RPM mit einer diskreten Komponente messen?

Ich habe ein Problem, dass ich eine Drehzahl einer rotierenden Achse mit einem einzelnen daran befestigten Element (Schaltung) messen muss - dh ich kann keinen Hall-Effekt-Sensor verwenden, weil ich keinen separaten Magneten verwenden kann - ich kann nur Verwenden Sie, was Mounter auf der Achse ist. Die Achse dreht sich nur um eine Achse – aber das könnte X, Y oder Z sein. Die Lösung sollte in dieser Hinsicht also modular sein. Ich möchte meistens bis zu 150 U / min messen und verwende ein Arduino für die Messwerte.

Ich dachte an die Verwendung eines Beschleunigungsmessers, eines Kreisels oder eines Kompasses. Compass fühlt sich an, als würde es die Rechnung am besten füllen, aber ich bin mir nicht sicher, ob es auf jeder Achse richtig funktionieren würde, nicht nur auf Z?

Was wäre die beste Komponente und Implementierungsstrategie zur Lösung eines solchen Problems?

Danke für die "-1", hier sind die Erläuterungen:

  • Ein einzelnes Element wie in einem Teilprodukt - für den Halleffekt benötigen wir zwei Teile - den Sensor und den Magneten. Das gesamte Endprodukt sollte also ein einziges Element sein.
  • Eine Achse kann sich nur um eine Achse drehen, aber sie könnte anfänglich in verschiedenen Winkeln platziert werden - daher sollte dieselbe Schaltung für jede Art von Setup (jede Achse) funktionieren.
  • Die Geschwindigkeitsinformationen werden am rotierenden Teil erfasst.
Häh? Vieles macht wenig Sinn. Wie ist eine Schaltung ein "einzelnes Element", und welche Einschränkung genau setzen Sie damit dem Design auf? Wie kann sich eine „Achse“ um mehrere Achsen drehen? Wird die Drehzahlinformation am rotierenden Teil am stationären Teil benötigt?
Ein Spin-Rate-Sensor für Modellraketen ist ein einfacher LDR, der sich auf die Tatsache stützt, dass das Umgebungslicht fast immer ungleichmäßig genug ist, damit dies funktioniert.
@OlinLathrop ok, bearbeitet.
@DaveTweed danke für den Vorschlag, aber die Messschaltung ist für eine "nicht saubere" Umgebung vorgesehen. Wenn der LDR also schmutzig wird, würde er vermutlich nicht mehr funktionieren.
Dies ist immer noch eine schlecht spezifizierte Frage. Was sind die Platz-, Masse- und Leistungsbeschränkungen? Was sind die Anforderungen an Genauigkeit und Aktualisierungsrate? Sie erwähnen eine „unsaubere“ Umgebung, was genau sind also die Umgebungsanforderungen wie Temperatur-, Staub- und Feuchtigkeitstoleranz?
Ich muss zugeben, dass dies wahrscheinlich die schlimmste Q/A-Erfahrung ist, die ich auf Stack-Exchange-Sites hatte. Ich werde mit meiner Google-Suche fortfahren, in der Zwischenzeit ist hier eine Lektüre, Leute: blog.stackoverflow.com/2012/07/kicking-off-the-summer-of-love
Außerdem (und ich kann nicht glauben, dass ich das vergessen habe), welche Art von Ausgangsschnittstelle erwarten Sie von diesem Sensor? analog? Digital? Optisch? Etwas anderes?
@MeLight Könnten Sie das Problem vielleicht noch einmal formulieren, indem Sie das tatsächliche Problem, die betrieblichen und umweltbedingten Einschränkungen und die wichtigsten Herausforderungen konkret aufführen? So wie die Frage jetzt steht, könnte die herkömmliche Maus mit der kleinen rotierenden Kugel, die von zwei Achsen erfasst wird und deren Rotationsgeschwindigkeit mit einem berührungslosen Infrarot-Emitter / Sensor-Paar gemessen wird, möglicherweise Ihren Anforderungen entsprechen - und das ist keine saubere Umgebung.
@AnindoGhosh Ich denke, Justin hat vorerst alle meine Bedenken angesprochen :) Danke
@MeLight Ausgezeichnet. :-)

Antworten (2)

Gyroskope sind dafür ausgelegt - Messung der Winkelgeschwindigkeit an einem rotierenden Körper, ohne dass eine separate stationäre Komponente erforderlich ist. Ich empfehle ein MEMS-Gyroskop. Einige sind mit analogen oder digitalen Ausgängen (SPI oder I²C) erhältlich. Sie werden normalerweise in Grad pro Sekunde angegeben – 150 U/min sind 900°/Sekunde, was hoch, aber immer noch leicht verfügbar ist. Es hört sich so an, als wäre ein 1-Achsen-Kreisel alles, was Sie brauchen; heutzutage scheinen 3-Achs-Kreisel etwas verbreiteter zu sein; Sie wären auch in Ordnung, da Sie die anderen 2 Achsen einfach ignorieren könnten.

Zu den anderen Optionen, an die Sie gedacht haben:

Der Nachteil eines Kompasses ist, dass er wahrscheinlich nur für die vertikale Drehung gut funktioniert. Sie können auch Probleme mit nahegelegenen Bügeleisen oder Motoren haben. Sie sind normalerweise dafür ausgelegt, die Winkelposition zu messen, nicht die Geschwindigkeit. Ich bezweifle, dass Sie mit einem Kompass leicht 150 U / min messen können.

Um die Winkelgeschwindigkeit mit einem Beschleunigungsmesser zu messen, müssten Sie ihn vom Zentrum entfernt auf der Welle montieren und die Zentripetalbeschleunigung messen. Dies könnte funktionieren, vorausgesetzt, der Abstand von der Mitte ist groß genug und kontrolliert genug, um die gewünschte Präzision zu erzielen, aber das kann schwierig sein, wenn die Achse schmal ist. Jede zusätzliche lineare Beschleunigung an der gesamten Achse müsste berücksichtigt werden.

Justin, danke für den auf den Punkt gebrachten und klaren Rat – Sie haben auf meine Fragen eingegangen und mir tatsächlich ermöglicht, mit der nächsten Phase meines Projekts fortzufahren, weshalb ich überhaupt hierher gekommen bin.

Ich würde mich für einen optischen Unterbrecher entscheiden, entweder mit mechanischer Unterbrechung oder auf Reflexionsbasis. Beide geben Ihnen leicht einen Impuls pro Umdrehung (oder mehr!), Der Ihnen eine ziemlich gute Schätzung der Drehzahl geben sollte, wenn die Geschwindigkeit schnell genug ist. Bonus: keine mechanische Verbindung zur Welle. Wenn Sie eine höhere Genauigkeit bei niedriger Geschwindigkeit oder mehr als ein oder zwei Schätzungen pro Umdrehung benötigen, würde ich mich für einen Quadratur-Encoder entscheiden.

Dies ist viel einfacher als MEMS-Gyro- oder Beschleunigungsmesser-Ansätze, und Sie sind viel schneller einsatzbereit.

Reflexionsbasiert (Mouser):

Von Mauser

Unterbrecher (Datenblattdirekt)

Aus Datenblattdirekt

Ich vermute, dass dies die Anforderung "muss ein Einzelteil sein" nicht erfüllt, da Sie zwei separate Teile benötigen: ein Encoderrad an der Achse und einen Sensor davon (oder umgekehrt). Natürlich ist es schwer zu sagen, was das OP tatsächlich mit dieser Anforderung meint, aber ich vermute , er sucht nach einer Möglichkeit, die absolute Drehung der "Achse" (die möglicherweise keine Achse ist ) und nicht die relative zu messen Drehung zwischen der Achse und einem anderen Objekt.
Nur ein Teil ist jedoch elektronisch. Das andere kann ein Stück Alufolie sein! Wenn er nach etwas anderem als Geschwindigkeit sucht, ist der Beschleunigungsmesser wahrscheinlich die beste Option, obwohl keine der Lösungen (außer Encoder) dafür einfach ist.
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