Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Drehzahlmesser
Hallo,
Zu meinem bereits bestehenden Software Oszi hab ich nun einen Drehzahlsensor gebaut und getestet.
http://www.jbergsmann.at/Schaltbild-Drehzahlmesser.gif
Die Reflexlichtschranke hat ihr Optimum bei 3 mm Distanz, weil sie für Drucker als Papiersensor vorgesehen ist. In meiner Schaltung funktioniert sie aber zuverlässig bis 40 mm. Man kann also auch an fertigen Geräten eine improvisierte Messung durchführen. Ein kurzes Stückchen Tesakrepp um die Welle wickeln und zur Hälfte mit schwarzem Filzstift anmalen, einschalten, und RpM direkt am Bildschirm des PC ablesen. Wie immer gehe ich über Line In auf die Soundkarte. Absichtlich wurde kein Schmitt Trigger gebaut, da die Digitalisierung durch die Software erfolgt. Die funktioniert so gut, dass auch eine ungenaue Malerei auf der Welle, die exakten Ergebnisse nicht verdirbt.
Jetzt kann ich die billigen Noname Motorchen, die ich gerne verwende, recht genau ausmessen. Apropos - die Lichtschranke hat 95 Cent gekostet und der Transistor unter 5 Cent.
Bei Gelegenheit will ich mir in die Software noch die Direktanzeige der Winkelgeschwindigkeit omega einbauen. Ein wenig Komfort sollte schon sein.
grüsse,
Hannes
Hallo,
jetzt hab ich noch ein Foto vom Aufbau gemacht. Der ist recht unspektakulär einfach ein Stückchen Streifenraster Platine.
http://www.jbergsmann.at/DSCF0399-640x480-40-Drehzahlmesser.jpg
grüsse,
Hannes
Hi sieht ja richtig gut aus was du da gemacht hast. Womit hast du die Software am PC geschrieben?
Ich habe aber noch nicht ganz verstanden wofür du den Sensor jetzt genau gebaut hast. Aber sehr toller und akkurater aufbau respekt!
Hallo,
freut mich, wenn das Projektchen gefällt.
Der Zweck ist Drehzahlmessung bei Motoren ohne Datenblatt. Das hilft ungemein bei der Auslegung von Antrieben.
Die Software schreibe ich in Object Pascal unter Delphi. Das ist recht komfortabel.
grüsse,
Hannes
Hallo,
jetzt gibts einen screenshot vom letzten Stand der Software.
http://www.jbergsmann.at/kreisfrequenz-messung.gif
Die direkte Anzeige der Kreisfrequenz ist recht praktisch bei Drehmomentberechnungen.
grüsse,
Hannes
Du steuerst die Basis ohne Vorwiderstand an? Na ob das lange gut geht.
Hallo,
danke für deine interessierte Anfrage.
Was befürchtest du? Der Fototransistor hat genug Widerstand, das wurde vorher ausreichend getestet.
grüsse
Hannes
hab mal ne frage wodurch entsteht bei der kurve nach dem anstie wieder der abfall und noch ein kleiner anstieg und dann fällt sie ganz ab. woher kommt der zweite anstieg?
Und wieviel Widerstand hat der Fototransistor? Ich dachte immer, ein Transitor hat kaum Durchgangswiderstand.
Hallo,
ihr wollt wohl alles ganz genau wissen. Gut so.
@ Kurvenform:
Der "Reflexionszylinder" sieht so aus:
http://www.jbergsmann.at/DSCF0400-480x480-33-Gleichstrommotor-Drehzahlgeber.jpg
Nennen wir es höflich eine wenig aufwändige Improvisation, nur für den Funktionstest. Das ist ein Stückchen Tesakrepp und eine Filzstiftmarke. Die Delle in der Kurve könnte eine Falte im Klebeband ein Fligenschiss oder eine andere nicht indentifizierte Reflexionsverminderung gewesen sein.
Das ist nicht nur egal, sondern es war mir sogar wichtig, zu testen, ob sich das Drehzahlgerät für improvisierte Messungen ohne gedruckte Reflexionsscheibe eignet. Die Blaue Linie zeigt das Ergebnis des des Software Schmitt Triggers. Das ist wirklich perfekt und das wird dann gemessen.
@ Widerstand:
Die genauen Werte für verschiene Aussteuerungsgrade hab ich nicht notiert, weil sie völlig unkritisch waren. Messen kann ich jetzt nicht, weil das Gerät gerade meinen Solarmotor im Dauertest betreut. Wenns dich wirklich interessiert, investiere 20 Cent und experimentiere damit.
Ich würde dir zum Verständnis auch die Grundlagen der bipolaren Transistoren als Lektüre empfehlen. In Wikipedia gibts was, aber es gibt auch ganz hervorragende Universitätsskripten im Netz. Soviel nur kurz: Ein nicht oder nur wenig angesteuerter Transistor hat einen hohen Widerstand von c nach e . Erst ein voll durchgesteuerter Transistor hat "kaum Widerstand".
grüsse,
Hannes
Hallo,
Thorsten hat per Email angefragt und wie angekündigt antworte ich hier:
Software für den Drehzahlmesser?
Es kann jede Softwareoszi Software verwendet werden. Es gibt Freeware im Netz. Man kann aber auch -so wie ich das gemacht habe- sich die Software selbst schreiben.
grüsse,
Hannes
Thommi77
11.09.2009, 08:02
Hallo Hannes, würdest du mir / uns die Drehzahlsoftware die du geschrieben hast freundlicherweise zur Verfügung stellen ? Ich möchte damit die Spindeldrehzahl meiner Hobbyfräse messen.
Danke
Thomas
Hallo!
@ vohopri
Dein Projekt gefällt mir sehr, weil es wirklich einfacher nicht geht. So wie du geschrieben hast, wichtig ist nur das Endergebnis und ich diskutiere auch nicht über jeden unbedeutenden kleinen Einstieg bzw. Abfall eines Signals.
Es wäre nicht schlecht, wenn du noch ein Beispiel für ein Programm aus dem Netz geben würdest, das unter Windows XP läuft, dann könnte ich das selber nutzen, obwohl Software nicht meine Stärke ist... :)
MfG
Hallo Thomas,
die Software steht nicht zur Verfügung. Ich kann aber programmiertechnische Fragen in dem Zusammenhang gerne beantworten.
grüsse,
Hannes
EDIT:
Hallo Andreas,
wir haben soeben gleichzeitig geschrieben und unsere Postings haben sich überschnitten. Es freut mich wenn, dir die Lösung gefällt.
Zur Kurvenform kann ich noch ergänzend sagen: meinen Drehzahlmesser hab ich überhaupt nicht gegen Fremdlicht abgeschirmt, weil ich improvisierte Messungen an unterschiedlichen Motoren vornehme. Wenn man ihn fix einbaut, ein wenig abschirmt und eine sauber gemalte Reflexionsscheibe / - walze verwendet, dann hat man eine hübsche Rechteckkurve. Wie gesagt, durch den Software- Schmitttrigger ist das nicht nötig, der formt - wie oben ersichtlich - das Signal sehr gut nach.
grüsse,
Hannes
http://www.google.at/search?hl=de&q=%22software+oszilloskop%22&start=0&sa=N
Da müsste einiges dabei sein. Ich hab früher einige Freewareprogramme getestet, habe sie aber aus Platzmangel von der Platte gelöscht und weiss jetzt keine Adressen auswendig.
Herzlichen Dank Hannes! Ich kann selber googeln, wenn ich einen Suchbegriff kenne... :)
Ich habe früher immer bei Getriebemotoren mit bekannter Untersetzung die Drehzahl des Motors, nach Zählen der Umdrehungen hochgerechnet.
Bei Motoren ohne Getriebe war es bisher nicht möglich, aber jetzt dank Dir... :)
Vor allem das mit dem Tesakrepp finde ich genial. Wahrscheinlich werde ich die Reflexlichtschranke an permanenten Magneten draufkleben, da die Motoren meistens aus Stahl sind. Wäre es sinvoll, damit es universell und schnell anwendbar ist ?
Ich werde einfach die Frequenz der Impulsen messen (Messzeit 1 s) und mal 60 multiplizieren um U/min zu bekommen. Dafür brauche ich kein PC und keine Software.
MfG
Da_Vinci13
12.09.2009, 17:08
@Picture:
Der Nachteil daran, wenn man pro sec die Impulse zählt und hoch rechnet, kann man nur einmal pro Sekunde ausgleichen und das ist viel zu wenig. Wenn du aber den Abstand von Impuls zu Impuls misst und dann umrechnest in U/min kannst du viel schneller ausgeleichen, wenn du z.B. 10 schwarze und weisse Striche hast, kannst du super schnell regeln.
Liebe Grüsse!
EDIT:
sry, hab nicht gesehen, dass du ohne PC und ohne Software messen willst...
oberallgeier
12.09.2009, 17:22
... Nachteil daran, wenn man pro sec die Impulse zählt und hoch rechnet ...
Wenn du aber den Abstand von Impuls zu Impuls ... kannst du super schnell regeln ...Superschnell sicher. Hast Du dazu Erfahrung? Wie läuft so eine Lösung? Das würde mich jetzt interessieren. Was sagt die Regelung, wenn nicht isochron, sondern in eher zufälligen Abständen geregelt wird?
Besserwessi
12.09.2009, 17:43
Die Messung über den Pulsabstand (Input Capture beim AVR) geht an sich sehr gut. Ich habe einen Frequenzzähler nach dem Prinzip, bzw. ähnlich.
Den Fall sehr langsamer Frequenzen / Drehzahlen bz.w Stillstand muß man noch gesondert behandeln. Mit der Zählmethode hat man aber da auch Probleme weil die Sprung von 1 nach 2 Pulsen in der Gatezeit doch schon stört.
Bei einem Regler wird man die nicht ganz gleichmäßige Abtastrate sicher mit berücksichtigen müssen. Wenn der Bereich für die Drehzahl sehr groß wird, hilft es auch etwas zwischendurch zu warten oder erst nach mehreren Perioden die Reglerroutine aufzurufen, sonst kann es Probleme mit dem Differenzialglied geben. Bei den Software PID-reglern ist ja in der Regel beschireben wie die Abtastzeit eingehen. Das muß man dann halt nur mit als Variable reinnehemen. Dafür hat man so weniger Rauschen für die Bildung der Ableitung.
Da_Vinci13
12.09.2009, 21:23
... Nachteil daran, wenn man pro sec die Impulse zählt und hoch rechnet ...
Wenn du aber den Abstand von Impuls zu Impuls ... kannst du super schnell regeln ...Superschnell sicher. Hast Du dazu Erfahrung? Wie läuft so eine Lösung? Das würde mich jetzt interessieren. Was sagt die Regelung, wenn nicht isochron, sondern in eher zufälligen Abständen geregelt wird?
In zufälligen Abstanden versteh ich nicht ganz wie du das meinst? Ich habs noch nie als Regler verwendet, hab es aber mal getestet um die Umdrehungen pro Sekunde zu messen und dann über RS232 dem Motor den befehl zu geben wie viele Umdrehungen pro sec er machen sollte und das hat ganz gut funktioniert, also man kanns eigentlich auch als Regler bezeichnen.
Ich has anfangs genau gleich wie vohorpi gemacht und gemerkt das es zu langsam ist.
Ich wollte es den Regler eigentlich für meinen neuen Bot brauchen, aber da ich mit einem ATmega32 arbeite, geht das nicht weil der nur zwei Timer hat (Einen brauche ich fürs PWM Signal) und dann bräuchte ich noch für beide Motoren je einen Timer. (Habs erst bei der Programmierung gemerkt).
Ich könnte es natürlich auch so machen das ich z.B. zuerst den rechten und dann den linken messe und dann regle. Dann müsste ich aber ganz viele schwarz weiss linien haben (Sonst gehts zu lange wenn der langsam fährt) und da ich die Markierungen auf den schwarzen Räder habe ist es ziemlich schwer die Abstände in genau dem selben Abstand einzuzeichnen und für mich ich als nicht-fähiger-genau-arbeiter ist es beinahe unmöglich!
Liebe Grüsse!
oberallgeier
12.09.2009, 22:30
Die Regelungsdiskussion ist hier leiider off topic, da es bei Hannes ja um seine schicke, verblüffend einfache Drehzahlmessung geht. Trotzdem die Antwort auf die letzten beiden Postings.
Die Messung über ... Input Capture ... geht an sich sehr gut ...Ich mache es mit den external Interrupts - davon habe ich praktischerweise an einem Controller m168/m328 zwei - für jeden Motor einen *ggg* und daher für jeden Motor eine eigene ISR.
... Bei einem Regler wird man die nicht ganz gleichmäßige Abtastrate sicher mit berücksichtigen müssen ...Eben. Und ich fürchte, dass die jeweils notwendige Neuberechnung der Regelparameter für den letzten Abtastabstand nicht schwierig ist, aber sicher deutlich an einer halbwegs guten Anpassung vorbeigeht. Jedenfalls funktioniert die isochrone Regelung, die ja recht simpel ist, in meinem Dottie so gut, dass die beiden getrennten Antriebe mit Motoren, die deutlich unterschiedliche Zeitkonstanten haben, auf einen Meter Laufstrecke weniger als +- 1mm von der Geraden abweichen.
Mein MiniD0
................http://oberallgeier.ob.funpic.de/test_1730.jpg (http://www.youtube.com/watch?v=MjLqexH6fDQ)
................Testfahrt auf YouTube (http://www.youtube.com/watch?v=MjLqexH6fDQ)
... mit einer anderen Übersetzung als die große Schwester sollte aber sowohl im Geradeauslauf als auch in der Kurvenfahrt besser werden. Daran arbeite ich gerade. (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=458181&sid=dd7d5bfedd61c5aca180928f4684eeaf#458181)
... In zufälligen Abstanden versteh ich nicht ganz wie du das meinst ...Der Abstand von einem Tick des Drehgebers zum nächsten ist geschwindigkeitsabhängig. Bei variabler Geschwindigkeit sind diese Abstände variabel - und damit natürlich auch die Abstände, in denen geregelt wird. Nach der mir bekannten Regelungstheorie hat das massive Auswirkungen auf die Regelparameter und damit auf die Regelgüte. Das wäre vielleicht eine Anwendung zu einer Regelung mit Beobachter. Zur jeweiligen Neuberechnung der Parameter vor der Regelung siehe oben.
... Ich habs noch nie als Regler verwendet ...Nun, meine Regelung läuft mit zeitlich gleichmässigen Abständen - also á la Lehrbuch - recht genau.
Hallo,
von der Regeltechnik versteh ich immer noch zu wenig, um mitreden zu können, aber zur Genauigkeit hab ich schon Überlegungen angestellt.
Wenn Andreas plant, in einem Zeitfenster von 1 Sekunde, die Impulse zu zählen, dann hat er eine Auflösung von 60 Umdrehungen/min. Das ist bei 3000 Umdrehungen 2% . Für viele Zwecke reicht das gut aus, und es ist ein elegant einfaches Verfahren.
In meinem Projektchen hab ich mich für den anderen Weg entschieden und ich messe die mittlere Periodendauer in einem Zeitfenster, das ich an die jeweilige Aufgabenstellung anpassen kann. Die Auflösung der Zeitmessung liegt bei 25 Mikrosekunden. Durch die Mittelwertbildung über mehrere Perioden wird die Auflösung noch besser. Das entspricht dann Tausendstel von Umdrehungen pro Minute. So genau wird der Takt im Computer nun auch wieder nicht laufen, aber das ist für meine Zwecke egal.
Interessant ist nur, dass man über die Zeitmessung höhere Genauigkeit erreichen kann, wenn man sie braucht.
grüsse,
Hannes
Hallo!
@ vohopri
Genau, so denke ich auch. Deine Idee finde ich toll, weil sie for allem sehr einfach ist, was ich besonders schätze. Wenn ich ein sehr genaues und temperaturkompensiertes Labormessgerät brauchen würde, könnte ich das bauen, die Schaltung wird aber sicher nicht so einfach zum Nachbauen... :)
Ich möchte dich, noch fragen, weil du damit schon genug Erfahrung hast, ob man das Tesaband unbedingt braucht und nicht direkt die Motorachse mit einem schwarzem Filzstift bemahlen könnte. Deine Idee mit den Reflexlichtsränken möchte ich eben bei Impulsgeber an Achsen von meinem geplanntem Bot ausprobieren, weil sie am einfachstem ist und praktisch keinen zusätzlichen Platzt und keine stabilisierte Versorgungsspannung benötigt.
Wahrscheinlich wenn man im µC den internen pull-up einschaltet, könnte man den Kollektor vom Transistor direkt mit seinem Portpin verbinden und den Kollektorwiderstand und Kondensator weg lassen.
Schönste Grüße
Hallo nochmal,
sicher geht das, wenn man direkt auf die Welle malt. Man braucht halt einen frischen Permanentfilzer, den hatte ich bloss nicht zur Hand.
Und ja, wenn es einen internen Pullup gibt, würd ich auch Kollektorwiderstand und Koppelkondensator weglassen.
grüsse,
Hannes
Danke für rasche Antwort. Ich bin wirklich glücklich dass es so einfach geht, weil ich praktisch keinen Platz auf den Antriebsachsen sogar für die kleine Drehräder aus PC Mäusen habe... :)
Ausserdem wird es verschleiss- und prellungfrei sein, was für mich sehr wichtig ist.
MfG
Hallo, gibts das Soundkarten oszillosgramm von vohopri
irgendwo zum Download?
edit: ok hab wohl was überlesen, steht nicht zu verfügung.
Aber kennt jemand ein freeware programm wo man ein diagramm erstellen kann.
Hintergrund möchte eine leistungskurve/schaltpunkt über drehzahl von meinem RC Verbrenner darstellen.Soll ein kleiner Prüfstand werden zum einstellen.
Hab einiges gelesen im netz jedoch kein programm dafür bzw. weiß ich nicht recht nach was ich da suchen muß ??
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