Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hall-Sensor Signal Simulieren


von Michael (michael_w291)


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Hallo zusammen,

ich bin selber nur normaler Elektriker und hatte mit Elektronik noch 
nicht viel zu tun, vergebt mir also bitte die Frage bzw. seht mir nach 
wenn ich etwas nicht gleich verstehe :)


zu meiner Frage:
Ich habe ein Motorsteuergerät das einen Motor ansteuert, dieses bekommt 
vom Motor eine Drehzahlrückgabe über einen Hall Sensor. Die Umdrehungen 
liegen zwischen 0  bis 2400 RPM.
Nun soll ich für Schulungszwecke diesen Hall Sensor simulieren. Wird der 
Motor angesteuert ohne das eine Drehzahlrückgabe kommt wird nämlich vom 
Steuergerät eine Störung ausgegeben.

Wenn ich nun richtig überlegt habe ergeben 2400 rpm umgerechnet 50hz. 
Also bräuchte ich eine Möglichkeit 0 bis 50hz zu simulieren, wenn 
möglich mit einem Potentiometer und relativ billig.
Hat jemand eine Idee wie ich das anstellen kann?

von Roland E. (roland0815)


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40Hz...

Am Simpelsten wäre es, mit dem Motorsteuergerät tatsächlich einen 
kleinen Elektromotor anzusteuern, der tatsächlich den/einen kompatiblen 
Hallsensor mittels Tonrades auslöst.

Für einen Demonstrator ist das sogar verständlicher, als irgend eine 
kleine "Blackbox".

von Michael (michael_w291)


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Sorry, natürlich 40 hz :)

Naja es sollte nicht wirklich für Demonstrationszwecke sein sondern rein 
für Schulungen und Test der Software am Gerät, das heißt es sollte 
möglichst kompakt sein. Für alle anderen Sensoren am Gerät habe ich eine 
Lösung mittels Potentiometer gefunden, da war die Lösung einfacher 
(entweder 0-5V Signal oder NTC) nur der Hall Sensor bereitet mir 
Schwierigkeiten.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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soetwas kannst du mit einem NE555 aufbauen oder dir in China fertig 
bestellen. Am besten mit 5V betreiben dann hast du gleich die richtige 
Ausgangsspannung.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0206115.htm
https://de.aliexpress.com/item/1005006417096978.html

von Roland E. (roland0815)


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Rein elektronische Lösungen haben den Pferdefuß, dass sie die 
mechanische Trägheit solcher Systeme nur aufwendig nachbilden können.

Gerade für die Schulungen und ers recht Tests (Verifikation) sollte der 
Nachbau sich nahezu wie das Original verhalten. Originale Sensoren 
natürlich bevorzugt.

Für rotierende Systeme, wie einen Motor, bietet sich dann genau ein 
solches an. Das Tonrad darf dann auch schwerer sein, damit die 
Sprungantwort auch passt.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Ich habe ein Motorsteuergerät das einen Motor ansteuert
Was für ein "Steuergerät" steuert da was für einen Motor?

Michael schrieb:
> Wird der Motor angesteuert ohne das eine Drehzahlrückgabe kommt
> wird nämlich vom Steuergerät eine Störung ausgegeben.
Muss die zurückgegebe Drehzahl zur erwarteten Drehzahl passen, damit 
kein Fehler gemeldet wird?

: Bearbeitet durch Moderator
von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas schrieb:
> soetwas kannst du mit einem NE555 aufbauen

Dann bleibt noch die Frage, wie die Schnittstelle des Motorsteuergerätes 
elektrisch ist: Kann man einen NE555 einfach so anschließen und welche 
Spannung darf/muss es sein?

Michael schrieb:
> diesen Hall Sensor

Kennst du den Typ und die Schaltung? Dann braucht man das Verhalten 
"einfach" nur nachbilden.

von Mi N. (msx)


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Michael schrieb:
> Also bräuchte ich eine Möglichkeit 0 bis 50hz zu simulieren, wenn
> möglich mit einem Potentiometer und relativ billig.
> Hat jemand eine Idee wie ich das anstellen kann?

Ich könnte Dir einen µC programmieren, daß er von 0 - 50 Hz liefert:
http://mino-elektronik.de/Generator/takte_impulse.htm#bsp5 ff.

Ein NE555 hat nicht so einen weiten Einstellbereich. Zudem sollte das 
Tastverhältnis (1/10?, 1/30?, 1/50?) konstant bleiben, wie es real auch 
ist. Das geht mit einem µC recht einfach.

von Cyblord -. (cyblord)


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Michael schrieb:
> Also bräuchte ich eine Möglichkeit 0 bis 50hz zu simulieren, wenn
> möglich mit einem Potentiometer und relativ billig.
> Hat jemand eine Idee wie ich das anstellen kann?

Wieso muss das für eine Schulung als Einzelstück nur irre billig sein? 
Warum nicht einfach einen fertigen Signalgenerator nehmen? Baust du dir 
als Elektriker auch immer deinen RCD aus Einzelteilen selber zusammen 
damit es billig wird?

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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Einfach und billig, aber ohne Poti:

https://de.aliexpress.com/item/1005006304206303.html

von Rainer W. (rawi)


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Michael schrieb:
> Ich habe ein Motorsteuergerät das einen Motor ansteuert, dieses bekommt
> vom Motor eine Drehzahlrückgabe über einen Hall Sensor.

Hall Sensoren liefern keine Drehzahl, sondern Impulse bei bestimmten 
Wellenwinkeln. Um daraus eine Drehzahl zu bestimmen, ist es erforderlich 
die Frequenz dieser Pulse auszuwerten.

> Nun soll ich für Schulungszwecke diesen Hall Sensor simulieren.

Dafür wäre es gut zu wissen, wie das Signal aussehen muss. Handelt es 
sich um einen Verbrennermotor, der normalerweise auch eine 
Phaseninformation bekommt oder reicht ein Signal ohne Indexmarkierung?
Wird eine Drehrichtungsinformation benötigt?

von Mi N. (msx)


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Rainer W. schrieb:
> Hall Sensoren liefern keine Drehzahl, sondern Impulse bei bestimmten
> Wellenwinkeln. Um daraus eine Drehzahl zu bestimmen, ist es erforderlich
> die Frequenz dieser Pulse auszuwerten.

Totale Überraschung! Wer hätte das gedacht?

> Wird eine Drehrichtungsinformation benötigt?

Ich schließe immer Lautsprecher an die Hallsensoren an und eine leise 
Stimme sagt: volwälts - lückwälts

von J. T. (chaoskind)


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Rainer W. schrieb:
> Hall Sensoren liefern keine Drehzahl, sondern Impulse bei bestimmten
> Wellenwinkeln.

Sehr missverständlich ausgedrückt. So wie es da steht, könnte man es 
interpretieren als: Bei 180° Wellenwinkel liefert der Hallsensor x 
Impulse/min, bei Wellenwinkel 185° dann y Impulse/min.
Aber der Hallsensor liefert nur einen Impuls, wenn die Welle gerade auf 
dem entsprechenden Winkel steht.

Und ganz fundamental ist ein Hallsensor ein analoges Gedöns, liefert 
also gar keine Impulse, sondern ein kontinuierliches Signal.

von Mi N. (msx)


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J. T. schrieb:
> Und ganz fundamental ist ein Hallsensor ein analoges Gedöns, liefert
> also gar keine Impulse, sondern ein kontinuierliches Signal.

Schon wieder Freitag!

von H. H. (hhinz)


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Mi N. schrieb:
> J. T. schrieb:
>> Und ganz fundamental ist ein Hallsensor ein analoges Gedöns, liefert
>> also gar keine Impulse, sondern ein kontinuierliches Signal.
>
> Schon wieder Freitag!

Für Griffelspitzer: Hallsensor vs Hallschalter.

von J. T. (chaoskind)


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Mi N. schrieb:
> Schon wieder Freitag!

Du weißt wie der Halleffekt funktioniert?

JA []
NEIN []

von Mi N. (msx)


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J. T. schrieb:
> Du weißt wie der Halleffekt funktioniert?

Du weißt, was ein Impuls ist?
 JA []
 NEIN []

von J. T. (chaoskind)


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Mi N. schrieb:
> Du weißt, was ein Impuls ist?
> JA []
> NEIN []

Selbst wenn ich es nicht wüsste, hätte dieses Nichtwissen keinen 
Einfluss auf die Funktionsweise eines Hallsensors ;-)

von Mi N. (msx)


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J. T. schrieb:
> Selbst wenn ich es nicht wüsste, hätte dieses Nichtwissen keinen
> Einfluss auf die Funktionsweise eines Hallsensors ;-)

(Fast) jeder hat hier verstanden, worum es dem TO geht. Das Geschwätze 
hilft ihm in keiner Weise.

Mit dem Auftauchen von rawi, cyblord, chaoskind ist doch jegliche 
konstruktive Diskussion beendet.

von Cyblord -. (cyblord)


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Mi N. schrieb:
> Mit dem Auftauchen von rawi, cyblord, chaoskind ist doch jegliche
> konstruktive Diskussion beendet.

Was war an meinem Beitrag nicht konstruktiv?

von Max K. (Firma: Privatlöter) (maxklaus)


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so, Glaskugel geputzt, mal sehen...
Da soll also ein Kasten dem Motorsteuergerät eines unbekannten KFZ das 
vorhandensein eines Motors vorgaukeln.
OK, das sollte machbar sein.. Der Motor liefert pro Umdrehung einen 
Impuls vom Nockenwellensensor. leider gibts da ein Paar Randbedingungen.
Der Impuls sagt dem Steuergerät "jetzt ist gerade eine Umdrehung 
losgegangen.." Das Steuergerät ist normalerweise so intelligent, dass es 
seinen Sensoren nicht alles glaubt. Also wird es einen anderen Sensor 
befagen, ob z.B. ser Druck an der Drosselklappe viermal kurz gestiegen 
und gesunken ist als die Ventile geöffnet haben. Die Zeiten dazwischen 
und bis zum nächsten "Soeben war wieder eine Umdrehung gestartet.." 
werden mit einer Tabelle verglichen. Wenn dann was nicht stimmt, gibts 
eine passende Fehlermeldung.
Das heist aber, dass die Impulse nicht unabhängig von den anderen 
Sensorwerten sind! und einfach ein starres Muster hilft auch nicht.
Das ist dann genau das Wissen des Autoherstellers welches so eine 
Motorsimulation sehr aufwendig machen kann.
Das kann funktionieren, muss aber nicht! Und testen kann man damit auch 
nur die normale Komunikation auf dem CAN.
Alle interessanten reaktionen des Steuergerätsauf die Sensoren sind so 
nicht prüfbar, da der zusammenhang fehlt.

von J. T. (chaoskind)


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Mi N. schrieb:
> (Fast) jeder hat hier verstanden, worum es dem TO geht. Das Geschwätze
> hilft ihm in keiner Weise.

Aber möglicherweise anderen, oder willst du behaupten, die von mir 
ursprünglich angesprochene Aussage war absolut unmissverständlich?

Mi N. schrieb:
> J. T. schrieb:
>> Und ganz fundamental ist ein Hallsensor ein analoges Gedöns, liefert
>> also gar keine Impulse, sondern ein kontinuierliches Signal.
>
> Schon wieder Freitag!

Du hättest es einfach unkommentiert stehen lassen können.

Mi N. schrieb:
> Mit dem Auftauchen von rawi, cyblord, chaoskind ist doch jegliche
> konstruktive Diskussion beendet.

Und Mi N verhindert solche auch.

von H. H. (hhinz)


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Max K. schrieb:
> KFZ

Möglich, aber davon hat der TE nichts geschrieben.

von Georg M. (g_m)


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> Hall-Sensor Signal Simulieren

Das wäre kein Problem für die Elektronik, aber wie sieht das Signal aus? 
Wo ist das Oszillogramm?

von Gerald B. (gerald_b)


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Wie sieht das Signal vom Hallgeber aus? Gibt es nur einen Impuls pro 
Umdrehung, oder ist es wie bei einem Encoder eine Blende mit X 
Schlitzen? Dann gäbe es auch noch die Möglichkeit, das es nicht nur ein, 
sondern 2 Signale sind, woraus sich dann die Drehichtung bestimmen 
ließe.
Gerade wenns dann komplizierter wird, wie in letzterem Zenario, bietet 
sich ein µC an.
Eine Schleife, die die Signalabfolge generiert, eine variable Pause, die 
durch Abfrage eines Analogeinganges generiert wird und an den 
Analogeingang ein Poti.

von Teo D. (teoderix)


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Schei.. auf die Signalform. Was macht eine Regelung , wenn ständig 
"Drehzahl OK" kommt?
Das wird doch sicher ein "gejaule und gehäule" geben.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Max K. schrieb:
> Der Motor liefert pro Umdrehung einen Impuls vom Nockenwellensensor.

Sehr unwahrscheinlich.

Normalerweise liefert der Kurbelwellensensor von einem Verbrenner 
regelmäßige Pulse (z.B. 59 pro Umdrehung mit einer zusätzlichen Lücke 
für die Phaseninformation) und der Nockenwellensensor mehrere, 
unterschiedlich lange Impulse pro Umdrehung. Wie das Pulsmuster genau 
aussieht, ist von Motor zu Motor unterschiedlich. Meist wird nur für den 
Nockenwellengeber ein Hall-Schalter verwendet, während für den 
Kurbelwellensensor ein induktiver Geber genutzt wird.

Solange der TE nicht mit Informationen rüber kommt, lässt sich hier 
beliebig weiter spekulieren.

H. H. schrieb:
> Max K. schrieb:
>> KFZ
>
> Möglich, aber davon hat der TE nichts geschrieben.

Genau genommen hat er gar nichts zur Art des Motors geschrieben und auch 
nichts zur Art der Signale.

Da er Elektriker ist, könnte es auch sein, dass er von einem 
Elektromotor spricht, z.B. von einem BLDC, dessen Kommutierung über 
Sensoren gesteuert wird oder was auch immer.

: Bearbeitet durch User
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