Einbau Motorsensor (für später)

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Adler Nbg
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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 1

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 10:51

Hallo WLANcroc-Bahner,

nachfolgend zeige ich Euch den Einbau eines Hall-Sensors TLE 4935 in einen PIKO Taurus, Spur G.
Das Motorgehäuse bietet dafür Platz.
:)
Die Bauteile sind die gleichen, welche Rainer oben schon beschrieben hat.
(Verwendet habe ich 0,14er Litze).
Auch bei der Befestigung der Magnete auf der Motorwelle bin ich genauso vorgegangen.
Danke Rainer!
:D

Ergänzend zeige ich den Bau einer kleinen Vorschaltung für den Sensor, wie sie im Datenblatt beschrieben wird, für eine bessere Signalgebung.
Diese ist aber nicht zwingend notwendig, wie man anhand realisierter Beispiele hier lesen kann.

Ein paar Gedanken zu dem Hall-Sensor TLE 4935 (vgl. dazu oben genanntes Datenblatt).

Der TLE 4935 ist ein bipolarer Hall-Sensor, d.h. er ändert seinen Zustand an seinem Ausgang, wenn eine bestimmte magnetisch erzeugte Induktion einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
Der Zustand bleibt solange erhalten, bis eine bestimmte magnetisch erzeugte gegenpolige(!) Induktion einen bestimmten Schwellwert überschreitet.

Die Besonderheit beim TLE 4935 ist, dass bei ihm der magnetische Südpol (in den nachfolgenden Bildern grün (green) markiert)) den Zustand "ein" (on)
und der magnetische Nordpol (in den nachfolgenden Bildern rot (red) markiert) den Zustand "aus" (off) schaltet.

Diese wesentliche Eigenschaft kann man sich nicht nur für die Ermittlung der Geschwindigkeit, sondern auch zur Ermittlung der Drehrichtung der Motorwelle zu Nutze machen.
:ugeek:

Die Anordnung der magnetischen Pole zum Hall-Sensor ist daher besonders wichtig.
Eine "verpolte" Magnet-Ausrichtung auf der Welle kann das Leistungsvermögen zu messender Zustände des bipolaren Hall-Sensors einschränken bis hin zu "messe nur einen oder keinen Zustand".
Dateianhänge
TLE4935.jpg
Vorschaltung zum TLE 4935
TLE4935.jpg (14.27 KiB) 23801 mal betrachtet
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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 2

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 10:57

weiter geht es mit den Überlegungen zu dem TLE 4935:

anbei nun ein Bild zur möglichen Anordnung von Magneten auf der Welle und deren Positionierung zum Hall-Sensor (bipolar latch).
Leider in Englisch, hoffe aber, dass ein Bild mehr als 1000 Worte sagt.
:D
Dateianhänge
hall sensor bipolar latch 1 - speed and direction - eg tle4935.jpg

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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 3

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 11:19

...aus den vorausgegangen Überlegungen habe ich mich daher im Nachbau der zweiten Variante (2 grüne Smileys für Case 2) versucht.

Beim Einsatz von 2 Magneten in der nachfolgend näher betrachteten Ausrichtung ergibt sich eine elektronische Signal-Situation am Ausgang (in der Schaltung mit Q bezeichnet),
die eine Richtungsbestimmung erlaubt. :idea:
Hängt dann natürlich von der Software ab. ;) ;) ;)


Das "waagerechte" Vorbeistreichen der Magnete am Sensor erzeugt zwei Informationen je Magnet, einmal Südpol (ein) und einmal Nordpol (aus).
Vgl. Anordnung der Magnete und Ausrichtung zum Sensor im Schaubild.

Die rote Linie in den Diagrammen zeigt den Anstieg der magnetischen Induktion wärend der Näherung an den Sensor an. Die Spitzen (peaks) "oben" werden durch den "Südol",
die Spitzen "unten" durch den "Nordpol" des Magneten ausgelöst.

Der "Stromzustand" "Ein" (high/on) bzw. "Aus" (on/off) am TLE-Signal-Ausgang wird in der blauen Linie gezeigt.
Man sieht sehr schön, wie unterschiedlich lang der "Ein"-Zustand bzw. "Aus"-Zustand in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Magneten auf der Motorwelle ist.

Aus der Differenz läßt sich nun per Software die Richtung errechnen. :D
Vorausgesetzt, die Signale sind sauber unterscheidbar. ;)
Dateianhänge
hall sensor bipolar latch 2 - speed and direction - eg tle4935.jpg
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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 4

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 11:40

Nun zu meinem Bau der Vorschaltung und dem eigentlichen Einbau in den Motorblock:

Ich verwende eine zurechtgeschnittene Lochstreifenplatine, 2 Kondensatoren (4,7 nF), einen Widerstand (1,2k Ohm), den TLE 4935 und drei ausreichend lange farbige Litzen (0,14).
Taurus TLE 4935 Board 1.jpg
Anordnung der Kondensatoren 4,7 nF 2
Taurus TLE 4935 Board 1.jpg (49.08 KiB) 23799 mal betrachtet
Taurus TLE 4935 Board 2.jpg
Anordnung der Kondensatoren 4,7 nF 1
Taurus TLE 4935 Board 2.jpg (39.21 KiB) 23799 mal betrachtet
Ihr seht 2 Varianten der Montage des TLE's 4935.

Variante 1: Kopfseite des TLE 4935 zeigt von Platine nach außen.
Variante 1 bietet sich an, wenn man mit der Platine nah an die Magneten herankommt und der Abstand ausreichend ist.
Taurus TLE 4935 Board 4.jpg
Variante 1: Der TLE zeigt mit der abgeschrägten "Kopfseite" von der Platine nach außen.
Taurus TLE 4935 Board 4.jpg (28.55 KiB) 23799 mal betrachtet
Taurus TLE 4935 Board 3.jpg
Variante 1 : Der TLE zeigt mit der abgeschrägten "Kopfseite" von der Platine nach außen.
Die Litze (rot für Strom, blau für GND und gelb für Signal) werden eingefädelt.
Taurus TLE 4935 Board 3.jpg (47.45 KiB) 23799 mal betrachtet
Variante 2: Kopfseite des TLE 4935 zeigt von Platine nach innen:
Variante 2 bietet sich an, wenn man größere Abstände von der Platine ausgleichen will.
TLE4935L face to board 3.jpg
Variante 2: TLE 4935 zeigt mit der abschrägten "Kopfseite" von der Platine nach innen.
TLE 4935 L bent up side down face towards magnet 2.jpg
Variante 2: TLE 4935 zeigt mit der abschrägten "Kopfseite" von der Platine nach innen. Beim Umbiegen zeigt der Kopf dann nach außen.
Tipp: Ein Schrumpfschlauch über die Sensordrähte vor dem Löten aufgeschoben verhindert später evtl. Kurzschlüsse.
Legt die ummantelten Sensordrähte zum Biegen über einen kleinen Schraubendreher für eine Biegeradiusvorgabe. Das verhindert ein mögliches Abknicken der Sensordrähte.

Viele Grüße

Michael
Zuletzt geändert von Adler Nbg am Mo 21. Jul 2014, 10:15, insgesamt 5-mal geändert.

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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 5

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 11:49

Es folgt das Einstecken der Widerstandsenden zu den Litzen rot und gelb.
Taurus TLE 4935 Board 6.jpg
Bauteil-Anordnung auf der Platine
Taurus TLE 4935 Board 6.jpg (34.81 KiB) 23799 mal betrachtet
Taurus TLE 4935 Board 31.jpg
Widerstand 1,2 K Ohm mit Schrumpfschlauch Enden aufgesteckt zu "rot" und "gelb"
Taurus TLE 4935 Board 31.jpg (17.5 KiB) 23799 mal betrachtet
Und nun alles auf der Rückseite verlöten.
Zur Variante 1 (siehe oben) den TLE möglichst kurz auf der Platine anbringen.
Zuletzt geändert von Adler Nbg am Mo 21. Jul 2014, 10:06, insgesamt 1-mal geändert.

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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 6

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 11:58

Nun zu dem Motorblock des Taurus.
Wie man den öffnet, liest sich in verschiedenen Threads oder in seiner Bedienungsanleitung.

Ich zeige daher nur den Ausbau des Zahnrades und die Anordnung der fertigen Platine.
Motorblock-Piko-Taurus2.jpg
Der Taurus Motorblock geöffnet.
Motorblock-Piko-Taurus3.jpg
Nach Abnehmen des Motors, vorsichtig mit leichten Schrägbewegungen die Zahnradwelle nach oben herauslösen
Motorblock-Piko-Taurus4.jpg
Der freigelegte Motorraum. Die Hall-Sensorplatine wird rechts an der Kopfseite angebracht.
Nebenbei: Der Motorraum wird noch ein bisschen von überschüssigem Fett befreit.

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Einbau Motorsensor (für später) - TLE 4935 in PIKO Taurus 7

Beitrag von Adler Nbg » Sa 14. Dez 2013, 12:12

Es folgt das Anbringen der Platine.
Ich habe diese brachial mit einer kleinen Schraube befestigt.
Sie ist dann leichter auswechselbar, falls nötig.
Tipp: Die Platine sollte um die Bohrung rückseitig verstärkt werden, damit die Platine beim Anschrauben nicht bricht.
;)

Achtung: in den nachfolgenden Bildern waren auf der Platine versehentlich von mir die Litze "gelb" mit "rot" vertauscht.
:oops: :x
Bitte daher zum Nachbau der Platine nur die oben gezeigten Bilder verwenden! :!:

Beim Platzieren der Platine ist Probieren angesagt, getreu dem Motto:
"Wie kann der Sensor möglichst nah an die Magnete der Welle ausgerichtet werden?"
Tipp: Die Motorblockabdeckung drückt mit der Seite die Platine zur Motorwelle.
Etwas Plastik von der Motorabdeckung ausschneiden, dass neben der oberen Getriebeachse diese niederdrückt, schafft Platz. Dabei nicht die eigentliche Niederhalterung selbst wegschnibbeln, nur den Seitenteil davon. ;)

Motorblock-Piko-Taurus6.jpg
Ausrichtung der Platine im Motorblock - Achtung: Kabel rot und gelb hier irrtümlich vertauscht.
Motorblock-Piko-Taurus7.jpg
eingesetzte Zahnradwelle und Motor mit 2 Neodymagneten im schwarzen Schrumpfschlauch auf der Motorwelle
(zwischen Schnecke und Motor)
Motorblock-Piko-Taurus8.jpg
Ausrichtung des Hallsensors; eingesetzte Zahnradwelle und Motor mit 2 Neodymagneten im schwarzen Schrumpfschlauch auf der Motorwelle
(zwischen Schnecke und Motor) - von der Seite
Motorblock-Piko-Taurus11.jpg
geschlossener Motorblock mit herausgeführten Litzen
Motorblock-Piko-Taurus11.jpg (65.56 KiB) 23800 mal betrachtet
:D
Tipp: Die herausgeführten Litze können mit einem Schrumpfschlauch ummantelt werden.
(Später zusammen mit den Litzen des Servos für den Kuppelhaken).
;)
Die Kabel werden dann in den Taurus geführt.

Vorher noch ein Funktionstest des TLE 4935l mit Ausrichtung zu den Magneten,
die an der Motorwelle sitzen:
Taurus TLE 4935 Board Testumgebung.jpg
linker Akku versorgt Motor, rechte Blockbatterie versorgt TLE 4935l Board - Q (siehe TLE Schaltbild oben) rote Litze an Oszi-Tastkopf
Pinbelegung des Sensors: Pin 1(Vs) an Pluspol der Batterie, Pin 2 (Gnd) an Minuspol der Batterie, Pin 3 (Q) an Tastkopf des Oszis.
Masse-Klemme des Oszis an Minuspol der Batterie.

Funzt:
Taurus TLE 4935 Board Testumgebung Oszi.jpg
Houston - wir haben ein Signal!
Die Anbindung wird später im Karls Projekt noch beschrieben.
:D
Viele Grüße
Michael
Zuletzt geändert von Adler Nbg am Mi 23. Jul 2014, 18:23, insgesamt 8-mal geändert.

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Re: Einbau Motorsensor (für später)

Beitrag von papabaer465 » Mo 2. Jun 2014, 19:58

moinmoin,

sodele... nun hab ich mein TLE auch eingebaut, Magneten angebracht und würde den Block gern wieder montieren...

würde... wenn denn die Funzt-Probe stattgefunden hätte...

nun frag ich mich, wie macht das der unbeschlagene Laie, wenn er kein Oszi zur Verfügung hat.

ich hätt gern eine LED angesteuert, evtl unter Mithilfe eines Transistors? wegens der evtl größere Last?

Spannungsversorgung 5V sollte die aus unserem Projekt sein

wer kann mir jetzt auf die (elektronischen) Sprünge helfen ?

lg
Thomas

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Re: Einbau Motorsensor (für später)

Beitrag von gatzi » Mo 2. Jun 2014, 20:21

Hallo papabaer,

wie wäre es mit einem Lautsprecher? Der knackt, wenn auf Durchlass geschaltet wird. Je schneller er knackt, desto eher entsteht ein schnarrender Ton wie beim Geigerzähler. "Schaltaussetzer" wären als Störung im "Ton" zu hören.
Bei LEDs könnte der Blinkeffekt zu schnell "verwischen".

Viele Grüße
Holger
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Re: Einbau Motorsensor (für später)

Beitrag von papabaer465 » Mo 2. Jun 2014, 20:37

hallo Holger

danke für deinen Tip, auch das könnte funktionuckeln,

aber wegens der LED, ich kann den Motor ja auch per Hand langsam weiterdrehen, will halt nur SEHEN, dass der TLE wirklich richtig arbeitet.

Bei den Aristo-Motorblöcken wird zur finalen Montage letztendlich verlötet... deshalb der vorherige Test

lg Thomas
Zuletzt geändert von papabaer465 am Fr 8. Jan 2016, 19:57, insgesamt 1-mal geändert.

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