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Thema: Drezahlmessung Turbine, Fotodiode oder Fototransistor?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Drezahlmessung Turbine, Fotodiode oder Fototransistor?

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    Hallo liebe Community,
    ich möchte für eine selbst gebauten Turbine eine Drezahlmessung mithilfe eines Mikrokontrollers bauen. Die Drezahl soll optisch ermittelt werden, dazu wurde bereits in den Ansaugtrakt der Turbine zwei Löcher gebohrt und durch die Feststellmutter eine Loch gebohrt, sodass nun auf der einen Seite eine IR-LED eingebaut werden kann und auf der anderen Seite entweder ein Fototransistor oder eine Fotodiode.

    Eigentlich hatte ich vor einen Fototransistor zu verwenden, da dies auch die Schaltung vereinfacht. Nur machte mich gerade die Randbemerkung bei Wikipedia etwas nachdenklich, dass Fototransistoren im Vergleich zu Fotodioden langsam sind. Jedoch habe ich bereits funktionierende Drezahlmesser mit Fototransistor gesehen. Was eignet sich eurer Meinung nach Besser für dieses Problem?

    Mfg Hunni

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Hallo hunni,

    wenn Du z.B. diesen Beitrag im RN-Wissen meinst bzw die Hyperlinks zu den Dioden und Transitoren, dann kann man Dir wohl empfehlen eine Fotodiode zu wählen, die Schaltzeiten liegen hier im ns-Bereich. Wenn mich nicht alles täuscht ist das schneller als µs. Siehe hier.

    Es kommt allerdings auf die maximale Drehzahl der Turbine an... und natürlich wie schnell der Mikrocontroller ist damit kein Ereigniss verloren geht. Je nach dem kann dafür dann eben auch ein Fototransitor ausreichend sein.

    Da Du eine Bohrung vorgesehen hast muss die erkannte Drehzahl /"2 geteilt werden.
    Geändert von HeXPloreR (29.10.2013 um 18:45 Uhr)
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Du wirst ja etwa wissen, welche Maximaldrehzahl erwartet werden kann. Damit kann man rechnen, welche Maximalfrequenz für den Lichtsensor erwartet werden kann. Mit dieser Information kann man dann besser abschätzen. Höchstwahrscheinlich kommt der Fototransistor noch leicht mit. Was für Mechanik schon sehr schnell ist, ist für Elektronik eher langsam.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    ... Da Du eine Bohrung vorgesehen hast muss die erkannte Drehzahl /"2 geteilt werden ...
    Das ist mir nicht ganz klar. Und zwar [PINGELIG#1] wäre: was heißt "Drehzahl /"2 geteilt" - das könnte heissen "Drehzahl durch 2 geteilt" aber auch ""Drehzahl durch ½ geteilt". [PINGELIG#2] WENN die Bohrung diametral durch die Welle geht, dann stimmt "Unterbrechungssignal durch 2 geteilt" - sonst ists die Drehdauer für eine Umdrehung => die reziproke Drehzahl.

    Mal ein Beispiel: ich habe gehackte Miniservos mit ner Drehzahlmessung ausgerüstet. Die Dinger drehen so bis 800 Ups (sprich: nicht pro Minute, pro Sekunde!),

    ......

    d.h. die Encoderscheibe unterbricht den Strahlengang der Gabellichtschranke mit über 3 kHz. Wär das die einzige Aufgabe des Controllers, würde sich der ganz schön langweilen. ABER Turbinen drehen je nach Drehzahl auch mal ein, zwei Zehnerpotenzen schneller als 3 kHz.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Hunni,

    Zitat Zitat von hunni Beitrag anzeigen
    Eigentlich hatte ich vor einen Fototransistor zu verwenden, da dies auch die Schaltung vereinfacht. Nur machte mich gerade die Randbemerkung bei Wikipedia etwas nachdenklich, dass Fototransistoren im Vergleich zu Fotodioden langsam sind. Jedoch habe ich bereits funktionierende Drezahlmesser mit Fototransistor gesehen. Was eignet sich eurer Meinung nach Besser für dieses Problem?
    So als Daumenregel:

    Pin-Photo-Dioden kommen ca. auf 1GHz
    Photo-Dioden erreichen Grenzfrequenzen von etwa 10MHz
    Photo-Transistoren ca. 300kHz
    Photo-Darlington-Transistoren ca. 30kHz.

    Genaues steht wie immer im Datenblatt.

    MfG Peter(TOO)

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Zitat Zitat von oberallgeier Beitrag anzeigen
    "Drehzahl /"2 geteilt"
    -> sollte heißen " die erkannte Drehzahl /2 " -, da ist mir wohl ein " von der Taste reingerutsch. Ich dachte auch daran wenn ich "durch" schreibe, dann kommt son Spruch. Wie man es macht... . Wie kommst Du denn auf "man könnte auch ½ geteilt erkennen". Versteh ich jetzt nicht sooo ganz.
    WENN die Bohrung diametral durch die Welle geht, dann stimmt "Unterbrechungssignal durch 2 geteilt" - sonst ists die Drehdauer für eine Umdrehung => die reziproke Drehzahl.
    Ja, sorry oberallgeier das es nicht so ganz es der Beschreibung ersichtlich war wie der Einbau jetzt ganz genau gedacht war und ich einen bestimmten Aufbau assoziiert habe.

    Ich werde mich bemühen in Zukunft etwas deutlicher zu schreiben. Vielleicht aber so das man immer noch versteht was ich sagen möchte. Hauptsache du kennst auch das Wort "Fototransitor", ausserdem wollte ich solidarisch wirken
    Aber oberallgeier hat recht.
    Geändert von HeXPloreR (29.10.2013 um 20:00 Uhr)
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Zitat Zitat von Peter(TOO) Beitrag anzeigen
    ... So als Daumenregel ...
    Hallo Peter, DAS ist ja mal eine hübsche Aufstellung. Könntest Du bitte das ins RNWissen schreiben (z.B. vielleicht hierher)? Danke im Voraus.

    @HeXPloreR - ich habs ja schon richtig verstanden. Nur dachte ich dass es vielleicht für den Threadersteller missverständlich wäre. Dir ist aber doch sicher klar, dass "½ geteilt" dasselbe ist wie mit zwei multi . . . wusste ich doch. BTW - ich wollte damit niemand , insbesondere Dich nicht ärgern.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
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    Zitat Zitat von oberallgeier Beitrag anzeigen
    @HeXPloreR - ich habs ja schon richtig verstanden. Nur dachte ich dass es vielleicht für den Threadersteller missverständlich wäre. Dir ist aber doch sicher klar, dass "½ geteilt" dasselbe ist wie mit zwei multi . . . wusste ich doch. BTW - ich wollte damit niemand , insbesondere Dich nicht ärgern.
    Da es eben nicht für jeden immer direkt erkennbar ist das geteilt durch "½" oder "0.5" das gleiche ist, hätte ich hier ganz sicher " mal 2 nehmen" geschrieben.
    Aber da man ja nicht "ein Kein-Loch bohren kann" damit die Drehzahl sich rechnerisch verdoppelt lässt, sah ich davon ab
    Deshalb sprach ich von einer Division. Ansonsten geht eine Multiplikation mit 0,5 um auch die korrekte Drehzahl aus den Unterbrechungen zu erhalten.
    (Bei Annahme meines gedachten Aufbaus)
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  9. #9
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    Erstmal vielen Dank für die schnellen Antworten Also das mit dem Drehzahl/2 hab ich schon richtig verstanden und da hast du natürlich recht

    Also die max. Drezahl der Turbine beträgt 109.000 UP/M....also 1816,666 Hz. Bei dem Fototransistor den ich mir gerade bei Reichelt angeguckt habe is die Risetime bei 25 µS (40.000 Hz). Müsste damit also eigentlich locker zu schaffen sein, oder?

    Und für die Diskussion wie es denn nunmal gemacht wurde, hier eine kleine Skizze :
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	IMG_20131029_205127.jpg
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Größe:	57,9 KB
ID:	26631


    Gruß Hunni

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Man bin ich froh das Du das jetzt schreibst...ich hoffe Du hast Deine Planung nicht nur wegen mir geändert

    Ich denke der (?) Transistor sollte ausreichend sein.
    Wäre der dann gegen Fremdlicht geschützt eingebaut? Man muss jetzt die Elektronik dazu so aufbauen das er nicht mehrfach gesättigt wird. Im schlimmsten Fall schon durch Fremdlicht (und/oder Streulicht der IR-LED).

    Der Mikrocontoller sollte jetzt 2,5 mal schneller sein... also mindestens 100kHz. Da ist man also mit z.B. einem fabrikfrischen ATmega8 mit 1MHz gut bedient. Hast Du damit schon erfahrung oder einen bestimmten Mikrocontroller im Blick?
    Geändert von HeXPloreR (29.10.2013 um 21:16 Uhr)
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