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Thema: Drehzahlmessung mit Hall-Sensor - Vorgehensweise...?

  1. #1

    Drehzahlmessung mit Hall-Sensor - Vorgehensweise...?

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    Hallo!

    Ich bin noch ein relativer Neuling in der Tüftelei und wollte mich nun mal an folgende Aufgabe begeben:

    Mit Hilfe eine Hall-Sensors möchte ich die Drehzahl eines Modellautos ausmessen und später an den PC übermitteln, leider finde ich noch keinen optimalen Ansatz...

    Meine Idee: Ich setze ein Zahnrad auf die Achswelle und davor einen Hall-Sensor und auf diesen Hall-Sensor widerum einen kleinen Magnet. Theoretisch müsste durch die Zähne des Zahnrads eine Magnetfeldänderung entstehen, welche man als Impulse bspw. an eine Schaltung übertragen könnte.

    Jetzt meine Fragen:

    Ist das theoretisch möglich mit diesem Aufbau?
    -> Magnet - Sensor - Zahnrad

    Es gibt verschiedene Hall-Sensoren: Bi- sowie Unipolar
    Welchen würdet ihr mir da empfehlen?

    Sollte das Zahnrad aus einem bestimmen Stahl bestehen?

    Für jeden Tipp wäre ich sehr dankbar!!!

    MfG

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Hier gibt es ein Beispiel und eine Beschreibung im Datenblatt.
    http://www.robotstorehk.com/sensors/sensor.html
    http://www.robotstorehk.com/3503.pdf

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Moin!
    Wie Manf bereits im Link zum Datenblatt zeigt ist das möglich. Erforderlich ist ein digitaler Hallsensor. Die sind billig, verbreitet und zuverlässig.
    Wenn Du einen analogen Hall findest (zb Infineon TLE4997) gibt es noch zig andere Möglichkeiten über die Stärke eines Magnetfeldes den Winkel und dadurch die Winkelgeschwindigkeit zu messen. Google mal nach Sensorprinzpien, analoge Hallsensoren, Firma Melexis, Firma Allegro, Firma Micronas usw.
    Gruß Gock

  4. #4
    Hab die Links grad mal so grob angeschaut, werd ich morgen nochmals genauer machen, ist jetzt doch schon spät... Also wenn ich das richtig verstehe, nehme ich einen Hall-Sensor, der bereits einen Magneten "beinhaltet" und montiere diesen vor ein Zahnrad?!

    Das kann dann theoretisch ein X-beliebiges Zahnrad sein oder muss das etwas bestimmtes sein?

    Sollte ich dann die Signale nochmals verstärken oder kann ich die direkt zur Platine weiterleiten, welche dann in Verbindung zum Computer steht?

    Vielen Dank für eure Hilfe!!!

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Tach!
    Also wenn ich das richtig verstehe, nehme ich einen Hall-Sensor, der bereits einen Magneten "beinhaltet" und montiere diesen vor ein Zahnrad?!
    Wenn Du einen bekommst, gerne. Aber an die Dinger kommst Du vielleicht nicht ran. Dann eben separaten Magneten dahinterklemmen, dann hast Du auch mehr Probiermöglichkeiten.

    Das kann dann theoretisch ein X-beliebiges Zahnrad sein oder muss das etwas bestimmtes sein?
    Natürlich muß es ein Zahnrad sein, dass eine hohe magnetische Permeabilität aufweißt, sprich, es muß magnetisch sein. Es gibt spezielle Zahnräder für sowas, aber es ist nicht leicht, an sowas ran zu kommen. Also ein normales magnetisches Zahnrad sollte es tun.

    Sollte ich dann die Signale nochmals verstärken oder kann ich die direkt zur Platine weiterleiten, welche dann in Verbindung zum Computer steht?
    Wenn Du einen digitalen Hall nimmst, dann gibt der eh' einen Logikpegel aus. Den kannst Du ganz normal verwenden, zb durch Auslesen eines µC. Analoge Halls haben einen Verstärker schon integriert. Kannst Du direkt an AD-Wandler hängen.
    Es gibt auch noch Halls, die Du an spezielle Brückenverstärker anschließen musst. Das ist nervig, umständlich und nicht zeitgemäß, wesalb ich davon abrate.

    ABER: Du solltest Dir dringend einiges über Eigenschaften von Magnetfeldern hinsichtlich Feldverzerrung durch magnetische Materialien anlesen. Denn: das Magnetfeld muss durch das Zahnrad derart verändert/"gebündelt" werden, dass die Änderung der Feldstärke im Hallsensor dessen Schaltschwelle über- bzw. unterschreitet. Sonst ist er immer High bzw. immer Low. Normalerweise wird der genaue Abstand/Einfluss mit aufwendigen Programmen simuliert. Du wirst es wohl ausprobieren müssen.
    Probier' auch unbedingt verschieden große Magnete in verschiedenen Abständen
    Gruß Gock

  6. #6
    Vielen Dank für die Antworten!

    Ich hab mich jetzt nochmal genauer informiert und irgendwie ist es doch relativ schwer, an solche Teile ranzukommen...

    Außerdem bin ich jetzt noch durch jemand anderes, der sich auch relativ gut auskennt auf den Vorschlag gebracht worden, dass ich das vielleicht doch lieber optisch machen sollte...

    Das wären dann eine Gabellichtschranke im Miniformat sowie eine Lochscheibe, die ich dann noch anbringen muss, wenn nötig muss ich die selbst herstellen...

    Jetzt meine Fragen:
    Muss ich das Signal noch verstärken, wenn sich in der Minilichtschranke kein Verstärker befindet?
    Kennt zufällig jemand einen Hersteller solcher Lochscheiben, wo man diese quasi in diversen Ausführungen kaufen kann?
    Was haltet ihr generell davon? -> Lieber Hall-Sensor oder lieber optisch?

    Wäre super, wenn ich noch ein paar Tipps und Anregungen bekommen würde!

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo nochmal!
    Also optisch ist schon einfacher, weil man an mehr Teile rankommt. Beliebte Bezugsquellen sind Reichelt und Conrad. Da gehst du einfach auf die Seite und suchst Lichtschranken (Gabel-, Reflex-, usw). Meistens haben die auch Lochscheiben und die Datenblätter, in denen steht dann, in welcher Form das Ausgangssignal ist. Notfalls kaufst Du Dir eine billige Maus und hast zwei Lichtschranken und zwei Lochscheiben. Wie man das Siganl ausliest musst Du natürlich schlussfolgern.
    Andererseits brauchst Du bei den scheinbar hohen Drehzahlen (Modellauto!), die Du messen willst keine Lochscheibe mit vielen Löchern. Im einfachsten Fall reicht ein einziger "Dorn". Wenn Du die Zeit misst, die er für einen Umlauf braucht, dann hast Du bereits die Drehzahl (mit ein bischen Mathe).
    Die meisten Signale sind Spannungssignal und können/müssen mit einem hochohmigen Eingang ausgelesen werden. Hochohmig, damit nicht viel Strom fließt. Verstärken musst Du das meist nicht, weil die Lichtschranke eh' nur Ein-Aus, also Loch/nicht Loch anzeigt. Aber natürlich muss der Signalpegel im Bereich des max. Eingangspegels Deines Auslesegeräts sein. Beispiel: Atmel DigitalEingänge hätten gerne 5V Eingangsspannung (bei 5V Versorgung). Zwar arbeiten die auch noch bei ca. 2,7 Volt, ist aber unschön. Die ADCs brauchen dagegen nur 1V. Also kommts auf Dich an, wie Du es auslesen willst.
    Lies mal in Büchern, da stehen ganz viele interessante Sachen drin, vor allem für Anfänger. Mit speziellen Problemen kannst Du dann hier Rat finden.
    Tschö

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