Reverse Engineering Drehzahlregelung

OP #6500705
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Hallo zusammen,

zum Hintergrund:
In den Kleinanzeigen habe ich mir eine defekte, weniger als ein Jahr 
alte DP50 von Scheppach geschnappt. Kaufbeleg ist nicht vorhanden, daher 
keine Garantieabwicklung möglich.
Das Problem habe ich schnell auf das Modul zur Drehzahlregelung 
zurückführen können. Das Ersatzteil kostet laut Liste knapp 50 €, das 
ist mir zu viel, da hat mich der Ehrgeiz gepackt :o) Mit einem 
Chinakracher-Drehzahlsteller für 4 € läuft die Maschine grundsätzlich 
wieder.

Jetzt bin ich aber immer noch neugierig und ich spiele mit dem Gedanken, 
eine eigene Schaltung zu stricken, die eine richtige Drehzahlregelung 
mit Tacho-Signal macht, so wie eben das Originalmodul. Es geht mir dabei 
auch nicht nur um eine mögliche Kostenersparnis, sondern vor allem um 
den Lerneffekt. Beruflich hab ich sonst immer nur mit maximal 24 V zu 
tun.

Glücklicherweise lies sich der Verguss relativ einfach von der PCB 
pellen und ich konnte den angehängten Schaltplan extrahieren.


Meine kurze Zusammenfassung:
- Chinesischer 3 Cent-Mikrocontroller --> vermutlich in China entwickelt 
und gefertigt
- Statt klassischem Kondensator-Netzteil gibt es eine Kombination aus 
Einweg-Gleichrichtung und Spannungsstabilisierung per Zener-Diode. Da 
haben sich die Chinesen doch glatt noch den "teuren" Kondensator 
gespart.
- Über R3 und R4 bzw. uC-Pin15 wird vermutlich der Nulldurchgang 
detektiert. So wie ich das sehe, geht das aber vermutlich nur für 
positive Halbwellen.
- Das Gerät ist sicher, da eine doppelte Isolation am Drehknopf 
vorliegt.


Mein Problem:
Mir ist es ein Rätsel, wie die Drehzahl-Regelung funktionieren soll. Es 
gehen zwei Leitungen zu einem kleinen Teil, das am Ende der Welle 
montiert ist und vorsätzlich die Drehzahl der Welle zurückmeldet. Ich 
bin bisher davon ausgegangen, dass es sich dabei um einen stromkodierten 
Hall-Sensor handelt. Ich will aber so überhaupt nicht verstehen, was die 
Schaltung hier macht.
Das Tacho-Modul habe ich eigentlich auch schon als defekt abgehakt. Es 
weist einen Widerstand von ca. 50 OHm auf der sich auch nicht ändert 
wenn man an der Welle dreht. Konstantstrom stellt sich auch keiner ein, 
wenn man Spannung draufgibt.

Entweder hat das chinesische Ingenieursbüro da was geniales gebaut, oder 
etwas sehr dubioses. Ich habe auch schon Application-Notes gesehen, wo 
über die "Back-EMF" eine Drehzahlregelung erzielt wird. Vielleicht ist 
der Drehzahlsensor nur "show for customer"?

Kann mich jemand von euch erleuchten wie die Schaltung funktionieren 
könnte, oder einen Tipp geben, wie ich hier eine minimalistische 
Drehzahlregelung implementieren kann?
Angehängte Dateien:
(Firma: matzetronics) #6500777
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Maximilian B. schrieb:
> Es
> gehen zwei Leitungen zu einem kleinen Teil, das am Ende der Welle
> montiert ist und vorsätzlich die Drehzahl der Welle zurückmeldet.

Miss das Dings mal ohmsch. Es kann sein, das es eine simple FG Spule 
ist, die von einem kleinen Magneten in der Welle gepulst wird und eine 
Frequenz zurückgibt. Ist es also sehr niederohmig, wirds so eine Spule 
sein.
(Firma: matzetronics) #6500790
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Maximilian B. schrieb:
> Das Tacho-Modul habe ich eigentlich auch schon als defekt abgehakt. Es
> weist einen Widerstand von ca. 50 OHm auf der sich auch nicht ändert
> wenn man an der Welle dreht. Konstantstrom stellt sich auch keiner ein,
> wenn man Spannung draufgibt.

Ja, dann ist das doch eine Spule.

Nichtverzweifelter schrieb:
> Hat er schon gemacht, 50 Ohm.

Aber dabei gedacht, das wäre ein Hallsensor. Ist es also nicht. Ein Oszi 
würde evtl. eine kleine Wechselspannung zeigen, wenn man dreht.
Gast #6500812
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Maximilian B. schrieb:
> Statt klassischem Kondensator-Netzteil gibt es eine Kombination aus
> Einweg-Gleichrichtung und Spannungsstabilisierung per Zener-Diode. Da
> haben sich die Chinesen doch glatt noch den "teuren" Kondensator
> gespart. -

Sehr klassisch wie bei TDA1085/U2008 vor 40 Jahren in Deutschland.

Maximilian B. schrieb:
> Kann mich jemand von euch erleuchten wie die Schaltung funktionieren
> könnte

Warum soll der Drehzahlsensor nicht ein echter Tachogenerator sein, also 
eine Spule an der sich ein Permanentmagnet vorbeidreht und in die 
dadurch eine Spannung induziert wird.

Die umfangreiche Aussenbeschaltung bei gleichzeitig kräftigem 
Steuerausgang (75 Ohm) klingt weniger nach uC ind mehr nach dedizierzem 
IC a la TDA1085, fur den es fertige Module bei eBay gibt - kaum billiger 
als dein Ersatzteil.
OP #6501149
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Danke für den Hinweis mit der Spule. In der Vergangenheit habe ich viel 
mit Hall-Sensoren zu tun gehabt und konnte mir nicht vorstellen, dass 
das irgendwas anderes (einfacheres) sein könnte.

Mir ist nur immer noch schleierhaft, was die Schaltung macht um die 
Tachopulse auszuwerten. Hat da jemand eine Idee?

Was den TDA1085 angeht, der ist ja abgekündigt und ich habe mich schon 
gewundert warum ich auf die Schnelle keine modernen Ersatztypen finden 
konnte. Vermutlich ist es heute einfach günstiger die Schaltung um so 
einen Super-Billig-µC zu stricken. Aber vielleicht ist der µC auch 
abgeraucht weil er zu viel Strom in den Triac treiben musste.
Falls jemand von euch so eine Scheppach DPx haben sollte, gebe ich euch 
den Rat nach Benutzung den Stecker zu ziehen. Die Drehzahlregelung ist 
nämlich dauerhaft bestromt.
#7034342
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Bei meiner DP50 ist die Drehzahlreglung bei einem Blitzeinschlag 
gestorben (Sie war nicht vom Netz getrennt).
Seit Februar 2022 warte ich auf Wiederverfügbarkeit bei Scheppach: 
negativ.

Bei mir tippe ich auf defekten Triac. Da das Modul bei mir jedoch mit 
richtigem Epoxidharz vergossen ist, habe ich erst gar nicht versucht, da 
selbst etwas zu mache.
#7175446
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@Maximilian B:
Hallo, wollte mal fragen, ob Du die an dem Thema noch dran bist, und ob 
Du raus hast wie die Schaltung funktioniert?
Habe nämlich ein ähnliches Problem mit derselben Maschine. Da wollte ich 
nicht extra einen neuen Thread öffnen.
Bei mir dreht die Maschine „willkürlich“ hoch und runter. Das würde ich 
gern wieder richten. Also entweder reparieren, oder den 4€Chinakracher 
:(?) (https://www.ebay.de/itm/223935073585?chn=ps&mkevt=1&mkcid=28), 
oder die Schaltung nachbauen. Vielleicht könnte man sich ja wegen des 
PCB’s connecten.
Oder, jemand hier kann auf Anhieb sagen, was es sein könnte, warum die 
Maschine zu langsam dreht, und dann kurzzeitig die Drehzahl, mal eben 
verdoppelt. Am Tacho-Modul, liegt es aber offenbar nicht, da die 
Drehzahl ja korrekt angezeigt wird.
freundliche Grüße
OP #7175482
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Moin,
leider habe ich mich mit der Schaltung bisher nicht weiter 
auseinandergesetzt. Steht neben vielen anderen Dingen noch auf einer 
meiner Listen.

Ich meine mich zu erinnern, dass die Anzeige unabhängig von der 
Drehzahlregelung funktioniert. Mit dieser Info lässt sich nur der 
Signalgeber selbst ausschließen. Daher wird bei dir irgendein Defekt im 
Regler-Modul vorliegen. Das kann wiederum alles Mögliche sein.

Grundsätzlich hätte ich zwar Lust ein passendes Ersatz-Platinchen dafür 
zu entwickeln. Momentan fehlt mir dafür aber die Zeit und rein 
finanziell gesehen ist es blöderweise höchstwahrscheinlich sinnvoller 
die 50 € für das offizielle Ersatzteil zu investieren. Sofern es 
verfügbar ist...
Viele Grüße
Gast #7196146
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Ich verstehe fas alles hier nicht, bin aber auch mit einem defekten 
Scheppach DP 50 mit defektem Drehzahlregler genervt. Hat der ChinaRegler 
denn funktioniert. Ist die Belegung in der Beschreibung des 4€Krachers 
dabei?
Danke im voraus
Gast #7335320
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Oliver Klein schrieb:

Hat der ChinaRegler denn funktioniert

Hab´ das gleiche Problem mit dieser "Qualitätsbohrmaschine" DP50. 2x benutzt und leider danach nicht vom Netz getrennt ... :-( Der Hersteller ist äusserst unkulant und die aufgerufenen fast 50€ für die original Steuerung sind eine Frechheit. Nun ist ein solcher "Chinaregler" eingebaut aber mit mäßigem Ergebnis. Da hier wohl nur Halbwellen beschnitten werden, bringt der Motor zwar die Drehzahl aber ohne Saft und Kraft - also an sich sinnlos.

Gast #7339136
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Habe auch so einen Chinaregler eingebaut. Da er aber keine Drehzahlrückmeldung bekommt regelt er natürlich nur die Leerlaufdrezahl; bei Belastung bricht sie natürlich ein.....ich regle dann von Hand nach....benutze sie daher nur noch selten. Neues Gerät von Scheppach.....neee danke....kaum gebraucht und schon nach nem knappen Jahr defekt..... :-(

#8015858
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Hallo Jungs, die Bezeichnung von der Z-Diode D1 auf dem Schaltplan fehlt leider, aber ich vermute, sie soll ca. 5,1 bzw. 4,7 Volt sein, weil das IC HR7P169BFGSD im Betriebsspannungsbereich zwischen 2,5 und 5,5 Volt problemlos arbeitet. Habe gerade so ein Modul von Epoxidharz mehr oder weniger „unblütig“ befreit. Dabei sind leider diese Z-Diode und der Triac kaputtgegangen. Originalteil ist ein BTA12-600C, einfach in zwei Teile gebrochen, kann ich ihn nicht mehr messen. Ich werde einen BTA12-600BW einbauen, weil 5 ganz neue in der Schublade liegen. Und interessant ist, ob jemand nach Epoxidharz-Befreiung die Platine wieder zum Leben erwecken konnte. LG an Gemeinschaft.

#8024331
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Hallo Gemeinschaft. Ich habe jetzt eine neue Zenerdiode mit 4,7 Volt und einen neuen Triac BTA12 600BW eingebaut und die Maschine läuft und regelt die Geschwindigkeit genauso wie am Anfang. Ursprunglich war hier ein Triac BTA12 600C verbaut.

Fazit: Der Tausch des Triacs BTA12-600C gegen einen BTA12-600BW bei Ihrem Parkside Tischstandbohrer ist in den meisten Fällen eine sehr gute Verbesserung und sollte problemlos funktionieren. Beide Bauteile haben die gleichen Basisdaten (12A, 600V, isoliertes Gehäuse). Hier sind die genauen Vor- und Nachteile dieses Tauschs: Vorteile (verbesserte Robustheit)

1
Bessere Eignung für Motoren (Induktive Last): Der BTA12-600BW ist ein sogenannter "Snubberless" oder "Alternistor" Triac (erkennbar am 'W'). Er kommt mit den induktiven Spannungsspitzen, die ein Elektromotor beim Ein- und Ausschalten erzeugt, deutlich besser zurecht als der Standard-Triac (600C).
2
Höhere Zuverlässigkeit: Durch die "Snubberless"-Technologie ist der Triac unempfindlicher gegen hohe Kommutierungs-dv/dt-Werte, was bedeutet, dass er seltener durch fehlerhaftes Zünden stirbt.
3
Geringere Ausfallwahrscheinlichkeit: Der 600BW ist robuster und hält hohen Lastströmen besser stand, was bei Tischbohrmaschinen unter Last von Vorteil ist.

Nachteile / Unterschiede (Gate-Ansteuerung)

1
Höherer Zündstrom (Gate Current): Der 600BW benötigt einen höheren Zündstrom (
2
) am Gate, um durchzuschalten, als der 600C.
3
    BTA12-600C: Zündstrom oft 25mA oder niedriger.
4
    BTA12-600BW: Zündstrom bis zu 50mA.
5
Auswirkung: In sehr seltenen Fällen, wenn die Steuerelektronik des Parkside-Bohrers sehr schwach ausgelegt ist, könnte der Motor bei niedrigen Drehzahlen etwas unruhiger laufen oder erst bei einer höheren Stellung des Drehzahlreglers anlaufen. Meistens funktioniert es aber einwandfrei.

Fazit Sie haben den defekten Triac gegen eine höherwertige ("robustere") Version getauscht. Der BTA12-600BW ist für Motoren besser geeignet als der Standard-Typ. Der Tausch ist also technisch gesehen ein Upgrade.

: Bearbeitet durch User
(Firma: matzetronics) #8024378
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Sie haben die Bedienung ihres Computers gut gelernt. Sie scheinen Copy & Paste verstanden zu haben und können nun fortfahren, sich mit den schwierigeren Problemstellungen zu beschäftigen.

Da sie offensichtlich nur Eigeninitiative entwickeln, wenn es um die Befragung einer künstlichen Intelligenz geht, sind allerdings ihre weiteren Entwicklungsaussichten sehr beschränkt.

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