Wie funktioniert diese Schaltung - Drehzahlmesser Im Unterforum Bauteile - Beschreibung: Vergleichstypen, Leistungsdaten, Anschlußbelegungen .....
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Wie funktioniert diese Schaltung - Drehzahlmesser Suche nach: schaltung (31726) |
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BID = 430813
Jacky2k Neu hier

Beiträge: 25 Wohnort: Beckdorf
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Hallo!
Son _, habe das grade schon mal geschrieben, bin auf Absenden gegangen, das Forum meinte ich muss einen Text eingeben, ich drück den Zurück-Button und da steht wieder dieser sch*** Standard-Text!
Sry, das musste raus ^^
Zu meinem Problem:
Ich habe hier einen DC-Motor, der hinten so ein Drehzahlmesser dran hat. Eine Scheibe mit lauter Schlitzen drin. Hoffe ihr wisst was ich meine.
Das Teil, was um die Scheibe rum gebaut ist, ist auf eine Platine gelötet, das Schaltbild ist im Anhang. Die runden Dinger sind die Lötpunkte des Abgreifers.
Die oberen beiden scheinen zu der LED zu führen, da da Strom nur in einer Richtung durchfließt und bei 1,2V braucht er etwa 15mA.
Aber wofür sind die anderen drei? Sind das die Anschlüsse eines Transistors? Wie bei einem Optokoppler?
Und was macht die restliche Schaltung dann? Wofür sind die beiden Widerstände? Die kann man ja als Pull-Up bzw Pull-Down sehen, je nachdem was man an den Pin 5 anschließt.
Wie auch immer, ich habe mal ein wenig an den Pins 6,7 und 8 die Widerstände gemessen und die Schwanken, wenn ich die Welle drehe, aber immer nur so zwischen 16k und 19k. Ist das normal? Wozu dann die Widerstände und Pin 5?
Es würde mir vielleicht auch schon helfen, wenn mir jemand sagt wie man diese Konstruktion nennt ;)
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MfG
Jacky2k |
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BID = 430821
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| DC-Motor, der hinten so ein Drehzahlmesser dran hat. Eine Scheibe mit lauter Schlitzen drin | Je nach Machart nennt man das Strichscheibe oder Sprossenrad. Damit kann man nicht nur die Drehzahl bestimmen sondern auch die genaue Winkelposition.
Zitat :
| Aber wofür sind die anderen drei? | Es sind zwei lichtempfindliche Elemente deren Ausgangsspannungen um 90° phasenverschoben sind. Dadurch kann man auch feststellen ob sich die Scheibe rechts oder linksrum dreht.
Solche Motore werden ähnlich wie Schrittmotore z.B. in Druckern zur genauen Positionierung des Typenrads oder der Tintenpatrone verwendet.
Sie sind aber schneller und stärker und oft auch genauer als Schrittmotore.
Nachteil ist die kompliziertere Ansteuerelektronik.
P.S.:
Die lichtempfindlichen Elemente werden Photodioden sein.
Kannst ja mal mit der Diodentestfunktion nachsehen.
Der Strom durch die LED darf nicht zu hoch sein, damit das Ausgangssignal nicht übersteuert. Darum kümmert sich i.d.R. auch die Steuerelektronik.
Eine solche Elektronik aufzubauen ist aber kein Kinderkram, wenn sie ordentlich funktionieren soll.
Ein Beispiel was möglich ist:
Die früheren Magnetbandgeräte von Computern konnten das Band mit konstanten 2m/s schreiben und lesen. Zwischen den aufgezeichneten Datenblöcken wurde ein kleiner Zwischenraum von etwa 1..2cm gelassen.
Das reichte aus, um das Band zum Stillstand abzubremsen und wieder auf volle Geschwindigkeit zu beschleunigen.
Auch bei den Tintenstrahldruckern muss die Position des Druckkopfes weitaus besser als 0,05mm bekannt sein, sonst klappt der bidirektionale Druck nicht.
Wie schnell diese Drucker laufen, weisst du ja sicher selbst.
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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Mai 2007 0:56 ] |
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BID = 430823
Jacky2k Neu hier

Beiträge: 25 Wohnort: Beckdorf
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Ok vielen dank erstmal, ich werde mal schauen was ich mit Hilfe der beiden Begriffe raus bekommen kann.
Was die Schwierigkeit der Ansteuerung angeht. Das sind doch im Grunde nur zwei Photodioden von denen ich den Widerstand messen muss. Dann weiß ich wann sie an und aus sind bzw wann ein Balken vorbeigeht. Der Rest dürfte doch einfach sein, zu sagen in welche Richtung er sich dreht und wie weit er sich dreht...Das ganze ableiten und man hat die Geschwindigkeit...
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MfG
Jacky2k
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BID = 430824
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Wenn du nur die Drehzahl wissen willst, genügt es das Signal einer Photodiode auszuwerten, aber die Konstruktion kann, wie gesagt, viel mehr.
Photodioden ändern übrigens durch das Licht nicht ihren Widerstand sondern ihren Sperrstrom.
Der ist von der Betriebsspannung weitgehend unabhängig und ruft in dem Lastwiderstand eine Spannung hervor, die genau proportional der Beleuchtungsstärke ist.
Nun weisst du auch, wozu die Widerstände sind.
P.S.:
Zitat :
| Das ganze ableiten und man hat die Geschwindigkeit |
Wenn du dich da mal nicht vertust !
Pro Motorumdrehung kommen an jedem Ausgang ein paar Perioden eines Sinus bzw. Cosinus ähnlichen Signals raus.
Wieviele Perioden das sind, hängt von der Strichscheibe ab. Es gibt welche, auf denen 10000 Striche oder noch mehr sind.
Wenn du dieses sinusförmige Signal nach der Zeit ableitest, erhältst du ein cosinusförmiges, dessen Amplitude allerdings proportional zur Geschwindigkeit ist. Die Größe dieser Wechselspannung könnte man in der Tat als Mass für die Drehzahl verwenden.
Weil die Amplitude des Ausgangssignals aber selbst frequenzabhängig ist und auch noch von der Intensität der LED abhängt, ist das ein recht ungenaues Verfahren.
Besser funktioniert es -wenn ein analoges Ergebnis gewünscht wird- aus dem Sinus ein Rechteck zu formen und damit eine Ladungspumpenschaltung anzutreiben.
Wenn es ganz genau sein soll, dann muss man die Anzahl der Nulldurchgänge der Wechselspannung in einem bestimmten Zeitraum zählen. Mit einem Frequenzähler oder einem als Frequenzzähler programmierten Mikrocontroller ist das keine grosse Kunst.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Mai 2007 2:11 ]
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BID = 430829
Jacky2k Neu hier

Beiträge: 25 Wohnort: Beckdorf
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Zitat :
perl hat am 20 Mai 2007 01:21 geschrieben :
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Wenn du nur die Drehzahl wissen willst, genügt es das Signal einer Photodiode auszuwerten, aber die Konstruktion kann, wie gesagt, viel mehr.
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Mhh im Grunde brauche ich nur die Geschwindigkeit, da sich der Motor nur in eine Richtung drehen soll, aber da der Motor für einen kleinen Roboter sein soll, der halt wissen soll wo er ungefär ist (das ist nur um die Fahrt zu regulieren, dass er auch grade aus fährt) kann es auch sein, dass er sich versehentlich mal rückwärts dreht. Wäre schön, wenn ich das auch messen könnte.
Zitat :
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Photodioden ändern übrigens durch das Licht nicht ihren Widerstand sondern ihren Sperrstrom.
Der ist von der Betriebsspannung weitgehend unabhängig und ruft in dem Lastwiderstand eine Spannung hervor, die genau proportional der Beleuchtungsstärke ist.
Nun weisst du auch, wozu die Widerstände sind.
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Öhh nö... habe ich nicht so ganz verstanden. Redest du von den Widerständen am Pin 5? Was soll ich denn da anlegen? Vcc?
Bekomme ich dann bei den Outputs (Pin 7&8) eine Spannung?
Kann ich das Teil dann als Spannungsteiler betrachten, bei dem ein Widerstand variabel ist?
Zitat :
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P.S.:
Zitat :
| Das ganze ableiten und man hat die Geschwindigkeit | Wenn du dich da mal nicht vertust !
Pro Motorumdrehung kommen an jedem Ausgang ein paar Perioden eines Sinus bzw. Cosinus ähnlichen Signals raus.
Wieviele Perioden das sind, hängt von der Strichscheibe ab. Es gibt welche, auf denen 10000 Striche oder noch mehr sind.
Wenn du dieses sinusförmige Signal nach der Zeit ableitest, erhältst du ein cosinusförmiges, dessen Amplitude allerdings proportional zur Geschwindigkeit ist. Die Größe dieser Wechselspannung könnte man in der Tat als Mass für die Drehzahl verwenden.
Weil die Amplitude des Ausgangssignals aber selbst frequenzabhängig ist und auch noch von der Intensität der LED abhängt, ist das ein recht ungenaues Verfahren.
Besser funktioniert es -wenn ein analoges Ergebnis gewünscht wird- aus dem Sinus ein Rechteck zu formen und damit eine Ladungspumpenschaltung anzutreiben.
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Öhhh jaja ist schon klar das mit dem Rechteck... Ich wollte das in den ADC von einem µC schicken und dann da weiter verarbeiten...Also den ganzen Quatsch digitalisieren und dann sollte die weitere Verarbeitung ja kein Problem mehr sein, oder?
Zitat :
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Wenn es ganz genau sein soll, dann muss man die Anzahl der Nulldurchgänge der Wechselspannung in einem bestimmten Zeitraum zählen. Mit einem Frequenzähler oder einem als Frequenzzähler programmierten Mikrocontroller ist das keine grosse Kunst.
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Genau sowas meine ich
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MfG
Jacky2k
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Zitat :
| Redest du von den Widerständen am Pin 5? Was soll ich denn da anlegen? Vcc? |
Das kommt darauf an, wierum die Photodioden gepolt sind. Entweder Vcc oder GND.
Der andere Pol für die Speisung ist 6.
Wenn es richtig ist und die LED aus ist, liegt dann zwischen 5 und 7 bzw. 8 fast keine Spannung. Die kommt erst, wenn die LED leuchtet. Auf jeden Fall stehen die Messignale zwischen 5 und 7,8 an.
Zitat :
| Kann ich das Teil dann als Spannungsteiler betrachten, bei dem ein Widerstand variabel ist? |
Nicht wirklich.
Wie ich schon schrieb, liefert die Photodiode einen von der Beleuchtung abhängigen, von der Sperrspannung aber unabhängigen Strom, der dann am Arbeitswiderstand gemäß R*I eine Spannung hervorruft.
Im Gegensatz zum Spannungsteiler ist es für die Höhe dieser Spannung egal, ob du das Teil mit 3V oder 10V betreibst.
Zitat :
| Also den ganzen Quatsch digitalisieren und dann sollte die weitere Verarbeitung ja kein Problem mehr sein, oder? |
Na, ich fürchte daß das nur dann problemlos ist, wenn sich der Robbi langsam wie eine Schnecke bewegt.
Zwei Analog Messungen machen und verrechnen, sagen wir mal zusammen 1ms, Nyquist muss erfüllt sein, also vielleicht 300 Striche pro Sekunde.
Wieviele Striche hast du pro Umdrehung ?
Wenn du aber einen µC verwendest, solltest du etwas in dieser Art machen, denn die Position ist m.E. wichtiger als die Schnelligkeit mit der er vom Tisch fällt.
Du kannst wahrscheinlich etwas gewinnen, wenn du nicht die ADCs sondern die Komparatoren verwendest um die Nulldurchgänge (die sind natürlich mit DC-Offset verschoben) zu detektieren, oder überhaupt auf Logikpegel verstärkst und "Interrupt on Pin Change" programmierst, aber allzuviel wird das nicht sein.
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Jacky2k Neu hier

Beiträge: 25 Wohnort: Beckdorf
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Also was die Geschwindigkeit der µC angeht denke ich, ist der deutlich schneller. Der ADC kann ich mit 200kHz abtasten und die Berechnungen werden denke ich nicht so viel Zeit in Anspruch nehmen. Wenns tatsächlich eng wird, werde ich wohl dafür einen extra µC verwenden, der sich nur darum kümmert.
Ich habe grob etwa 24 Striche und dementsprechend auch 24 Löcher
Zitat :
| Das kommt darauf an, wierum die Photodioden gepolt sind. Entweder Vcc oder GND.
Der andere Pol für die Speisung ist 6.
Wenn es richtig ist und die LED aus ist, liegt dann zwischen 5 und 7 bzw. 8 fast keine Spannung. Die kommt erst, wenn die LED leuchtet. Auf jeden Fall stehen die Messignale zwischen 5 und 7,8 an. |
Also muss ich an 5 und 6 Vcc und GND anlegen je nachdem wie rum die Photodioden sind?
Zitat :
| Nicht wirklich.
Wie ich schon schrieb, liefert die Photodiode einen von der Beleuchtung abhängigen, von der Sperrspannung aber unabhängigen Strom, der dann am Arbeitswiderstand gemäß R*I eine Spannung hervorruft.
Im Gegensatz zum Spannungsteiler ist es für die Höhe dieser Spannung egal, ob du das Teil mit 3V oder 10V betreibst. |
Sry, ich versteh es immer noch nicht. Wie kann ein Bauteil einen Strom liefern? Du meinst doch wohl, dass es den Strom begrenzt oder?
Und was ist der Arbeitswiderstand? R2 und R3 - kann ich mir nicht vorstellen?
Mal angenommen ich hätte Vcc und GND korrekt angelegt, mit was für einem Output müsste ich dann rechnen? Mit einer schwankenden Spannung? Wenn ja, in welchem Bereich?
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Jacky2k
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Zitat :
| was ist der Arbeitswiderstand? R2 und R3 - kann ich mir nicht vorstellen |
Das macht nichts, nimm es einfach als gegeben hin.
Zitat :
| Also muss ich an 5 und 6 Vcc und GND anlegen je nachdem wie rum die Photodioden sind? |
Ja.
Ich vermute, daß 5 mit GND verbunden wird und 6 mit +5V.
Wenn das richtig ist, hast du zwischen 5 und 7 sowie 5 und 8 praktisch keine Spannung solange die LED aus ist.
Wenn es falsch ist, wirst du etwa 4,3V messen.
Wenn ok und die LED brennt, pendeln die Spannungen 5-7 und 5-8 zwischen 0 und einem Maximalwert der durch den LED-Strom gegeben ist. Ich schätze dass das nicht mehr als etwa 1V sein wird.
Mehr als 50mA solltest du der LED nicht zumuten.
Für eine Umdrehung sehen die Signale etwa so aus:
Code : |
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| -- -- --
| / \ / \ / Signal 5-7 , insgesamt 24 Perioden
| / \ / \ /
|-______--_____ --_________
|
| -- -- --
|/ \ / \ / \ Signal 5-8 , auch 24 Perioden, aber
| \ / \ / \ um 1/4 Periode gegenüber Signal 5-7
|_____--_____ --____________ verschoben.
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Jacky2k Neu hier

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Boa geil, das funktioniert!
Die Spannungen schwanken zwischen 0,9 und 4,8V, wenn ich 5V anliegen habe!
Eigentlich kann ich das ja direkt an einen digitalen Eingang anschließen oder? Bei 5V Vcc ist 0..1,5V mit Sicherheit 0 und 3,5..5V mit Sicherheit 1. Da dürfte das ja noch passen.
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Zitat :
| Eigentlich kann ich das ja direkt an einen digitalen Eingang anschließen oder? |
Ja, das wird gehen.
Stell den LED-Strom nicht höher als nötig ein, das kommt ihrer Lebensdauer zugute.
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