sind dir aber wahrscheinlich zu teuer... Oder hast du vor, das Drehmoment nur über die Strohmaufnahme abzuschätzen?
Gast
#6872643
jo schrieb: > Wobei, induktive ABS-Sensoren sind mir > schon 3 Stück gestorben Was kann da kaputt gehen, was bei einem Hall Sensor robuster wäre?
Gast
#6872688
Stefan ⛄ F. schrieb: > jo schrieb: >> Wobei, induktive ABS-Sensoren sind mir >> schon 3 Stück gestorben > > Was kann da kaputt gehen, was bei einem Hall Sensor robuster wäre? Ich denke nicht, dass Hallsensoren robuster sind. Die sind inzwischen nur billiger in der Herstellung. Schaust Dir mal die Einbausituation von ABS-Sensoren an, dann willst da eigentlich überhaupt keine Elektronik - egal welcher Art - haben. https://s3.eu-central-1.amazonaws.com/cache.api.mobilox.nl/woocommerce/ob_uploads/2019/11/f306d082a0282abb30d6efa69411456d297f059b.jpeg Über den Ausfallmechanismus kann ich nur Vermutungen anstellen; meinen defekten ABS-Sensoren (VAG) waren nicht zerstörungsfrei auszubauen. https://productimages.biltema.com/v1/Image/product/xlarge/2000025707/2 Vorne an den Sensoren (Richtung Lochscheibe) schaute blankes, ziemlich sprödes Metall (der Magnet) raus, Rest war mit Kunststoff umspritzt. Ich denke mal, dass dieser mit der Zeit spröde wird und dann Wasser eindringen kann. Vielleicht tut auch der Druck durch Passsitz und Rost seinen Teil dazu. Die Sensoren sind eingebaut gut zu testen. Dazu reicht ein akkustischer Durchgangspiepser. Drehst am Rad, hört man das am Piepser als Modulation. Für sowas (Auto, Moped) kann ich Testofon empfehlen.
Angehängte Dateien:
-
0418.jpg
(150 KB)
jo schrieb: > Ich denke nicht, dass Hallsensoren robuster sind. Die sind inzwischen > nur billiger in der Herstellung. Hallsensoren sind deutlich kleiner als induktive. Somit leichter unterzubringen. Auch liefern Hallsensoren zusätzliche Informationen wie Drehrichtung und Stärke des Magnetfeldes. jo schrieb: > Vorne an den Sensoren (Richtung Lochscheibe) schaute blankes, ziemlich > sprödes Metall (der Magnet) raus, Rest war mit Kunststoff umspritzt. Ich > denke mal, dass dieser mit der Zeit spröde wird und dann Wasser > eindringen kann. So auch meine Erfahrung: Wasser dringt über den freiliegenden Spulenkern ein und oxidiert die Kupferwicklung.
jo schrieb: > Dein Beispiel: 40.000 1/min = 666 Hz, Anzeige-Aktualisierung 1x pro sec > = 1Hz. Der systematische Messfehler beträgt dann 1Hz/666Hz = 0.15%. > > Bei einer schnellen Anzeige 5x pro sec = 5Hz beläuft sich der syst. > Fehler auf 5Hz/666Hz = 0.75%. Ähhm. Nein. Nur wenn man die dümmstmögliche Auswertemethode wählt und die Impulse in einem Anzeige-Zeitfenster direkt zählt. Damit kann man aber bei 1s Update-Rate schon unterhalb 60rpm nichts mehr messen. Entsprechend 300rpm bei 5x pro Sekunde. Man mißt also vorzugsweise ratiometrisch. Für diese Anwendung sind mehr als 4 Stellen Genauigkeit ohnehin nutzlos. Man kann schon mit 1MHz Referenzfrequenz nach jeder Umdrehung die Drehzahl auf 4 Stellen genau ausgeben.
Gast
#6872854
Axel S. schrieb: > Man kann schon mit 1MHz Referenzfrequenz nach jeder Umdrehung die > Drehzahl auf 4 Stellen genau ausgeben. Dafür muss der Jitter bei der Flankendetektion vom Sensor unter 0.04° sein.
Wolfgang schrieb: > Axel S. schrieb: >> Man kann schon mit 1MHz Referenzfrequenz nach jeder Umdrehung die >> Drehzahl auf 4 Stellen genau ausgeben. > > Dafür muss der Jitter bei der Flankendetektion vom Sensor unter 0.04° > sein. Ja. Wenn man 4 Stellen will, muß das jedes Glied der Kette vom Sensor an beherrschen. Binsenweisheit. Andererseits wird man ja die Anzeige sicherlich nicht jede Millisekunde refreshen lassen wollen (bei 60.000rpm = 1000Hz = 1/1ms). Sondern eben soviele Impulse zählen, wie in ein Update-Intervall passen und dann 60 × (Pulszahl ÷ benötigte Zeit) rechnen. Ist nicht direkt Raketentechnik. Bei mino findet man das auch fertig auf der Website, falls man damit überfordert ist und spicken will.
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