Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wegmessung eines Garagentors


von T. S. (d-platoon)


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Guten Morgen allerseits,

sitze mal wieder vor einem Problem:
Ich habe hier zwei Garagentore von welchen ich gerne über eine SPS die 
aktuelle Position auslesen würde.
Nun gibt es ja fertige Seilmesssysteme, aber diese sind mir mit rund 
400€ ein bisschen zu kostspielig und auch die Genauigkeit derer müßte 
nicht sein. Hier würde was in der Größenordnung +-1cm vollkommen 
reichen.
Die Länge der Tore liegt bei etwa 2,20m und 2,70m.

Hat jemand ne Idee, wie ich an sowas günstig herankomme (evtl. Marke 
Eigenbau)?

Viele Grüße
Thomas

von citb (Gast)


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Von einer Endstellung, die durch einen Endschalter erkannt wird, auf 
einer Antriebsachse die Umdrehungen mitzaehlen waere mein Ansatz.

citb

von MarcusW (Gast)


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Halte ich auch für sinnvoll.
Da jedoch industrielle Drehgeber auch nicht preiswert sind könntest du 
einen (Pollin-)Schrittmotor als Drehgeber nutzen. Beispiele gibts 
ausreichend im Netz. Interessantes Projekt könnte das werden ...

von Pink S. (pinkshell)


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Ein am Tor befestigtes Seil auf einer Rolle aufwickeln, daran ein 
10-Gang-Poti befestigen. Oder meinetwegen ein Drehimpulsgeber.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Eine simple Reflexmarke an der Antriebsachse und ein dazugehöriger 
Reflexkoppler oder alternativ ein kleiner Magnet und ein Reed-Kontakt 
reichen doch dicke aus. Da braucht es keinen Drehgeber oder 
10-Gang-Poti.

von Martin (Gast)


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Inkrementalgeber sind gut geeignet...weiß aber nicht in welcher 
Preislage die liegen

von Joachim (Gast)


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Hagenbuch hat jetzt zugegeben - es sei jetzt eigentlich keine 
Raketenforschung, mechanische Lösungen gibt's zuhauf. 100:1-Getriebe + 
Poti, Jojo,Ultraschall, Schrittklicker, Schiebepoti kann man viel selber 
bauen. Problem ist halt Wetterfestigkeit, Schmutz, Tierchen etc. Der 
Preis steigt mit der Resistenz gegen phys. Einflüsse. Polyesterschnur 
beispielsweise nimmt Feuchtigkeit auf, es kann sein daß sie sich dadurch 
dehnt.

Wenn du die Einschaltdauer des Motors messen kannst wäre das 
wahrscheinlich die preiswerteste Lösung da reicht ein potentialfreier 
Kontakt pro Fahrrichtung aus. Ob das Tor bei mech. Beeinträchtigung aber 
tatsächlich dann auch an der erfassten Position steht ist ne ganz andere 
Sache...

von Martin (Gast)


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mit den Inkrementalgebern kannst du auch die Richtung der Torbewegung 
erfassen

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Joachim schrieb:
> Ob das Tor bei mech. Beeinträchtigung aber
> tatsächlich dann auch an der erfassten Position steht ist ne ganz andere
> Sache...

Kommt auf das Tor an, bei starr gekoppelten Elementen überträgt sich die 
Position bis zur Antriebsachse, bei einem einfachen Rolladentor nicht.

von citb (Gast)


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Martin schrieb:
> mit den Inkrementalgebern kannst du auch die Richtung der Torbewegung
> erfassen

Dazu reicht aber ein Kontakt, der die Motordrehrichtung meldet. Dazu 
noch einen Magneten auf die Motorachse, der mit einem Hallgeber 
ausgewertet wird.

Die erzielbare Genauigkeit musst Du dann aus der Getriebeuntersetzung 
ausrechnen.

citb

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

am billigsten ist sicher die Umsetzung des Weges auf eine Umdrehung 
eines genauen Potis. Für deine Wege muss allerdings die Wickelspule 1m 
Durchmesser haben, oder du musst ein Getriebe vorschalten. Oder du 
nimmst ein 10Gang-Poti, einfacher geht's dann nimmer.

Gruss Reinhard

von iaoffline (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> sitze mal wieder vor einem Problem:
> Ich habe hier zwei Garagentore von welchen ich gerne über eine SPS die
> aktuelle Position auslesen würde.

Was für ein Antrieb?

> Nun gibt es ja fertige Seilmesssysteme, aber diese sind mir mit rund
> 400€ ein bisschen zu kostspielig und auch die Genauigkeit derer müßte
> nicht sein. Hier würde was in der Größenordnung +-1cm vollkommen
> reichen.
> Die Länge der Tore liegt bei etwa 2,20m und 2,70m.

Kannst du nicht einfach die Zähne des Kettenantriebes zählen? Geht mit 
Näherungssensoren Schmutz, Tier und Feuchtigkeitsunempfindlich.

Zur Absoluterkennung nimmste halt nen 2. Sensor in der Mitte der 
Bewegung.

von samandiriel (Gast)


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Lustig, ich habe gerade genau das selbe Problem. Und ich möchte nicht 
mit einem Inkrementalgeber arbeiten, weil ich nicht immer in der 
Endposition start. Ich arbeite tatsächlich gerade mit einem 
Zehngang-Poti mit Getriebe und einer ausziehbaren Wäscheleine. Schlupf 
ist natürlich ein Problem... Wenn ich erfolgreich bin, melde ich mich 
mal.

von Reinhard Kern (Gast)


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samandiriel schrieb:
> Schlupf
> ist natürlich ein Problem...

Hallo,

wenn du z.B. an der Antriebsachse abgreifen kannst, guck mal nach 
Zahnriemen und Scheiben dazu, dann schlupft nix mehr.

http://de.rs-online.com/web/c/?searchTerm=zahnriemen&sra=oss

Gruss Reinhard

von Joachim (Gast)


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Reinhard schrieb:
http://de.rs-online.com/web/c/?searchTerm=zahnriem...

Oder hier:
http://www.maedler.de/Category/1643/1616.aspx

Schade, daß die VHS keine vorweihnachtlichen Auffrischungskurse für 
Drehen und Fräsen anbietet.

von T. S. (d-platoon)


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Also Leute eure Ideen sind klasse!

Am besten gefallen hat mir eigentlich die:

iaoffline schrieb:
> Kannst du nicht einfach die Zähne des Kettenantriebes zählen? Geht mit
> Näherungssensoren Schmutz, Tier und Feuchtigkeitsunempfindlich.
>
> Zur Absoluterkennung nimmste halt nen 2. Sensor in der Mitte der
> Bewegung.

Hab mir überlegt eine solche Lichtschranke zu verwenden und diese am 
Zahnrad anzubringen.
http://www.conrad.de/ce/de/product/179999/GABELLICHTSCHRANKE-THT-SX-EE1041-5MM/SHOP_AREA_37351&promotionareaSearchDetail=005;jsessionid=69B61AC3636692017ECF1287857DAEEA.ASTPCCP9

Laut meinen Berechnungen sollten etwa alle 100ms ein Impuls kommen. Da 
können die recht langsamen Eingänge der SPS immer noch locker mithalten.

Dann eben je einen "Endschalter" unten und oben um in den Endlagen den 
Zähler der SPS abgleichen zu können und zwei Relais zur Erkennung der 
Fahrtrichtung.

@ iaoffline:
Wie meintest du das mit dem 2. Sensor in der Mitte?

@ all:
Les ich das aus dem Datenblatt der Gabellichtschranke EE-SX1041 richtig 
heraus, dass sie 50mA bei 4V Betriebsspannung benötigt und ich bis zu 
30V mit dem Transistor schalten kann?

von Rüttiger (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Les ich das aus dem Datenblatt der Gabellichtschranke EE-SX104

wenn du es aus den Artikeldaten vom COnrad liest, ist es vermutlich 
falsch,
schau dir das richtige Datenblatt an
50mA erscheint mir viel

von Roland P. (pram)


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wenns ein Schwingtor ist: Neigungssensor am Tor anbringen (ggf mit Poti 
und Gewicht realisierbar

von Michael S. (schiko)


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Neigungssensoren sind in der Regel eher
Beschleunigungsrichtungs-Sensoren..

Wozu die geforderte Genauigkeit von ~1cm?
Was spricht gegen einfach nur zwei Entschalter?

von iaoffline (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> @ iaoffline:
> Wie meintest du das mit dem 2. Sensor in der Mitte?

Dann musst du nicht immer in die Endposition fahren wenn du die Position 
mal verlierst war so die Überlegung.

Da das Tor aber ohne Strom sich eh nicht bewegt und du die Position ja 
fest speichern kannst ist es unnötig. Mit Endschaltern ist das besser 
(selbstkalibrierend und robust)

von mkroes (Gast)


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Hallole,
hab da noch 2 Seilzug-Wegaufnehmer daheim liegen. Falls doch Interesse 
besteht such ich die technischen Daten raus. Höhe beide um ca. 10m
Gruss

von Reinhard Kern (Gast)


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iaoffline schrieb:
> Da das Tor aber ohne Strom sich eh nicht bewegt

Und wie kommst du dann raus, wenn der Strom ausgefallen ist??

Meines Wissens ist eine Notbetätigung per Hand Vorschrift, und wie man 
sieht sind nicht alle Vorschriften von vornherein sinnlos.

Gruss Reinhard

von oszi40 (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Hab mir überlegt eine solche Lichtschranke zu verwenden ...

Funktioniert nur bis Schmutz oder Spinnweben Dir einen Streich spielen.

Einfacher wären Reed-Kontakte + Magnet (sofern die Mechanik ausreichend 
genau ist). Kontakte brauchen im Gegensatz zur Lichtschranke selten 
Strom.

von T. S. (d-platoon)


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Also es handelt sich um Sektionaltore - Lagesensoren kommen daher nicht 
in Frage!

Ich habe das Datenblatt von Omron mal herausgesucht und es ist identisch 
mit dem von Conrad.
http://downloads.components.omron.eu/OCB/Products/Sensors/Photomicrosensors/Transmissive/4.1-5mm%20slot%20width/EE-SX1041/E929/E929-E2-01.pdf

50mA bei 4V sind in der Tat recht viel, darum hatte ich ja nachgefragt 
ob das sein kann.

@ iaoffline:
Alles klar dann hat sich das erledigt. Dachte ich hätte irgendwo n 
Fehler in meinen Gedankengängen.

@ mkroes:
Klar habe ich dennoch Interesse daran.
Schick mir hier einfach ne kurze private Mail mit den technischen Daten 
und deiner Preisvorstellung.

von oszi40 (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Lagesensoren kommen daher nicht in Frage!
http://de.wikipedia.org/wiki/Sektionaltor

Solange die Teile von senkrecht nach waagerecht laufen kann man 
garantiert irgendwo einen Magneten oder Endschalter mit Feder-Winkel 
anbringen?
Wichtiger scheint mir der Einklemmschutz über den Motorstrom.

von iaoffline (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Also es handelt sich um Sektionaltore - Lagesensoren kommen daher nicht
> in Frage!

Kommt darauf an was damit gemeint ist. Einen Magneten kannst du überall 
anbringen. Er ist robust und meldet die "Lage" unabhängig vom Aufbau.

Eine Kontaktleiste an der Unterkante sollte man aus Sicherheitsgründen 
eh verwenden, da hast du schon einen Endschalter.

von T. S. (d-platoon)


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Also zu den beiden Posts vor meinem letzten (hatte die nicht gesehen, 
sorry):
Ich habe Türen in der Garage bzw. auch ne Notentriegelung.
Und wenn die betätigt wird ist die Position des Tors nicht relevant.

oszi40 schrieb:
> Thomas Schad schrieb:
>> Hab mir überlegt eine solche Lichtschranke zu verwenden ...
>
> Funktioniert nur bis Schmutz oder Spinnweben Dir einen Streich spielen.
>
> Einfacher wären Reed-Kontakte + Magnet (sofern die Mechanik ausreichend
> genau ist). Kontakte brauchen im Gegensatz zur Lichtschranke selten
> Strom.

Ich habe mal nachgeschaut: Die Tore sind jetzt nun schon einige Jahre 
drin und sonderlich viel Dreck hat sich noch nicht angesammelt. Auch die 
Spinnen haben sich noch nicht drangetraut. Von dem her würde ich das mal 
versuchen. Zumal die Lösung mit ein paar Euronen zu realisieren ist.
Induktive Näherungsschalter wären mir zwar lieber, aber da ist halt 
unter 50€/Stück nicht viel zu machen.

Das Thema Stand-by-Strom könnte ich ja durch n Relais vor der 
Lichtschranke lösen, das anzieht, sobald der Motor anfängt zu drehen.

Ein Einklemmschutz ist seitens des Torantriebes schon vorhanden, darüber 
muss man sich also keine Gedanken machen.

iaoffline schrieb:
> Kommt darauf an was damit gemeint ist. Einen Magneten kannst du überall
> anbringen. Er ist robust und meldet die "Lage" unabhängig vom Aufbau.

Du hast damit prinzipiell schon recht. Aber die einzelnen Segmente 
laufen ja nacheinander von senkrecht nach waagrecht und nicht 
gleichzeitig.
Solange also das unterste noch in der Senkrechten ist kann das oberste 
schon lange in der Waagrechten sein.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Thomas Schad schrieb:
> Induktive Näherungsschalter wären mir zwar lieber, aber da ist halt
> unter 50€/Stück nicht viel zu machen.

Ein Reed-Kontakt kostet 50 Cent, ein Mini-Neodym-Würfel eher weniger.

von Reinhard Kern (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Solange also das unterste noch in der Senkrechten ist kann das oberste
> schon lange in der Waagrechten sein.

Ein Neigungssensor an jedem Segment löst das Problem, die gibt's schon 
um 10 Euro. So schrecklich viele Segmente werden es ja wohl nicht sein.

Gruss Reinhard

von Schiko (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Ich habe Türen in der Garage bzw. auch ne Notentriegelung.
> Und wenn die betätigt wird ist die Position des Tors nicht relevant.

Mir erschließt sich immer noch nicht der Sinn hinter der 
Positionsbestimmung.
Was macht man mit einem Tor, außer öffnen und schließen?
Eventuell noch "nur ein Spalt offen"
Mit 2 oder 3 einfachen Endschalter lassen sich doch alle relevanten 
Zustände erfassen?

von Udo S. (urschmitt)


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Schiko schrieb:
> Mir erschließt sich immer noch nicht der Sinn hinter der
> Positionsbestimmung.
> Was macht man mit einem Tor, außer öffnen und schließen?
> Eventuell noch "nur ein Spalt offen"
> Mit 2 oder 3 einfachen Endschalter lassen sich doch alle relevanten
> Zustände erfassen?

So gehts mir auch.

von Lutz (Gast)


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Dito.

von oszi40 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wenn an der Schiene Reedkontakte postioniert wären und an einem unteren 
Tor-Segment ein länglicher Magnet, dann sollte das reichen um eine 
Postion zwischendurch zu bestimmen. Du kannst natürlich auch einen 
digitalen Meßschieber umbauen oder eine Webcam anbringen...

Es bleibt die Frage, ob der Aufwand überhaupt Sinn macht.

von T. S. (d-platoon)


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Knut Ballhause schrieb:
> Thomas Schad schrieb:
>> Induktive Näherungsschalter wären mir zwar lieber, aber da ist halt
>> unter 50€/Stück nicht viel zu machen.
>
> Ein Reed-Kontakt kostet 50 Cent, ein Mini-Neodym-Würfel eher weniger.

Stimmt, aber wenn ich die Ritzel des Zahnrades abfragen wollte müsste es 
eher ein induktiver Näherungsschalter sein.

oszi40 schrieb:
> Wenn an der Schiene Reedkontakte postioniert wären und an einem unteren
> Tor-Segment ein länglicher Magnet, dann sollte das reichen um eine
> Postion zwischendurch zu bestimmen. Du kannst natürlich auch einen
> digitalen Meßschieber umbauen oder eine Webcam anbringen...
>
> Es bleibt die Frage, ob der Aufwand überhaupt Sinn macht.

Umso mehr ich darüber nachdenke, desto fraglicher erscheint mir der Sinn 
der Erfassung der genauen Position.

Aber die Idee mit den Reedkontakten gefällt mir recht gut. Ich werde so 
wahrscheinlich die beiden Endlagen erfassen und evtl. noch ne Position 
zwischendurch.
Weiß jemand ob es so einen Reedkontakt auch als Öffner (NC) gibt?
Wäre interessant um bei geschlossenem Zustand (was ja in 95% der Zeit 
der Fall ist) etwas Strom zu sparen.

von bingo (Gast)


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von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Thomas Schad schrieb:
>> Ein Reed-Kontakt kostet 50 Cent, ein Mini-Neodym-Würfel eher weniger.
>
> Stimmt, aber wenn ich die Ritzel des Zahnrades abfragen wollte müsste es
> eher ein induktiver Näherungsschalter sein.

Wieso? Auf der einen Seite des Ritzels wird der Magnet angebracht, auf 
der anderen Seite der Reed-Kontakt. Die Zähne unterbrechen den 
magnetischen Fluss oder geben ihn frei. Wo ist das Problem? Die 
Schaltfrequenz sollte reichen. Andere Variante ist das Anbringen einer 
Anzahl von meinethalben 4 Magnetwürfeln auf dem Ritzel, so dass Du 4 
Pulse Pro Umdrehung zählen kannst. Das entspannt die Lage etwas.

von oszi40 (Gast)


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> 4 Magnetwürfeln auf dem Ritzel, so dass Du 4
> Pulse Pro Umdrehung zählen kannst. Das entspannt die Lage etwas.

Ein Problem tritt erst bei Spannungsausfall auf wenn der Zähler 
vergessen hat wo das Tor steht. Daher lieber ein paar Kontakte an der 
Schiene statt an einem Rad?

von T. S. (d-platoon)


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Knut Ballhause schrieb:
> Wieso? Auf der einen Seite des Ritzels wird der Magnet angebracht, auf
> der anderen Seite der Reed-Kontakt. Die Zähne unterbrechen den
> magnetischen Fluss oder geben ihn frei. Wo ist das Problem? Die
> Schaltfrequenz sollte reichen. Andere Variante ist das Anbringen einer
> Anzahl von meinethalben 4 Magnetwürfeln auf dem Ritzel, so dass Du 4
> Pulse Pro Umdrehung zählen kannst. Das entspannt die Lage etwas.

Okay, an die Option hatte ich noch gar nicht gedacht!
In diesem Fall geb ich mich geschlagen ;)

Aber ich denke ich werde doch auf die zwei Endlagenschalter und evtl. 
einen dazwischen zurückgreifen.

Mal so ne ganz banale Frage:
Ich hab den Unterschied von einem Reedrelais zu einem Reedschalter noch 
nicht ganz kapiert. Selbst mit Wikipedia bin ich nicht schlauer 
geworden.
Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen?

von Reinhard Kern (Gast)


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Thomas Schad schrieb:
> Ich hab den Unterschied von einem Reedrelais zu einem Reedschalter noch
> nicht ganz kapiert.

Ein Reedschalter ist ohne Spule - er wird nicht durch Strom betätigt, 
sondern mit einem Magnetfeld. Z.B. nur das Glasröhrchen mit dem Kontakt 
drin, oder irgendwie mit Befestigungsmöglichkeit.

Gruss Reinhard

von T. S. (d-platoon)


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Okay, soweit so klar!

Dann erschließt sich mir aber nicht der Unterschied zwischen einem 
normalen Relais zu nem Reedrelais.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Thomas Schad schrieb:
> Dann erschließt sich mir aber nicht der Unterschied zwischen einem
> normalen Relais zu nem Reedrelais.

Normales Relais: Spule, Anker, Feder, Kontakte. Alle im Relaisgehäuse 
freiliegend verbaut

Reed-Relais: Spule, evakuierter oder mit Schutzgas gefüllter Glaskolben 
mit magnetischen Kontaktfedern. Reedrelais können deutlich kompakter 
gebaut werden, da die sonst erforderliche Mechanik fehlt. Daher halten 
sie auch deutlich mehr Schaltzyklen aus. Dafür ist die Schaltleistung 
geringer.

von Mike J. (emjey)


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Ich würde anstatt des Reedschalters eine Lichtschranke bauen.
Es ist nicht so sehr einfach den Magneten nahe genug an dem Reedschalter 
vorbei zu führen und einen Schaltvorgang auszulösen. (jedenfalls hatte 
ich damit Probleme)

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Mike J. schrieb:
> Ich würde anstatt des Reedschalters eine Lichtschranke bauen.

Schmutz macht Lichtschranken auf Dauer taub.

Mike J. schrieb:
> Es ist nicht so sehr einfach den Magneten nahe genug an dem Reedschalter
> vorbei zu führen und einen Schaltvorgang auszulösen.

Funktioniert bei jedem Fahrrad-Computer. Davon gibt es in D einige...

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