Hallo zusammen, erstmal würde ich gerne ein Lob an alle Teilnehmer der Community und an die Betreiber der Seite loswerden. Über die Jahre hinweg konnte ich hier immer was brauchbares lesen oder auch mal eine Frage stellen. Die Antworten waren stets von hoher Güte. Diesmal geht es um einen kleinen Motor (Schrittmotor grösse ca. 1 x 0.5 cm) dessen Anzahl an Drehungen mit einem Sensor bestimmt werden sollen. Die grosse Herausforderung ist, dass das System so gut wie garnicht durch die Messung beeinflusst werden darf. An dem Gerät selbst darf überhaupt nichts verändert werden. Daher fallen Hall Sensoren oder magnetische Sensoren raus und die meiner Meinung nach einzige Methode dürfte ein optischer Sensor sein. Bisher habe ich dazu folgende Gedanken. Ich bekomme am Ende der Motorwelle eine ca. 0.6 cm Durchmesser grosse Scheibe angebracht. Dazu reicht der Platz in dem sehr kleinen Gerät gerade aus. Wäre die Scheibe leicht genug könnte auch der Einfluss auf den Motor vernachlässigt werden. Die Frage ist nun, kann eine solche kleine Scheibe zuverlässig ausgelesen werden und welche Art von optischen Sensor sollte hier verwendet werden?
Thorben Torf schrieb: > Die Antworten waren stets von hoher Güte. Dann hast du wohl nicht viel gelesen. Thorben Torf schrieb: > so gut wie garnicht In Zahlen ist das wie viel?
Dann würde ich mich in die Ansteuerung des Schrittmotors einklinken und Impulse zählen
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Beitrag #7168357 wurde von einem Moderator gelöscht.
Thorben Torf schrieb: > Die grosse Herausforderung ist, dass das System so gut wie > garnicht durch die Messung beeinflusst werden darf. > An dem Gerät selbst darf überhaupt nichts verändert werden. > Daher fallen Hall Sensoren oder magnetische Sensoren raus Warum sollten solche Sensoren Dein System beeinflussen?
Thorben Torf schrieb: > Wäre die Scheibe > leicht genug könnte auch der Einfluss auf den Motor vernachlässigt > werden. Wenn du befürchtest das so ein hauchdünnes Alu-Scheibschen schon zu Schrittverlusten führt, was willst du damit überhaupt noch antreiben? Schau dir einfach mal wie das die bei den käuflichen Lösungen so gemacht wird: - https://www.digikey.at/de/articles/weighing-the-advantages-and-tradeoffs-of-encoder-technologies - https://www.waycon.de/produkte/encoder-winkelgeber/messprinzip-encoder-drehgeber/ - https://de.wikipedia.org/wiki/Inkrementalgeber - https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtschranke - https://www.google.de/search?q=drehgeber+funktionsweise&tbm=isch - https://docplayer.org/1107525-Inkrementale-und-absolute-kodierung-von-positionssignalen-diffraktiver-optischer-drehgeber.html - usw... Dein größtes Problem wird wohl eher werden, dass du dafür überhaupt nicht genug Platz hast:-)
Thorben Torf schrieb: > dessen Anzahl an Drehungen mit einem Sensor bestimmt werden > sollen. Nur ganze Umdrehungen oder höher aufgelöst? Welche Drehzahl? > Ich bekomme am Ende der > Motorwelle eine ca. 0.6 cm Durchmesser grosse Scheibe angebracht. Geht: https://everlighteurope.com/optical-switch/253/ITR8307L24TR8.html Einfach den halben Umfang der Scheibe schwarz anmalen, Rest in Alufolie.
Schau dir doch einfach mal das Drehrad in deiner Maus an. Da passiert das gleiche.
Danke erstmal für die Antworten. Prinzipiell wäre das Auslesen des Ansteuersignals des Schrittmotors möglich würde aber nicht sicher die Anzahl an Drehungen des Motors beschreiben können. So z.B. durch Kräfte die von aussen auf den Motor wirken. Durch diese kann es auch z.B. zu Rückwärtsdrehungen der Welle kommen. Der Sensor muss also rechts und links Drehungen der Welle sicher erkennen können. Ich wollte eigentlich die Lösung recht offen lassen um zu Ideen zu kommen die mir bisher nicht kamen, aber ich denke inzwischen die Scheibe ist wohl die brauchbarste Lösung. Auflösung einer 1/8 Drehung sollte ausreichen. Es wird kein Gitter möglich werden aufgrund des Platzproblems. Daher müssen die von der Scheibe reflektierten Photonen an einem optischen Sensor gemessen werden. Ich dachte daher an unterschiedlich stark reflektierende Abschnitte der Scheibe. Jemand Erfahrung mit etwas derartigem? VG
Thorben Torf schrieb: > Der Sensor muss also rechts und links Drehungen der Welle > sicher erkennen können. Könnte mit nur einem (optischen) Sensor, der nur zwei Zustände unterscheiden kann, schwierig werden; vor allem wenn Du auch noch die Zahl der Umdrehungen bestimmen willst und die Geschwindigkeit auch noch variabel ist.
Thorben Torf schrieb: > Ich dachte daher an unterschiedlich stark reflektierende > Abschnitte der Scheibe. Du mußt zumindest drei verschieden stark reflektierende Abschnitte unterscheiden können, damit hat jeder aktuelle Abschnitt zwei verschiedene Nachbarn; daran kannst Du die Drehrichtung erkennen. Wenn Du auch einer Auflösung von neuntel-Umdrehungen leben kannst, dann kommst Du mit 9 Abschnitten hin; wenns achtel-Umdrehungen sein müssen, dann brauchst Du 24 Abschnitte und kannst jedesmal beim Erreichen desselben Zustands um ein achtel weiterzählen.
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Früher mal sowas gebaut, aber nicht in ein Gerät mit nur 5mm Durchmesser :-) Einfachster Encoder: Folie mit Laserdrucker bedrucken, ausstanzen. LED drunter und 2 Fototransistoren drüber.
mIstA schrieb: > Du mußt zumindest drei verschieden stark reflektierende Abschnitte > unterscheiden können, damit hat jeder aktuelle Abschnitt zwei > verschiedene Nachbarn; daran kannst Du die Drehrichtung erkennen. Inkrementalgeber (2 Bit Gray-Code) wurden schon erfunden. Die kommen mit zwei Helligkeitspegeln aus. Thorben Torf schrieb: > Ich wollte eigentlich die Lösung recht offen lassen um zu Ideen zu > kommen die mir bisher nicht kamen, aber ich denke inzwischen die Scheibe > ist wohl die brauchbarste Lösung. Das kannst nur du beurteilen. Hier kennt keiner deine geometrischen Verhältnisse.
Ich habe folgene Idee: Du nimmst statt der der Scheibe ein Prisma. Also ein n-Eck mit verspiegelten Kanten. Dann nimmst Du eine kleine Laserdiode und richtest die auf die Kante des Prismas. Das Prisma wird den Laserstrahl reflektieren, wenn es sich dreht. Da, wo der Strahl hin reflektiert wird, bringst Du Fotodioden oder -Transistoren an (mindestens zwei). Durch die Auswertung, welche Fotodiode zuerst ausgelöst wird, erkennst Du die Drehrichtung. Keine Ahnung, ob das bei Dir so machbar ist. fchk
Frank K. schrieb: > Durch die Auswertung, welche Fotodiode zuerst ausgelöst wird, erkennst > Du die Drehrichtung. Die Drehrichtungserkennung setzt voraus, dass sich die von den beiden Photodioden erfassten Signale überlappen. Bei einer Laserdiode als Lichtquelle bräuchte man zusätzlich eine passende Strahlaufweitung.
Nimm eine Scheibe ud papp hinten einen Stern mit abwechselnd hellen und dunklen Segmenten auf. Dann 2 Reflexlichtschranken z.B https://www.reichelt.de/de/de/reflexlichtschr-3-0mm-pcb-mt-eli-tr9904-p114342.html?r=1 Anhand der Position der beiden lässt sich dann die Drehrichtung erkennen. Es sollte zwar auch mit Hallsensoren gehen, aber woher will man einen so winzigen radial gepolten Magneten nehmen. Falls die Lichtschranken zu gross sind, bleibt wohl nur die Möglichkeit das mit ganz winzigen SMD Fotodioden zu machen, schon mal viel Spass beim richtigen auflöten.
Uli S. schrieb: > 2 Reflexlichtschranken > Anhand der Position der beiden lässt sich dann die Drehrichtung > erkennen. Aber nur, wenn sie einen genau eingestellten Abstand von N + 1/2N haben
Thorben Torf schrieb: > An dem Gerät selbst darf ÜBERHAUPT NICHTS verändert werden. > > Bisher habe ich dazu folgende Gedanken. Ich bekomme am Ende der > Motorwelle eine ca. 0.6 cm Durchmesser grosse Scheibe angebracht. Dazu > reicht der Platz IN DEM sehr kleinen Gerät gerade aus. Erkennst du den Widerspruch?
Harald W. schrieb: > Aber nur, wenn sie einen genau eingestellten Abstand > von N + 1/2N haben Da muss überhaupt nichts genau eingestellt sein. Wichtig ist einzig, dass die Hell-Dunkel Übergänge bei den beiden Sensoren in der richtigen Reihenfolge kommen und man bei der Auswertung keinen der Zustände verpasst.
Naja, wenn das System überhaupt gar nicht beeinflusst werden darf, dann fällt doch die optische Variante mit Rad raus. Das Motörchen hat ja nur 1 x 0,5 cm(!). Was sagt das Datenblatt zur Massenträgheit des Rotors? -Die wird mini sein. Das Rad wird zwar auch mini sein, aber ich denke du wirst das nie so klein und leicht hinbekommen, dass das bei der Motorgrösse nicht in der Dynamik bemerkbar ist. Da fände ich die Anzapfung der Steuersignale schon besser. Vll. kann man sogar erkennen, ob es einen Schrittverlust gibt?! Oder eine andere Idee...wenn du an der Antriebswelle irgendwo Platz hast, für eine kleine, polierte Fläche, die muss gar nicht gross sein. Vll. ist da schon was passendes vorhanden. Dann könnte man die Welle radial mit einem Laser anstrahlen, der Strahl wird dann durch den "Spiegel" abgelenkt. Jetzt bräuchte man nur noch einen Empfänger, der die Geschwindigkeit des Laserstrahls messen kann. Vll. irgendwas in der Art eines optischen Flow Sensors. Vll. kann man die Geschwindigkeit ja auch nur mit einem optischen Flow Sensor irgendwie messen?!
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Also sowas in der Art, vll. könntest Du direkt einen 6-Kant auf die Welle polieren. https://www.druckerchannel.de/cache_bilder/std/fs_bild_1711_0_le2729.jpg
"Eine weitere Möglichkeit besteht in der Messung des Gegenmagnetmoments des Motors. Bei einem Schrittverlust entstehen bestimmte Oberwellen, insbesondere die dritte Harmonische ist sichtbar. Damit ist es möglich, bereits einen drohenden Verlust im Vorhinein zu erkennen und gegenzusteuern, denn besser, als die Erkennung des erfolgten Verlustes ist dessen Vermeidung." https://www.mikrocontroller.net/articles/Schrittmotoren#Schrittverlust
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