günstige Drehzahlerfassung

[BastelHans]

Hallo,
ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich für ein Modellbau-Projekt die Drehzahl einer Welle (n < 10000 min^-1) erfassen möchte. Der Sensor sollte sich einfach an die Welle anflanschen lassen. Einen fertigen Sensor im passenden Gehäuse würde ich bevorzugen.

Das Ausgangssignal des Sensors sollte eine elektrische Spannung sein, da erst einmal kein Mikrocontroller zum Einsatz kommen soll. Wenn es gar nicht anders geht, würde ich einen kleinen AVR-Controller einsetzen, der einen Inkremental-Geber (gute Anregungen zum Selbstbau habe ich hier schon gefunden) auswertet und eine Spannung ausgibt.

Das allergrößte Problem kommt zum Schluss: Bei den Kosten habe ich ein absolutes Limit von 50 € gesetzt, unter 20 € wären allerdings sehr schön. Bisher hatte ich nur Geber für die Industrie gefunden, die es ab 100 € / Stück gibt. Hat jemand Vorschläge?

MfG
BastelHans

[ranke]

Ein kleiner Elektromotor kann auch als Generator mißbraucht werden.
Das dürfte den Ansprüchen an Kosten und Ausgangssignal am ehesten entsprechen.

[radbruch]

Hallo

Ein Motor als Generator war auch mein erster Gedanke. Mein zweiter Gedanke war ein Schrittmotor aus einem Floppylaufwerk:

http://img.youtube.com/vi/JeG4Y0r3cKA/1.jpg (http://www.youtube.com/watch?v=JeG4Y0r3cKA)
http://www.youtube.com/watch?v=JeG4Y0r3cKA
(Messbereich ist Volt/Wechselspannung)

Allerdings liefert der Wechselspannung (oder Impulse ;) und ist etwas kritisch bezüglich der hohen Drehzahl und zickig zu lagern. Dafür ist er klein, bürstenlos und vor allem billig.

Gruß

mic

[oberallgeier]

... Elektromotor ... auch als Generator ...Stimmt.

Ich beschäftige mich mit derselben Frage - bei winzigen Motoren :(.

Meine erste Idee war, am Ende der Pause - zwischen zwei PWM-Rampen - die Generatorspannung zu messen.

ABER: ich habe mir die Rampe aus dem praktischen L293 am Oskar angesehen (die anderen IC´s werden nicht viel anders arbeiten). Vielleicht sehe ich das falsch, aber das sieht dann nicht sooo pfiffig aus. Da sehe ich zwar eine "Null-Ansteuerung", aber wenn ich dabei an die Löschdiode im Chip denke... Also müsste ich für eine Messung die Löschdiode abschalten... Irgendwie
... Elektromotor ... als Generator ... dürfte den Ansprüchen an Kosten und Ausgangssignal ...... glaube ich jetzt nicht mehr an diese Aussage.

Auch die Messung der "Zulaufwelligkeit" z.B. über einen Spannungsteiler hatte bei mir kein erkennbar sinniges Signal ergeben. Eigentlich garkeins :(

Jetzt will ich als zweite Lösung ein mikroskopisch kleine Lichtschranke bauen und einen "Flügel" an der Motorwelle abfragen.

Ja ja, klar, dann gibts noch ne dritte und vierte Möglichkeit. Später.

[ranke]

@ oberallgeier:

das sind jetzt aber zwei Paar Schuhe.

Bastelhans will nur einen Drehzahlsensor. Der Motor muß also nicht antreiben. Die Messung der Generatorspannung sollte da keine Probleme machen. Auch der Vorschlag von Radbruch müsste problemlos gehen (wenn die Drehzahl nicht zu hoch ist).

Was Du machst, ist einen Motor als solchen verwenden und gleichzeitig als Generator. Das ist dann schon etwas schwieriger (und - mindestens - eines neuen Threads würdig).

[oberallgeier]

... zwei Paar Schuhe ... #-o :-k und ich dachte ich könnte lesen - aber Du hast natürlich recht! Sorry. :-#

[oberallgeier]

Vielleicht erlaubt Ihr mir noch eine Bemerkung? Im Generatorbetrieb bekam ich bei (m)einem Servomotörchen (Billigservo, siehe https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=36049&highlight=)
bei etwa 25 .. 30 000 Upm eine Spannung von 1,5 V. Der Motor macht bis 50000 im Leerlauf.

[BastelHans]

Danke schon einmal für alle bisherigen Antworten.

Eine Frage habe ich aber noch: Tachogeneratoren für industrielle Zwecke sind speziell aufgebaut, damit eine lineare Kennlinie zustande kommt. Was erwartet mich bei einem handelsüblichen permanenterregten Gleichstrommotor?

MfG
BastelHans

[Kia]

Hallo zusammen,

endlich mein erster Beitrag !!

zu dem Thema kann ich leider nicht viel sagen. Ich habe jedoch ein ähnliches Problem und bräuchte bitte professionelle Hilfe.

Vorweg möchte ich zuächst erwähnen dass ich ein totaler Einsteiger bin und durchaus dumme Fragen stellen könnte :D

Ich möchte eine Drehzahlanzeige realsieren. Die Drehzahl meiner 2 E-Motoren (maxon DC F2260) werden mit jeweils einem Inkrementalgeber (maxon HEDS-55xx) gemessen und ins Board der Microcontroller eingespeist. Nun sollen
a) die ankommende Signale von MCU bearbeitet (die Drehzahlen sollen bestimmt) werden und
b) über eine Serielle Schnittstelle an meinem Notebook weitergeleitet werden und dort im Form einer Anzeige dargestellt und realisiert werden.

Ich möchte gerne wissen, ob die Idee überhaupt realsierbar ist. Außerdem würde ich gerne wissen ob jemand schon fertige (am liebsten) open source Programme kennt, die mit serieller Schnittstelle kommunizieren können um die Daten dort abzuholen und weiterverarbeiten (am besten Anzeigen)?

[BastelHans]

Hallo Kia,
ich sehe jetzt nicht wirklich, wo die Ähnlichkeiten bei unseren Problemen liegen, denn ich suche Hardware und du hast primär ein Software-Problem. Einen eigenen Thread hätte dein Problem schon verdient.

Dein Problem ist sicher nicht unlösbar, es gibt hier im RN garantiert genügend hilfreiche Beiträge für deine beiden Teilprobleme (1. Drehzahl ermitteln mit MC; 2. Kommunikation MC-PC). Einfach mal die Foren durchsuchen.

Beim PC-Programm wäre eine Studenten-Version von LabView vielleicht interessant, damit kannst du auch schöne Bedienoberflächen aufbauen.

MfG
BastelHans

[Kia]

Hallo Hans

vielen Dank für deine schnelle Antwort. Ich entschuldige mich für meinen unpassenden Beitrag!! Ich werde die Foren weiter durchsuchen und ggf. neuen einen eigenen Thread erstellen.

[ranke]

Tachogeneratoren für industrielle Zwecke sind speziell aufgebaut, damit eine lineare Kennlinie zustande kommt. Was erwartet mich bei einem handelsüblichen permanenterregten Gleichstrommotor?


Ehrlich gesagt bis ich da auch etwas überfragt.
Der zugrunde liegende physikalische Effekt der elektromagnetischen Induktion ist streng linear mit der Drehzahl.

Das nichtlineare Verhalten des Eisenwerkstoffs im Anker hat sicher einen störenden Einfluß auf die Linearität. Hier kann man auf eisenlose Anker (Glockenankermotor) ausweichen.

Neben dem Linearitätsfehler gibt es noch weitere potentielle Fehlerquellen:

Kürzlich wurde hier im Forum die Tatsache diskutiert, daß ausgeführte Motoren beim Umpolen eine unterschiedliche Drehzahl bei gleicher Spannung erreichen. Das dürfte mindestens zum Teil in Unsymetrien bei der Kommutierung liegen. Entsprechend ist zu erwarten, daß man beim Generatorbetrieb je nach Drehrichtung eine etwas unterschiedliche Spannung bei gleicher Drehzahl bekommt.

Ich könnte mir weiter vorstellen, daß die magnetische Feldstärke des Permanentmagnets temperaturabhängig ist.

Vielleicht kann man zur Frage auch in die Datenblätter der Motorenhersteller sehen, z.B. hier:

http://www.faulhaber-group.com/uploadpk/d_0615S_MIN.pdf

Im verlinkten (zufällig ausgesuchten) Datenblatt ist die Drehzahlkonstante auf 4 gültige Stellen angegeben, ohne daß eine Anmerkung zur Linearität gemacht wird. Das muß noch nichts heißen, es sollte zumindest für einen Versuch hoffnungsvoll stimmen.

[BastelHans]

Danke für deinen Beitrag, ranke.

Ich werd mal schauen, dass ich ein paar Motoren für Tests bekomme. Messungen zur Genauigkeit kommen dann vielleicht später, falls ich an einen Referenz-Sensor und gute Messgeräte heran komme.

MfG
BastelHans

[radbruch]

Hallo

Ich kenne berufsbedingt Gleichstromtachos für größere Drehstromantriebe. Die liefern ziemlich linear 40V pro 1000 Umdr./min. Hauptunterschied zu einem Gleichstrommotor ist ein ca. 60poliger Kommutator (http://de.wikipedia.org/wiki/Kommutator_%28Elektrotechnik%29) und vier um je 90° versetzte, jeweils paarweise gegenüberliegend verbunde "Edelkohlen" aus einer Grafit-Silbermischung.

Befestigung mittels Ringspannelement für 12mm-Wellen und einem Durchmesser und einer Länge von jeweils ca. 80mm. Allerdings verwenden wir die heute nur noch in Altanlagen, Hersteller waren damals Hübner und Gleichmann.

Gruß

mic

[jeffrey]

hi,
also es gab hier mal nen thread da wurden die impulse die beim kommutieren entstehen gemessen. ich habe das auch mal nachgemessen, auf dem oszi sieht man die sehr deutlich. mein problem ist jetzt nur noch diese auszuwerten. deswegen auch dieser thread: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=334311#334311
mfg jeffrey