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Thema: Drehzahlmessung

  1. #1
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    Drehzahlmessung

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    Sers
    ich habe die Aufgabe eine Schaltung zu entwickeln mit der batteriebetrieben die Drehzahl eines Schwungrades ermittelt werden soll.
    das Schwungrad hat 6 Speichen die von einem induktiven Sensor oder lichtabhangigen Transistor erfasst werden sollen und durch Schalten in abhängigkeit einer Zeit (Quarz oder Frequenzgenerator weiß noch nicht was ich nehmen soll !!! (kostenfrage)) die Drehzahl auf drei 7segmentanzeigen übertragen werden soll.

    grundsätzliches:

    Problem der Übertragung in die 7segmentanzeigen(welches IC welche IC Schaltung, Schieberegister o.ä.)

    Problem der Zeiterzeugung in Hinsicht auf die Kosten und den Zeitaufwand

    Problem das system solllte Quantitativ nicht zu groß ausfallen


    ich wäre euch für ein paar tipps oder Schaltungsbeispiele sehr verbunden vielen dank für euere Bemühungen

    MFG Nunzio [-o<

    [/flipv]

  2. #2
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    Naja, wenn ich das richtig verstehe, ist dein Problem nicht sehr schwer, und mit einem µC leicht zu bewältigen.
    Als Sensor kannst du zB eine IR-Led und ein auf IR empfindlichen Phototransistor nehmen (deshalb IR, damit das Umgebungslicht dich nicht so stark beeinflusst). An eine Seite des Rades stellst du die LED hin, an die andere den Transistor. Der Transistor schaltet durch, wenn er beleuchtet ist, und schaltet nicht durch, falss eine Speiche gerade die Sicht blockiert. Da brauchst du nur noch den Transistor an ein µC koppeln (Attiny würde reichen, sag ich mal), und proggen, dass ein Interrupt ausgelöst werden soll, wenn eine fallende Flanke kommt (d.h Transistor leitet nicht mehr). Im µC hat man ja meistens eingebaute Timer, die man auslesen kann, und aus den Werten zwischen 2 Flanken kann der µC die Drehzahl errechnen.

    Bei der 7Segmentanzeige gibt es zwei Möglichkeiten: entweder nimmst du solche, die bereits einen Dekoder eingebaut haben, die benötigen dann pro Segment 3 bits; oder du nimmst gleich einen kleinen LCD-Display den man mit 4Bits ansteuern kannst (es kostet ja nicht so viel). Und wenn du den µC nur zu diesem Zweck benutzt, werden auch die Ausgänge locker reichen.

    Ich hoffe ich konnte helfen, ich glaube, dass diese Lösung einfach und leicht nachvollziehbar ist (vorausgesetzt man kennt sich ein bisschen mit der Programmierung aus). Falls aber noch jemand bessere Ideen hat, freue ich mich über konstruktive Kritik. Will ja schliesslich auch was lernen...

    MfG

    ---pongi---

  3. #3
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    danke für deine schnelle antwort
    was ist das genau für ein IC (Typ)

  4. #4
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    Eigentlich wollte ich keinen festen Vorschlag machen. Ich weiss ja nicht, womit du dich auskennst, bzw. wozu du noch den µC benutzen möchtest. Ein Attiny2313 würde aber genügen für diese Aufgabe.

  5. #5
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    Also für den Signalgeber wäre ein kleiner Magnet an eines der Speichen und ein Hall-Sensor oder Reed-Schalter) am Besten (vor allem, weil du dann auch nur 1 Signal pro Umdrehung erhalten würdest). Ansonsten, bei einer Lichtschranken, musst du nur darauf achten, dass du dem Datenblatt folgst, was die Frage der Widerstandswerte betrifft.

    Einfachste Lösung:
    Ein Microcontroller. Der hat alles, was du brauchst (Timer, I/O-Ports) schon drinen. Die Grundschaltung ist relativ einfach, ist aber von dem µC-Typ abhängig. Schätzungsweise beläuft sich der Bauteilenaufwand auf den Chip, einen Quarz, ein paar Kondensatoren, die 7-Segment-Anzeige und die Lichtscharnke. Natürlich hast du da das Problem, dass du die gesamte Logik programmieren musst.

    Das diskret aufzubauen wird ein wenig schwieriger. Einen Schwinger zu basteln ist an sich nichts weltbewegendes, ein Inverter mit Schmidt-Trigger und ein R/C-Glied erzeugt dir eine schöne, variable Frequenz. Danach das Signal mit einem weiteren Inverter entkoppeln und du hast ein sauberes Rechteck am Ausgang (Schwingkreis auf 1s getunt). Als nächstes brauchst du die Lichtschranke, dessen Signal du wieder mit einem Inverter+Schmidt in ein sauberes Rechteck verwandeln musst. Diesen jagst du durch jeweils einen D-Latch (z.b. 74X77 für 4Bit oder 74X374 bei 8Bit) auf den Eingang eines Zähler-Bausteins (dieser Zählt die Umrehungen). Anschließend müssen die Ausgänge der Zähler auf einen die Treiber-Bausteine für die 7-Semgent-Anzeigen geführt werden.
    Der Clock den du erzeugt hast dient dazu, das Latch durchzusteuern und so die neue Umdrehungszahl auf der 7-Segment Anzeige anzuzeigen und gleichzeitig die Zähler-Bausteine zurückzusetzten um die nächste Messung vorzubereiten.
    Auf den Bauch geschlagen wirst du für diese Lösung 8 Chips benötigen und du hast noch das Problem, dass sich die Anzeige nur alle 1 Sekunde die neue Umdrehungszahl anzeigt. Willst du eine schnellere Messung, so musst du den Clock beschleunigen, aber gleichzetig müssen die ergebnisse der Zähler noch mit dem Faktor, um wie viel dein Clock schneller ist, mulipiliert werden (z.b. wenn du ein Clock hast, das mit 125 ms, 1/8 s, läuft, so musst das Ergebnis mit 8 mulitpliziert werden, also in diesem fall um 3 bit nach rechts verschoben werden).

    Noch anzumerken hätte ich, dass der Schaltplan nur zur verdeutlichung der einzelnen Elemente eines diskreten Aufbaus gezeichnet wurde, d.h. ich habe sie nicht getestet und garantiere für nicht. Ansonsten hoffe ich, dass ich zumindest ein wenig weiterhelfen konnte .
    Bevorzugen würde ich persönlich den µC
    MfG
    Mobius

    Code:
       clock    ___
          +----|___|----+
          |             |
          |     |\      |  |\
          +-----| >O----+--| >O----clk
          |     |/         |/
         ---
         ---
          |
          |
         -+-
         GND
    
                              Counter          Latch          7-Segment
          +------------------------------+--------------+---------------+
    
                              74*390           74*77         4055
                    |\        .----.           .----.      .------.
         Sensor-----| >O---+--|    |-----------|    |------|      |---A
                    |/     +--|    |-----------|    |------|      |---B
                              |    |-----------|    |------|      |---C
                       clk----|R   |--+--------|    |------|      |---D
                              '----'  |        |    |      |      |---E
                           +----------+  clk---|>   |      |      |---F
                           |  .----.           '----'      '------'
                           +--|    |--
                           +--|    |--
                              |    |--
                       clk----|R   |--+
                              '----'  |
                              74*390  |
                               ...    |
                           +----------+
    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
    edit: hum, natürlich wieder zu langsam . Naja, eine 7-Sgement-Anzeige direkt anzusteuern ist keine Hexerei. Man braucht nur ein wenig mehr Pins und 1 Transistor pro Annode/Kathode (wenn man die einzelnen Charactere gemultiplext antreibt), das ist HW-mäßig alles. Wenn man 2 Timer frei hat (einen für das messen, einen für den Multiplex der Anzeige), ist es sehr einfach, ansonsten muss man ein wenig tricksen, es geht natürlich auch ohne einen eigenen Interrupt (nur hab ich das Flussdiagramm dafür nicht auf der Festplatte ).

  6. #6
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    mit programmirung kenn ich mich leider nicht aus .

    aber gibt es nicht ein IC das einfach eine Zeitkonstante und ein H/L Signal zusammenbringt und mir dann eine U/min ausspuckt.

    oder eine schaltung mit mehreren ICs das das bewerkstelligen kann?

    danke für die hilfe

    nunzio

  7. #7
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    Hi,

    schau mal hier :

    http://www.selectronic.fr/includes_s...il/ICM7226.pdf

    das Problem ist nur, dass Du das mit der Anzeige der Umdrehungen irgendwie hinkriegen musst.

    Gruss

    Wolfgang

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Nunzio,
    was Du da beschrieben hast, habe ich soeben ein weiteres verschickt, diesmal zur Messung der Drehzahl an einem Vibrafon. Allerdings in einer 'Spezialausführung' mit 2 blauen 7-Segment-Anzeigen, das Stück für 12 Euro. Für die dritte hat das Geld nicht mehr gereicht; Quatsch, es soll bei 05 die niedrigste und bei 95 die höchste Drehzahl angezeigt werden und dient zur reproduzierbaren Einstellung der Rotation, sonst nix.
    Schau Dir das Teil man an: http://www.domnick-elektronik.de/aktuell.htm
    Allerding: Batterie-Betrieb bei 7-Segment-Anzeige ? Da dürftest Du aber eine recht große Batterie für benötigen.
    MfG Karl-Heinz
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  9. #9
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    aoso ich bräuchte nochmal eure hilfe

    und zwar gibt es ein IC das Impulse pro minute oder sekunde auswertet?

    und eine andere frage auch noch ich Suche ausserdem noch ein CMOS IC zur flankenauswertung
    danke für eure schnelle hilfe
    mfg
    nunzio

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Solche ICs GAB es mal, aber seit ca 20 Jahren haben Microcontroller aufgrund von Flexibilität und Preis die Dinger komplett verdrängt. Uhren- und Zähler-ICs, die es v.a. von Intersil in Massen und für jede erdenkliche Anwendung gab sind praktisch nicht mehr zu bekommen. Der "empfohlene" ICM7226 hat als ich ihn zuletzt gesehen habe um die 50 Euro gekostet, dafür schreibt Dir ein Hobbyist sicher ein kleines Programm
    Ein IC, wo Du Dein unbehandeltes Signal reingibst, hinten die 7-Segment-Anzeigen dranbastelst und mit Batterie und frommen Wünschen Funktion erwartest, gibt es nicht. Du wirst also eine nicht ganz unkomplizierte Schaltung aus einer Menge CMOS-ICs zusammenbasteln müssen oder einen Controller programmieren.

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