Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hall-Sensor zur Messung von Radumdrehungen


von Christian I. (alloc)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi zusammen,

für ein Projekt in der Uni wollen wir die Radumdrehungen eines 
Modellautos mit Hilfe von Hallsensoren messen. Dazu würden wir gerne 
über dem Rad selber den Hallsensor anbringen und im Reifen nach außen 
gerichtet und jeweils die Polarität im Wechsel flache Dauermagnete 
anbringen.

Hierzu wurden bisher folgende Komponenten ausgewählt:
Reifen: http://www.tamico.de/Tamiya-Profil-Reifen-26mm-2-Stk-50419
Magnete: http://www.supermagnete.de/Q-20-04-02-N?img=3
Hallsensor: Infineon TLV4946-2L, Datenblatt: 
http://www.infineon.com/dgdl/TLV4946-2L_DS_Rev1+1.pdf?folderId=db3a30431f848401011facc1c83b4674&fileId=db3a304332b626b80132cf3f8bc0673b

Die Frage die sich mir hier stellt ist, ob das mit diesem Aufbau so 
funktionieren kann. Immerhin muss der Magnet stark genug sein, damit der 
Hallsensor ein ausreichend starkes Feld abbekommt. Und dieser ist durch 
den Gummireifen sowie etwa 1cm Luftspalt von dem Magnet getrennt.

Würde das so klappen? Gibt es andere Empfehlungen bezüglich der 
Komponenten?


Viele Grüße,
Chris


PS: Hoffe ich bin in der Kategorie halbwegs richtig, wusste nicht wo ich 
das sonst einordnen soll ;)
Wenn falsch bitte was sagen/verschieben.

von Bernie (Gast)


Lesenswert?

Oweh, dürft ihr nur bauen, was vorher theoretisch hergeleitet
wurde? - Doofe Uni!

Die großen Wissenschaftler (auf deren Schultern ihr steht...)
sind durch EXPERIMENTE zu neuen Erkenntnissen gekommen.

Ansonsten:
Was sind das für Sensoren? Datenblatt!
Was sind das für Magnete? Datenblatt!
Ist der Polwechsel erforderlich? Nachdenken!

von Einhart P. (einhart)


Lesenswert?

Moin Chris,

Im Prinzip sollte das laufen. Vom Gefühl her halte ich den Magneten für 
ungeeignet. Ob sich damit 10 mm überbrücken lassen bezweifle ich. Besser 
zwei kompaktere kräftigere nehmen.

Ich habe so einen Aufbau am Riemenrad meiner Fräse. Bei Interesse könnte 
ich Luftspalt und Magnet messen.

Der Polwechsel ist m.E. sinnvoll. Damit lassen sich Fehler bei stehendem 
Fahrzeug vermeiden, die auftreten wenn das Fahrzeug einfedert und sich 
der Magnet in Sensornähe befindet.

Gruß
Einhart

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

>Der Polwechsel ist m.E. sinnvoll. Damit lassen sich Fehler bei stehendem
>Fahrzeug vermeiden, die auftreten wenn das Fahrzeug einfedert und sich
>der Magnet in Sensornähe befindet.

Der Polwechsel ist für die Hallsensoren notwendig. Die sind gelatcht und 
brauchen ein umgedrehtes Feld zum zurückschalten. Weshalb gerade diese 
Sensoren hier benutzt werden sollen ist mit allerdings schleierhaft.

MfG Spess

von Einhart P. (einhart)


Lesenswert?

OK, vielleicht nicht verständlich genug: Ich wollte sagen, dass 
latchende Sensoren (mit Polwechsel) für die genannte Anwendung sinnvoll 
sind.

Gruß
Einhart

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

Hi,

danke für eure Antworten =)

Bernie schrieb:
> Oweh, dürft ihr nur bauen, was vorher theoretisch hergeleitet
> wurde? - Doofe Uni!
Nein, ich dürfte natürlich auch beliebig experimentieren. Da ich aber 
ungern die Kosten für alles selbst tragen würde und das FG nicht mal 
eben 50 Euro ausgibt damit wir ein unsicheres Experiment durchführen, 
dachte ich ich frag einfach mal, ob sich hier jemand damit auskennt und 
auf Grund von Erfahrungen oder Wissen eine Vermutung abgeben kann ;)
(Hab im letzten halben Jahr sowieso schon wieder Kosten von ~800 Euro 
verursacht, da ist nicht mehr so viel mit Experimenten mit ungewissem 
Ausgang ;) )


> Ansonsten:
> Was sind das für Sensoren? Datenblatt!
> Was sind das für Magnete? Datenblatt!
> Ist der Polwechsel erforderlich? Nachdenken!
Verstehe ehrlich gesagt die Fragen nicht so ganz (insbesondere die 
ersten beiden). Die Datenblätter (bzw. Seiten mit Datenblättern) hatte 
ich doch extra verlinkt? Oder was soll mir das sagen?


Einhart Pape schrieb:
> Im Prinzip sollte das laufen. Vom Gefühl her halte ich den Magneten für
> ungeeignet. Ob sich damit 10 mm überbrücken lassen bezweifle ich. Besser
> zwei kompaktere kräftigere nehmen.
Hast du da konkrete Beispiele? Ich hab mich sowieso schon schwer getan 
Magnete zu finden, denn außer Conrad (mit den üblichen Apothekenpreisen) 
und eben der Seite hab ich wenig gefunden (die üblichen 
Elektronikhändler, inklusive Farnell, scheinen da doch recht schwach 
bestückt).

Aus welchem Grund wäre denn dieser Magnet ungeeignet? Dachte durch die 
Form wäre er ideal, da er so die Breite des Reifens (26mm) gut abdeckt, 
er ist flach (wichtig wegen Abstand zwischen Reifeninnenseite und Felge) 
und relativ schmal (eine breite Scheibe passt meist schlecht in einen 
Kreis ;) ).


> Ich habe so einen Aufbau am Riemenrad meiner Fräse. Bei Interesse könnte
> ich Luftspalt und Magnet messen.
Das wäre interessant =)
Ist da auch zwischen Magnet und Sensor noch ein Festkörper (wie bei mir 
der Reifen) oder ist das nur Luft?


spess53 schrieb:
> Der Polwechsel ist für die Hallsensoren notwendig. Die sind gelatcht und
> brauchen ein umgedrehtes Feld zum zurückschalten. Weshalb gerade diese
> Sensoren hier benutzt werden sollen ist mit allerdings schleierhaft.
"gerade diese Sensoren" bezogen auf die von mir gewählten Infineon oder 
bezogen auf den Typ (bipolar latched)? Bei letzterem hätte ich gesagt, 
dass es für die Anwendung am meisten Sinn macht, eben weil ich dadurch 
wohl ein recht stabiles Signal raus bekomme, selbst wenn die Magnete 
enger zusammen rücken (z.B. 16 statt 4 auf dem Radumfang verteilt).

Bei ersterem: wir hatten noch einen alten Infineon bip.latched da 
(4935), mit dem wir Tests bezogen auf das generelle Verhalten gemacht 
haben. Aber ich war davon ausgegangen, dass ein Sensor mit niedrigerer 
Erkennungsschwelle eben auch höhere "Reichweite" hat, da ja ein 
kleineres (Rest)magnetfeld vom Magneten ausreicht um zu schalten. Und 
das war so das "beste" was Infineon da hatte.
Der zweite größere Hersteller für Hallsensoren, den ich gefunden hatte, 
ist Honeywell, da funktionierte aber schon die Webseite (gestern abend) 
nicht, so dass ich nie bis zur eigentlichen Produktübersicht kam. Habs 
aber gerade nochmal getestet und nun scheint es zu gehen.
Aber worauf sollte ich denn beim Sensor achten?


Grüße,
Chris

von amateur (Gast)


Lesenswert?

Nur mal aus reiner Neugierde:
Wie willst Du einen 2 cm langen Magneten in einem Rad mit 2,6 cm 
Durchmesser (bzw. 1,3 cm Radius) verstecken?

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

amateur schrieb:
> Nur mal aus reiner Neugierde:
> Wie willst Du einen 2 cm langen Magneten in einem Rad mit 2,6 cm
> Durchmesser (bzw. 1,3 cm Radius) verstecken?
In dem das Rad 2,6 cm breit ist ;)
Also auf der Skizze aus meinem Ausgangspost die dritte Dimension, die 
nicht dargestellt ist.
Der Reifen hat 65mm Durchmesser und der Magnet ist 2mm dick, das dürfte 
also schon hinhauen ;)

von Einhart P. (einhart)


Lesenswert?

Hallo Christian,

Der Kunststoff im Magnetfeld schirmt die Feldlinien nicht ab. Ich glaube 
nicht, dass sich die magnetischen Eigenschaften von Luft und Elastomer 
groß unterscheiden.

von Icke ®. (49636b65)


Lesenswert?

Christian Illy schrieb:
> Hast du da konkrete Beispiele? Ich hab mich sowieso schon schwer getan
> Magnete zu finden, denn außer Conrad (mit den üblichen Apothekenpreisen)
> und eben der Seite hab ich wenig gefunden (die üblichen
> Elektronikhändler, inklusive Farnell, scheinen da doch recht schwach
> bestückt).

gib bei Google "neodym magnete" ein und du wirst von Angeboten 
regelrecht erschlagen, z.B.

http://www.magnetladen.de/b2c_de/neodymmagnete/quadermagnete/quader-bis-10-mm.html

Ich habe im Trommelsensor einer Waschmaschine den Originalmagnet durch 
zwei gestapelte Neodyme 6x5x2 ersetzt. Die treiben auf ca. 1,5cm 
Entfernung sicher einen Reedkontakt. Dein Hallsensor sollte also mit dem 
oben verlinkten recht großen Magnet klarkommen.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Warum setzt ihr den Magneten in den Reifen?
1. Reifen muss man wechseln
2. Die Magnete verformen den Reifen drehzahlabhängig punktuell wegen 
ihres Gewichts und weil das Reifengummi flexibel ist
3. Aussen ergeben sie die größtmögliche Unwucht
4. ...
Warum macht ihr das nicht an der Welle oder wenigstens an der Innenseite 
der Felge?

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Wenn ich das so lese, sollten die Herrn Studenten mal eine Exkursion auf 
den Autofriedhof unternehmen. Dort kann man wunderbar nachsehen, wie ABS 
aufgebaut ist. http://www.t4-wiki.de/wiki/ABS-Ring#Ausbau

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

Icke ®. schrieb:
> gib bei Google "neodym magnete" ein und du wirst von Angeboten
> regelrecht erschlagen, z.B.
>
> 
http://www.magnetladen.de/b2c_de/neodymmagnete/quadermagnete/quader-bis-10-mm.html
Danke =)

> Dein Hallsensor sollte also mit dem
> oben verlinkten recht großen Magnet klarkommen.
Meinst du die von mir verlinkte oder aus dem Link von dir einen mit 
6x5x2?


Udo Schmitt schrieb:
> 1. Reifen muss man wechseln
Tendenziell eher nicht, das sind keine Rennautos mehr sondern nur noch 
Autos für ein Seminar in dem primär Software rund um autonomes Fahren 
entwickelt wird. Die können dank der langsameren Motoren nicht mal mehr 
richtig schnell fahren ;)

> 2. Die Magnete verformen den Reifen drehzahlabhängig punktuell wegen
> ihres Gewichts und weil das Reifengummi flexibel ist
Siehe 1, bei der Geschwindigkeit dürfte das keine Rolle spielen.

> 3. Aussen ergeben sie die größtmögliche Unwucht
Wieso eine Unwucht, wenn man sie gleichmäßig verteilt?

> Warum macht ihr das nicht an der Welle oder wenigstens an der Innenseite
> der Felge?
Weil der Abstand zum Sensor dann wesentlich größer wird. Oder, wenn der 
Sensor auch nach innen gerückt werden sollte, der mechanische Aufbau 
(also Montage des Sensors) wesentlich komplizierter wegen der 
Radaufhängung wird :(


oszi40 schrieb:
> Wenn ich das so lese, sollten die Herrn Studenten mal eine Exkursion auf
> den Autofriedhof unternehmen. Dort kann man wunderbar nachsehen, wie ABS
> aufgebaut ist. http://www.t4-wiki.de/wiki/ABS-Ring#Ausbau
Danke, aber was soll mir das jetzt sagen?


Grüße,
Chris

von Icke ®. (49636b65)


Lesenswert?

Christian Illy schrieb:

> Meinst du die von mir verlinkte oder aus dem Link von dir einen mit
> 6x5x2?

Den von dir verlinkten. Der praktische Versuch bleibt dir dennoch nicht 
erspart. Aber die Kosten sind ja überschaubar.

von spess53 (Gast)


Lesenswert?

Hi

>Der zweite größere Hersteller für Hallsensoren, den ich gefunden hatte,
>ist Honeywell,

Gibt noch andere:

http://www.allegromicro.com/en/Products/Magnetic-Linear-And-Angular-Position-Sensor-ICs.aspx

MfG Spess

von Jens M. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

spess53 schrieb:
> Gibt noch andere:
>
> http://www.allegromicro.com/en/Products/Magnetic-L...

Die auch mit einem Zahnrad Modul >= 1 auskommen weil der Magnet schon 
drin ist, Richtungserkennung können und bis ca. 300 km/h funktionieren.

von Martin H. (martinhaag)


Lesenswert?

Hallo Christian,

ich schlachte für solche Übungen immer eine alte Computermaus mit Kugel. 
Da war bis jetzt immer eine gelochte Kunstoffscheibe und die passende 
Gabellichtschranke zwei mal drinn (X und Y). Das hat bei mir bisher bei 
jedem Projekt super geklappt. Ob du noch eine Maus mit Kugel findest ist 
ein anderes Thema:)

Grüsse Martin

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

spess53 schrieb:
> Gibt noch andere:
>
> 
http://www.allegromicro.com/en/Products/Magnetic-Linear-And-Angular-Position-Sensor-ICs.aspx

War mir schon klar, wobei das nach wie vor für mich die Frage nicht 
klärt: Gibt es etwas besonderes, worauf ich achten sollte? Weil du hast 
eingangs geschrieben, dass dir nicht klar sei, warum genau "diese" (ich 
weiß immer noch nicht, worauf du das bezogen hast ;) ) Sensoren 
verwendet werden.



Martin Haag schrieb:
> ich schlachte für solche Übungen immer eine alte Computermaus mit Kugel.
> Da war bis jetzt immer eine gelochte Kunstoffscheibe und die passende
> Gabellichtschranke zwei mal drinn (X und Y). Das hat bei mir bisher bei
> jedem Projekt super geklappt. Ob du noch eine Maus mit Kugel findest ist
> ein anderes Thema:)
Hm, also eine Kugelmaus ... wüsste nicht, wo sowas noch rumfliegt. Wobei 
es da in den Lagerräumen am Institut sicher die ein oder andre in den 
Müllhalden noch gäbe ,)
Nach wie vor soll aber eigentlich an der Achse nichts gemacht werden, 
denn da ist nirgends Platz. Also das Anbringen von Scheiben jeglicher 
Art wird eher schwierig.


Hab heute nochmal nachgeschaut: Der Abstand zwischen Reifen und Platte 
würde einen knappen Zentimeter betragen, dazu noch die Reifendicke von 
etwa 1mm. Wobei man den Abstand zwischen Hall-Sensor und Reifen 
natürlich nicht ganz so groß machen müsste sondern den noch etwas näher 
(auf 5mm denke ich) heranbringen könnte.

Werden wohl jetzt erstmal die Magnete bestellen und schauen, wie gut der 
4935 darauf anspricht. Eventuell können wir auch noch ein nicht 
verklebtes Rad (also Felge+Reifen) auftreiben, um das mal in der 
vorgestellten Variante auszuprobieren =)

Vielen Dank für euren Input soweit.

Grüße,
Chris

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


Lesenswert?

Fahrradtachos sind Kfz-tauglich und billig. Bis ca 5 mm Abstand
Magnet / Reedrelais gehen noch. Den Magnet kann man an einer
geeigneten Stelle festkleben - fertig.

von Einhart P. (einhart)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Chris,

Bei meiner Fräse habe ich ca. 7 mm Abstand zwischen einem Rundmagneten 
d10*3mm und einem HAL503 Sensor. Der Magnet ist direkt auf die 
Riemenscheibe geklebt. Wenn ihr interesse habt, dann kann ich euch gern 
einige HAL503 zuschicken.

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/97836/ETC/HAL503.html

Gruß
Einhart

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

Einhart Pape schrieb:
> Hallo Chris,
>
> Bei meiner Fräse habe ich ca. 7 mm Abstand zwischen einem Rundmagneten
> d10*3mm und einem HAL503 Sensor. Der Magnet ist direkt auf die
> Riemenscheibe geklebt. Wenn ihr interesse habt, dann kann ich euch gern
> einige HAL503 zuschicken.
>
> http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/97836/ETC/HAL503.html
>
> Gruß
> Einhart

Hi Einhart,

das sieht ja schonmal gut aus =)
Zu den HAL503: Hab mir mal das Datenblatt durchgeschaut, aber abgesehen 
von der höheren Empfindlichkeit (Typ. 16 mT Hysterese anstatt der 30 mT 
die wir bisher beim Infineon 4935 haben) sind mir keine relevanten 
Unterschiede aufgefallen. Gibt es das sonst noch etwas zu beachten, was 
diese Teile besser macht als die von Infineon?

Grüße,
Chris

von Einhart P. (einhart)


Lesenswert?

Hallo Chris,

Jau, gibt es. Die HAL503 kosten euch nichts ;-)

Gruß
Einhart

von Christian I. (alloc)


Lesenswert?

Das klingt natürlich nach einem Vorteil ;)
Wenn du uns für die sieben Autos je einen zur Verfügung stellen 
kannst/möchtest wäre das natürlich super.

Grüße,
Chris

von Mick Kompf (Gast)


Lesenswert?

Hier könnt Ihr auch unmenengen von Quadermagneten finden:

http://supermagnetic.de/quadermagnete


Beste Grüße

Mick

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.