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Thema: Drehzahlmessung mit Bürstenimpulsen an kleinem DC-Motor

  1. #1
    RN-Premium User Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Drehzahlmessung mit Bürstenimpulsen an kleinem DC-Motor

    Hallo @PICture und alle,

    ich habe die von PICture vorgeschlagene Methode zur Drehzahlmessung ausprobiert - und sie funktioniert

    Weil die Messung der Impulse mit Oszi Spannungen unterhalb von GND zeigte, wollte ich diese unbedingt von den Eingängen des µCs oder anderen ICs fernhalten. Oszillogramm im Attachment zeigt unten den Impuls am MP1 und oben das Rechteck am Ausgang (MP2)

    Mir ist leider nichts einfacheres eingefallen als die Schaltung im Code. Sie "verstärkt" und säubert außerdem die doch recht kleinen Impulse. Motor ist ein kleiner DC-Motor aus einem CD-ROM.

    EDIT: Vorsicht, Schaltung enthält Fehler. Berichtigte Version weiter unten im thread

    Code:
    Vorsicht, Fehler in der Schaltung
        .-------o-------------------------------o---o-----------o---------------.
        |       |                               |   |           |               |
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        |       | L = 4µH                       |  .-.          |              .-.
        |       C R = 6                         |  | | 110k     |          4,7k| |
        |       C                               |  | |          |              | |
        |       C                               |  '-'          |              '-'
        |       |                               |   |           |     ___       |
        |       |               MP1             |   o-----------)----|___|------o
        |       |                o              |   |           |    110k       |
        o---.   |      100nF     |              |   |           |VCC            |
        |   |   |         ||     |     1N4148   |   |         |\|               |
        |   |   o---------||-----o------->|-----)---)---------|-\               |      MP2
       /+\  |+  |         ||     |              |   |         |  >--------------o------->
      (5V )===  |                |              |   o---------|+/                  zum µC
       \-/ /-\  |               .-.             |   |         |/| LM393
        |   |   |               | | 4,7k        |   |           |
        |   |   |               | |             |   |           |
        |   |   |               '-'             |   |           |
        o---'   |                |              |   |           |
        |       |                |      ___     |   |           |
        |       |                o-----|___|----'   o-----.     |
        |       | Motor          |     4,7k         |     |     |
        |      / \  R=20         |                 .-.    |     |
        |     (   ) L=10mH       V 1N4148          | |    |4,7nF|
        |      \ /  ca 3600Upm   -             10k | |   ---    |
        |       |                |                 '-'   ---    |
        |       |                |                  |     |     |
        |       |                |                  |     |     |
        '-------o----------------o------------------o-----o-----o
                                                                |
                                                               ===
                                                               GND
    Zählen der Impulse per Pin Change Interrupt in BASCOM. Der Motor gibt 6 Impulse pro Umdrehung, je Flanke einen Interrupt, also 12 Interrupts pro Umdrehung. Der Motor lief mit ca3600 U/min.


    Wie könnte man die Eingangsschaltung für den µC einfacher machen oder das Ganze optimieren. Daten des Motors gemessen, da kein Datenblatt vorhanden.

    ( Es kann doch eigentlich nur einfacher gehen )

    Gruß
    Searcher
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken b_rstenimpuls.jpg  
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
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  2. #2
    RN-Premium User Robotik Visionär Avatar von PICture
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    Hallo Searcher!

    Super !!!

    Ich bedanke mich bei dir fürs praktisches Ausprobieren und Weiterentwickeln meiner "verrückter" Idee !

    Ab jetzt dank Dir ist es also möglich, das ganze in Antriebe von einfachen Bots zu implementieren ohne irgendwas auf der Motorachse befestigen zu müssen, da die Drehrichtung der Steuerung immer bekannt ist.

    Leider Vereinfachung im Gegensatz zum Komplizieren ein Ende hat.

    MfG

  3. #3
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    Hallo,

    @PICture: Keine Ursache. Du siehst, wie weit mich Deine Ideen getrieben haben Man hat zwar weniger an der Motorachse aber dafür müssen die Achsen stärker ausgelegt werden, damit Sie das Gewicht der zusätzlichen Elektronik tragen können.


    Leider Vereinfachung im Gegensatz zum Komplizieren ein Ende hat
    Ich kann nicht glauben, daß ich eine einfache Möglichkeit gefunden habe. Das wäre das erste Mal

    Gruß
    Searcher
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
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  4. #4
    RN-Premium User Robotik Visionär Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von Searcher
    Du siehst, wie weit mich Deine Ideen getrieben haben Man hat zwar weniger an der Motorachse aber dafür müssen die Achsen stärker ausgelegt werden, damit Sie das Gewicht der zusätzlichen Elektronik tragen können.
    Es tut mir sehr leid und würde wahrscheilich jetzt nicht mehr ruhig schlafen können, wusste aber nicht, dass du mir ännlich verrückt bist. Dann eignet sich es angeblich nur für sehr starke Motoren ...

    Zitat Zitat von Searcher
    Ich kann nicht glauben, daß ich eine einfache Möglichkeit gefunden habe. Das wäre das erste Mal
    Das kenne ich leider sehr gut. Wenn du Zukunftangst hättest, dann die einfachste Lösung wäre mit der Forschung von "verrückten" Ideen aufzuhören, weil ich befürchte, dass es bei Dir nicht das letzte Mal war ...

    MfG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hi Searcher,

    schön, dass Du das so hübsch dokumentiert hast. Ich vermute, dass Du den Motor mit Gleichstrom versorgt hast. Hast Du Dir schon mal die Signale angesehen, wenn der Motor drehzahlvariabel mit einer PWM angesteuert wird?
    Ciao sagt der JoeamBerg

  6. #6
    RN-Premium User Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Hallo,

    Zitat Zitat von PICture
    ...Wenn du Zukunftangst hättest, dann die einfachste Lösung wäre mit der Forschung von "verrückten" Ideen aufzuhören...
    @PICture: Auch wenn ich mich manchmal vor mir selber fürchte und nicht weis wohin mich manches führt, hift mir das nichts mehr. Ich glaube ich bin vom Bastelvirus befallen und kann auch nicht mehr verrücktes von "normalem" unterscheiden.


    @oberallgeier: Gut daß Du nach PWM fragst. In der ersten Euphorie habe ich die Einschränkungen der Methode nicht aufgeschrieben. Würde der Motor mit PWM angetrieben, wüßte ich nicht, wie ich die Bürstenimpulse aus den PWM Impulsen rausfiltern sollte. Hatte PWM also von vorneherein schon ausgeschlossen und den Motor nur mit Gleichstrom betrieben. -Bin schon wieder am Grübeln, ob es nicht doch gehen würde; ich laß es aber besser -

    Außerdem wird der Impuls kleiner, je langsamer der Motor läuft und es wird immer schwieriger den Impuls sicher zu erkennen. Nach obigem Aufbau zieht der Motor etwa 18mA. Drehzahlverringerung mit einfachem Poti in Reihe, geht es gut runter bis etwa 300Upm. Mit kräftigeren Motoren kommt man bestimmt noch tiefer. Der Impuls wird stärker bei Belastung des Motors. Läuft er zu langsam wird er durch die Belastung aber eher noch schwächer.

    Noch existiert das als Testaufbau. Ausgereifter und untersuchter würd ich es als Testgerät unbekannter/ausgeschlachteter Motore einsetzen (wobei man immer noch wissen müßte, wieviel Impulse pro Umdrehung anfallen) oder eben als Alternative in einfachen Bots zB. zur Geradeausfahrt oder Streckenmessung. Die Impulse sind da und man kann sie auch, hoffentlich sinnvoll, verwenden...


    Gruß
    Searcher
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hi searcher,

    meine Frage war ja fies, ich weiß. Weil ich das ja selbst schon ausprobiert hatte - und meine Ergebnisse waren so, wie es zu erwarten war. Es ist aber immer beruhigend, wenn eigene Ergebnisse von anderen bestätigt werden. Übrigens gibt es noch eine Einschränkung zu dieser Messmethode: Es ist keine Drehrichtungserkennung möglich. Trotz allem ist die Methode bei mir nicht vom Tisch, nur auf der ToDo-Liste deutlich nach unten gerutscht.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
    RN-Premium User Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Hallo oberallgeier,
    Zitat Zitat von oberallgeier
    ...meine Frage war ja fies, ich weiß...
    Kein Problem für mich. Hilft jedenfalls, die Methode zu beleuchten. War gerade dabei den letzten Satz in meinen letzten Post zu editieren.

    Vielleicht kann man hier im RN irgendwann ein Anwendung von der Bürstenimpulsmethode sehen. (ALLES andere war doch schon da )

    Dazu müßte aber vermutlich die Auswerteelektronik erst vereinfacht werden.

    Vielleicht gibt es da ja doch noch eine Möglichkeit?

    Gruß
    Searcher
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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Zitat Zitat von Searcher
    ... Vielleicht gibt es da ja doch noch eine Möglichkeit ...
    Zitat Zitat von oberallgeier
    ... Trotz allem ist die Methode bei mir nicht vom Tisch ...
    Mal sehen.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  10. #10
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    Du könntest die EMK ausnützen und die Impulse dann messen, wenn das Signal der PWM 0 ist. Das bedeutet dass du misst, wenn du die Leistungstransistoren/Fets nicht ansteuerst.

    MfG Hannes

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