Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Simulation Inkrementalgeber


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von No (freund_007)


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Hallo,

ich hoffe hier kann mir jemand helfen.
Ich möchte verschiedene Gebersysteme wie Inkremental, Absolutwertgeber 
und ähnliches elektrisch (Platine) aufbauen.
Mir geht es erstmal darum ob dies möglich ist und wie?
Mir ist klar, dass hierfür wahrscheinlich  Microcontroller zur 
Simulation verwendet werden können. Wie müsste ein Rohkonzept hierbei 
aussehen? Die Anbindung an die Geräte soll erstmal nicht betrachtet 
werden.

von Falk B. (falk)


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No schrieb:
> ich hoffe hier kann mir jemand helfen.
> Ich möchte verschiedene Gebersysteme wie Inkremental, Absolutwertgeber
> und ähnliches elektrisch (Platine) aufbauen.
> Mir geht es erstmal darum ob dies möglich ist und wie?

Sicher geht da. Man muss die Ausgangssignal der verschieden Geber 
erzeugen. Beim digitalen Drehgeber sind es einfach phasenverschobene 
Digitalsignale, meist mit Open Collector, das kann jeder Transistor. 
Ansteuerung mit einem beliebigen Mikrocontroller. SIN/COS geben 
phasenverschobene Sinussignale aus, die kann man mittels DAC oder gleich 
DDS-IC generieren. Chef ist immer, wie sollte es anders sein, ein 
Mikrocontroller deiner Wahl.

> Mir ist klar, dass hierfür wahrscheinlich  Microcontroller zur
> Simulation verwendet werden können.

Es ist eher eine Emulation.

von No (freund_007)


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Falk B. schrieb:
> Sicher geht da. Man muss die Ausgangssignal der verschieden Geber
> erzeugen. Beim digitalen Drehgeber sind es einfach phasenverschobene
> Digitalsignale, meist mit Open Collector, das kann jeder Transistor.
> Ansteuerung mit einem beliebigen Mikrocontroller. SIN/COS geben
> phasenverschobene Sinussignale aus, die kann man mittels DAC oder gleich
> DDS-IC generieren. Chef ist immer, wie sollte es anders sein, ein

Danke, das hilft mir schon weiter.

Wie kann ich dabei unterschiedliche Arten emulieren? Der digitale 
Drehgeber ist jetzt verständlich, heißt Absolut- und Inkrementalgeber 
würde ich so hinbekommen. Wie siehts aus mit analogen Gebersystemen?

von Bernd G. (Gast)


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Mal eine ganz dusselige Frage - wofür willst du das einsetzen?
Erstes Beispiel wäre der Inkrementalgeber. Der kann unterschiedlich 
schnell laufen. Vorwärts oder rückwärts. Er kann auch stundenlang 
stillstehen.
Was davon willst du implementieren?
Zweites Beispiel: Absolutwertgeber SSI. Wieviel Bit soll er machen? Eine 
wählbare Auflösung zwischen 13 und 25 Bit oder nur einen fixen Wert? Wie 
willst du den Messwert eingeben? Tastatur oder Dipschalter?
Drittens: Sincos-Geber. Nicht ganz trivial. Fragen wie bei erstens. 
Außer dem Sinus- und Cosinussignal brauchst du für die komplette 
Emulation noch das Minussinus- und das Minuscosinussignal.

Für meine Testumgebungen setze ich für 1. einen CPLD ein, der mit einer 
festen Frequenz angesteuert wird. Den SSI-Geber emuliere ich der 
Einfachheit halber mit einem SSI-Geber. Ein kleiner FPGA als 
programmierbares Schieberegister gänge natürlich auch. Den sincos-Geber 
mit einem zweikanaligen Funktionsgenerator. Die dazu invertierten 
Signale werden mit einem nachgeschalteten Differenzverstärker erzeugt.

Man kann die Nachbildungen beliebig komplex machen, deshalb frage ich 
nach dem Einsatz.

von No (freund_007)


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Bernd G. schrieb:
> Man kann die Nachbildungen beliebig komplex machen, deshalb frage ich
> nach dem Einsatz.

Tendenziell geht es darum, vorhandene Geber aus einem Schaltschrank 
abzulösen, um standardisierte Aufbauten zu realisieren. Diese sind in 
einer Testumgebung, für spezielle Geräte eingebaut und sollen hinterher 
den selben Nutzen haben.

von Bernd G. (Gast)


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No schrieb:
> Tendenziell geht es darum, vorhandene Geber aus einem Schaltschrank
> abzulösen, um standardisierte Aufbauten zu realisieren. Diese sind in
> einer Testumgebung, für spezielle Geräte eingebaut und sollen hinterher
> den selben Nutzen haben.

Das könnte ein Politiker gesagt haben. Null Information.

von Mi N. (msx)


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No schrieb:
> Mir geht es erstmal darum ob dies möglich ist und wie?
> Mir ist klar, dass hierfür wahrscheinlich  Microcontroller zur
> Simulation verwendet werden können.

Es ist möglich und wie vermutet, ist ein µC gut dafür geeignet.

Für digitale Ausgangssignale ist es recht einfach, da man hier die 
Signale eines Schrittmotortreibers im Vollschrittbetrieb nehmen kann. 
Stichwort: Quadraturencoder.
Ein Beispiel, was ich auch für eigene Tests verwende: 
http://mino-elektronik.de/Generator/takte_impulse.htm#bsp5a

Für sinusförmige Signale braucht man 2 x DAC-Ausgänge hinreichender 
Auflösung und Genauigkeit. Die Einzelwerte der Sinuskurve holt man aus 
einer Tabelle, die für die Phasen A und B um 90° versetzt ausgelesen 
wird.
Spannungssignale gibt man direkt auf 1 Vss skaliert aus; Stromsignale 
mit 11 µA einfach über Serienwiderstände.

Bei Absolutwertgebern muß man das dazugehörige Protokoll nachbilden, 
wobei man - ganz pauschal - zuvor wissen sollte, was und wie man es 
braucht.

Bernd G. schrieb:
> Mal eine ganz dusselige Frage - wofür willst du das einsetzen?

Ich habe es verwendet, um Grenzfrequenzen zu testen. Wenn es zum 
Beispiel um Sinus-Weggeber mit 12 - 25 mm geht, ist es schwierig, aus 
diesen ein Dauersignal zu bekommen. Teilweise kann man dafür auch 
2-kanalige Funktionsgeneratoren verwenden.

von No (freund_007)


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> Für digitale Ausgangssignale ist es recht einfach, da man hier die
> Signale eines Schrittmotortreibers im Vollschrittbetrieb nehmen kann.
> Stichwort: Quadraturencoder.
> Ein Beispiel, was ich auch für eigene Tests verwende:
> http://mino-elektronik.de/Generator/takte_impulse.htm#bsp5a
> Für sinusförmige Signale braucht man 2 x DAC-Ausgänge hinreichender
> Auflösung und Genauigkeit. Die Einzelwerte der Sinuskurve holt man aus
> einer Tabelle, die für die Phasen A und B um 90° versetzt ausgelesen
> wird....
Danke, das klingt alles sehr verständlich und damit kann ich schon 
einmal mehr anfangen. Nur frage ich mich wie ich das aus dem Stehgreif 
wissen kann, bzw. gibt es bestimmte Seiten/ Bücher die du dir dafür 
angeschaut hast (Stichwort: Inspirationen holen)? Ich frage deshalb, 
weil ich nicht viel zu dem Thema finde.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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No schrieb:
> Nur frage ich mich wie ich das aus dem Stehgreif wissen kann

Aargh! Diese Schmerzen. Lies: https://de.wikipedia.org/wiki/Stegreif

> gibt es bestimmte Seiten/ Bücher die du dir dafür
> angeschaut hast (Stichwort: Inspirationen holen)? Ich frage deshalb,
> weil ich nicht viel zu dem Thema finde.

Natürlich gibt es wenig bis keine Bücher dazu, wie man bestimmte 
Eingabegeräte simuliert. Braucht es auch nicht. Denn es gibt ja jede 
Menge Literatur, die die Signale und Signalformen der echten 
Eingabegeräte beschreibt und Anleitung gibt, wie man sie auswertet. 
Und wenn man das verstanden hat, dann kann man es auch nachbilden.

von Mi N. (msx)


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Axel S. schrieb:
> Aargh! Diese Schmerzen.

Wenn sich ein Ladendieb bückt, fällt das eher auf, als wenn er auf die 
Bückware verzichtet und die Markenartikel im Stehen greift und 
"einrucksackt" ;-)

Axel S. schrieb:
> Denn es gibt ja jede
> Menge Literatur, die die Signale und Signalformen der echten
> Eingabegeräte beschreibt und Anleitung gibt, wie man sie auswertet.

Dann nenn mal Literatur zum Auswerten von Sinussignalen. Als ich mit dem 
Zeug angefangen habe, gab es zumindest nichts dazu.
Wenn Du hier im Forum danach fragst, kommen Antworten wie: kauf dies, 
kauf das, aber nicht wie man es geschickt selber macht.

Was man sich online ansehen kann, sind beispielsweise Kataloge von 
Heidenhain oder ähnlichen Anbietern, die die Datenausgänge detailiert 
beschreiben (müssen).

von Falk B. (falk)


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No schrieb:
> Nur frage ich mich wie ich das aus dem Stehgreif
> wissen kann, bzw. gibt es bestimmte Seiten/ Bücher die du dir dafür
> angeschaut hast (Stichwort: Inspirationen holen)?

Wissen und Erfahrung.

> Ich frage deshalb,
> weil ich nicht viel zu dem Thema finde.

Das stimmt sicher nicht. Die Signalformen deiner Drehgeber sind in jedem 
Datenblatt beschrieben. Digitalsignale aller Art kann ein 
Mikrokontroller erzeugen. Analogsignal erzeugt man mit einem DA-Wandler, 
welcher meist von einem Mikrocontroller gesteuert wird.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mi N. schrieb:
> Dann nenn mal Literatur zum Auswerten von Sinussignalen. Als ich mit dem
> Zeug angefangen habe, gab es zumindest nichts dazu.

LMGTFY ... https://www.google.com/search?&q=sin+cos+Auswertung

Das findet ca. 274.000 Treffer. Da ist nichts für dich dabei? Dann 
versuchen wir es nochmal, dieses Mal auf Englisch:

https://www.google.com/search?&q=sin+cos+resolver

Huch. Bloß 14.000.000 Treffer. Stimmt. Da ist sicher nichts dabei.

von Rainer W. (rawi)


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No schrieb:
> Mir ist klar, dass hierfür wahrscheinlich  Microcontroller zur
> Simulation verwendet werden können.

Für eine Simulation wäre ein solider PC auf Grund der besseren 
Möglichkeiten zur Darstellung der Simulationsergebnisse sicher besser 
geeignet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Simulation

Wenn du existierende Hardware ansteuern willst, ist dir mit einem 
Emulator wahrscheinlich besser gedient ;-)
https://de.wikipedia.org/wiki/Emulator

: Bearbeitet durch User
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