Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schrittmotor ohne Endschalter


von Mathias B. (dedi)


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Hallo Zusammen,

eine Frage an die Runde: Sicher kennt Ihr die Fensterheber bei den 
Autos, die das Fenster komplett automatisch öffnen und schließen. Gehe 
ich richtigerweise davon aus, dass diese Funktion mit Schritt-Motoren 
erfolgt?

Wie funktioniert denn da die End-Funktion? Bzw. die Hinderniserkennung? 
Es gab ja mal die Werbung, dass jemand eine Tomate zwischen Fenster und 
Tür hält und die Fensterscheibe statt die Tomate zu zerdrücken, 
stehenbleibt und wieder runter fährt.

Wie ist so etwas realisiert?
Ja, ein Motor benötigt bei einem Hindernis viel mehr Energie als ohne. 
Aber wenn ich z.B. einen Strom bzw. eine Spannung über einen Shunt messe 
und dann den Motor stoppe...

Oder gibt es fertige Motoren bei denen ich sagen kann: Mache einen 
Schritt aber bei maximal dieser Kraft?

: Verschoben durch Moderator
von J. S. (jojos)


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mit Sicherheit keine Schrittmotoren. Ich hatte einen PKW, da mussten die 
Fenster nach Batterie abklemmen wieder angelernt werden, d.h. der 
Controller misst den Strom währen des hochfahren. Einklemmschutz dann 
über die höhere Stromaufnahme des DC Motors.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Mathias B. schrieb:
> Wie ist so etwas realisiert?

Zum Beispiel über Erfassung der Energieaufnahme mit/ohne Phasenversatz 
und µC-realisierte Regelschleife.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (feelfree)


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Mathias B. schrieb:
> Aber wenn ich z.B. einen Strom bzw. eine Spannung über einen Shunt messe
> und dann den Motor stoppe...

bekommst Du genau die Funktion, wie sie in einem normalen Türsteuergerät 
realisiert ist.

von Mathias B. (dedi)


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J. S. schrieb:
> Ich hatte einen PKW, da mussten die
> Fenster nach Batterie abklemmen wieder angelernt werden

Wenn nicht mit Schrittmotoren, wie dann? Ja, auch ich muss bei meinem 
Auto nach dem abklemmen der Batterie die "Fensterheber" wieder anlernen. 
Aber das bedeutet doch, dass man die Position wieder anlernt.

Ich kann mir jetzt nicht wirklich vorstellen, wie es mit einem DC Motor 
gehen soll. An den Endpositionen haut der Controller die Scheibe ja 
nicht gegen den Rahmen, sondern stoppt die Scheibe sanft. Und wenn ich 
jetzt die Scheibe nicht voll auf und zu mache, sondern zwischendrin noch 
ettliche Bewegungen hoch und runter habe, schafft es der Controller 
dennoch, dass die Scheibe nicht gegen die Endposition haut - wie beim 
Anlernen, sondern sanft stoppt.

Ich habe mir noch nie Gedanken darüber gemacht, was selbst bei so einem 
Pipifax die Hersteller da für Technik verbauen.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Mathias B. schrieb:
> An den Endpositionen haut der Controller die Scheibe ja
> nicht gegen den Rahmen, sondern stoppt die Scheibe sanft. Und wenn ich
> jetzt die Scheibe nicht voll auf und zu mache, sondern zwischendrin noch
> ettliche Bewegungen hoch und runter habe, schafft es der Controller
> dennoch, dass die Scheibe nicht gegen die Endposition haut - wie beim
> Anlernen, sondern sanft stoppt.

Dann zählet das Steuergerät vermutlich die Umdrehungen der Motorwelle 
und merkt sich die aktuelle Position.

Grüßle,
Volker

von Mathias B. (dedi)


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Volker B. schrieb:
> Dann zählet das Steuergerät vermutlich die Umdrehungen der Motorwelle
> und merkt sich die aktuelle Position.

Also quasi Magnet an der Welle und Hall-Sensor? Ok, gute Idee!

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Mathias B. schrieb:
> Volker B. schrieb:
>> Dann zählet das Steuergerät vermutlich die Umdrehungen der Motorwelle
>> und merkt sich die aktuelle Position.
>
> Also quasi Magnet an der Welle und Hall-Sensor? Ok, gute Idee!

Ja. Sensorlos könnte auch funktionieren, denn die Kommutierung der 
Ankerwicklung sollte im Motorstrom sichtbar sein. Das spart wieder ein 
paar Cent ein (Material und Montage) und sichert dem CEO fette Boni. :-)

Grüßle,
Volker

von Peter N. (alv)


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J. S. schrieb:
> Einklemmschutz dann
> über die höhere Stromaufnahme des DC Motors.

Scheinbar ist eines meiner Fenster etwas zu schwergängig und schließt 
sich dann nur wiederwillig...

von J. S. (jojos)


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Ein Absolutwertgeber könnte drin sein, glaube ich aber nicht weil gute 
und zuverlässige teuer sind.
Über die Laufzeiten bekommt man die Position auch und kann die an den 
Endlagen wieder korrigieren. Meine Rolladensteuerungn funktionieren auch 
so und das geht recht genau.

von Mathias B. (dedi)


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J. S. schrieb:
> Über die Laufzeiten bekommt man die Position auch und kann die an den
> Endlagen wieder korrigieren. Meine Rolladensteuerungn funktionieren auch
> so und das geht recht genau.

Also meine Rolladensteuerung hat 100% nicht über die Laufzeit 
funktioniert. Leider hatten wir bei den Rolläden das Problem, dass in 
der prallen Sonne sich das Material sich so ausgeweitet hat, dass der 
Rolladen an den Führungsschienen geschliffen hat. Deshalb dauerte es bis 
der Rolladen zu oder sich geöffnet hat, viel länger, als z.B. im Winter.

Zumindest bei meinem Mitsubishi kann ich sagen, dass es nicht der Fall 
war. Wenn meine Eltern damals das Fenster zugemacht haben, und mein Arm 
aus dem Fenster hing, lief der Motor langsamer, bis ich meine Hand 
rausgezogen habe oder der Einklemmschutz irgendwann gegriffen hat.

von Michael B. (laberkopp)


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Mathias B. schrieb:
> Gehe ich richtigerweise davon aus, dass diese Funktion mit
> Schritt-Motoren erfolgt?

Nein.
Gleichstrom-Permamentmagnet-Motore.
Nur die reagieren mit unterschiedlicher Stromaufnahme je nach Belastung.

Mathias B. schrieb:
> Wie funktioniert denn da die End-Funktion?

Stromaufnahme messen, zwischen erwartet und tatsächlich vergleichen, bei 
zu viel Strom anhalten.

Problem: die Stromaufnahme im Moment des Anlaufens ist gleich hoch wie 
die Stromaufnahme im Moment des Blockierens und am Endanschlag. Wer bei 
einer Tomate bremst, bekommt die Scheibe im Winter nicht auf (oder zu), 
manchmal reicht schon Alterung der Führungsgummis. Die Auswertung ist 
also ziemlich anspruchsvoll  meistens werden Fensterheber angelernt.

von Spess53 .. (hardygroeger)


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von Klaus R. (klaus2)


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Entweder HAL mit Magnet an dee Motorwelle oder Erkennung der Umdrehungen 
über Strom. In jedem Fall werden Umdrehungen gezählt und die Lernkurve 
erfasst und gespeichert, auch tw temp.kompensiert und und und...

Klaus.

von Rainer W. (rawi)


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J. S. schrieb:
> mit Sicherheit keine Schrittmotoren.

Warum bist du dir da so sicher?
Auch bei einem Schrittmotor kann man den Lastwinkel messen und daraus 
auf die Last zurück schließen.

von MaWin O. (mawin_original)


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Rainer W. schrieb:
> Warum bist du dir da so sicher?

Ganz einfach: Weil die viel zu teuer wären.

von Mathias B. (dedi)


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Und wie funktioniert es bei normalen DC Motoren die "Halte"-Funktion? Es 
muss ja nicht nur die Scheibe bewegt werden, die Scheibe muss ja auch 
oben bleiben, wenn jemand versucht diese mit Gewalt herunterzuschieben.

von Peter N. (alv)


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Mathias B. schrieb:
> Und wie funktioniert es bei normalen DC Motoren die "Halte"-Funktion? Es
> muss ja nicht nur die Scheibe bewegt werden, die Scheibe muss ja auch
> oben bleiben, wenn jemand versucht diese mit Gewalt herunterzuschieben.

Kann man doch ganz einfach mit einem Schneckenantrieb machen.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Peter N. schrieb:
> Kann man doch ganz einfach mit einem Schneckenantrieb machen.

Spess53 .. schrieb:
> https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/doc7678.pdf

In dem verlinkten Dokument auf Englisch als "endless screw" bezeichnet. 
Einfach mal lesen...

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Mathias B. schrieb:
> Und wie funktioniert es bei normalen DC Motoren die "Halte"-Funktion? Es
> muss ja nicht nur die Scheibe bewegt werden, die Scheibe muss ja auch
> oben bleiben, wenn jemand versucht diese mit Gewalt herunterzuschieben.

Fensterheber sind normale DC-Motoren, so billig, wie möglich. Die 
Haltefunktion funktioniert über die Selbsthemmung des Getriebes und der 
ganzen Scherenkonstruktion.

Dein handbetriebener Fensterheber fällt ja auch nicht runter, wenn du 
die Kurbel loslässt.

Merke: Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie 
geht!

von Klaus R. (klaus2)


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Wolfgang R. schrieb:
> Merke: Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie
> geht!

Eine Diskussion darüber wäre müßig, aber das stimmt NICHT. Man ist da 
WEIT entfernt von der ganzen Konsumschrottelektronik aka Telefunken & 
Co. Eher im Bereich Bosch blau. Das größere Problem sind die schwer zu 
kontrollierenden Lieferketten, der Änderungswahnsinn und die immer 
schnelleren Produktzyklen.

Klaus.

von Joachim B. (jar)


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Klaus R. schrieb:
> Wolfgang R. schrieb:
>> Merke: Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie
>> geht!
>
> Eine Diskussion darüber wäre müßig, aber das stimmt NICHT. Man ist da
> WEIT entfernt von der ganzen Konsumschrottelektronik

schon Lopez vergessen?
https://de.wikipedia.org/wiki/Jos%C3%A9_Ignacio_L%C3%B3pez_de_Arriort%C3%BAa

von Harald W. (wilhelms)


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von Rainer D. (rainer4x4)


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Klaus R. schrieb:
> Wolfgang R. schrieb:
>> Merke: Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie
>> geht!
> Eine Diskussion darüber wäre müßig, aber das stimmt NICHT. Man ist da
> WEIT entfernt von der ganzen Konsumschrottelektronik

Gerade im Fahrzeugbau ist ALLES gewinnoptimiert. Einige gesetzlich 
geforderten Sicherheitsdinge müssen beachtet werden. Was darüber hinaus 
geht muss teuerst bezahlt werden. Alles andere ist billigster 
Massenmist.

Was die Fensterheber angeht, in der Zeit vor dem gesetzlich geforderten 
Einklemmschutz wurden die Motoren bestromt solange man die Auf/Zu Taste 
gedrückt hat. Ganz ohne irgendeine Begrenzung. Als Getriebe kommen 
selbsthemmende Schneckengetriebe zu Einsatz.
Seit es aut. Öffnungs- und Schliessfunktionen gibt wurden die Motore in 
der Anfangszeit einfach per Zeitfunktion bestromt. Inzwischen wird 
mittels Einklemmsensorik abgeschaltet wenn die Motoren einen erhöhten 
Strom aufnehmen. Angelernt werden heute die Leerlauf- und Abschaltströme 
- also solange das Fenster in Bewegung ist, und wenn es irgendwo 
anstößt. Und bei manchen Luxussteuerungen die Zeit von ganz auf bis ganz 
zu.
Alles kann so einfach sein. Nix mit Umdrehungen zählen und erst recht 
keine Schrittmotoren.

von Michael B. (laberkopp)


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Wolfgang R. schrieb:
> Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie geht!

Definitiv nicht.

Tesla zeigt den etablierten Herstellern gerade, wie es geht:

Armaturenbrett, Mittelkonsole, tausend Steuergeräte mit Gehäuse, Kabel 
und Steckern, Getriebe: weglassen. Ein zentrales LCD mit Prozessor 
dahinter reicht, und das gibt es als Austauschmodul zum upgrade.

Und wenn ich mir meine Auto angucke, wie viele Kinkerlitzchen, wie viele 
Teile die kein Mensch braucht da nur zur Dekoration verbaut wurden, 
Entertainment dass nach 2 Jahren nicht mehr kompatibel ist.

Alleine so ein Kack-Schalter in der Mittelkonsole, statt dass es wie bei 
jedem elektronischen Gerät eine Tastenkappe ist hinter der eine Platine 
sitzt mit eingelötetem Mikrotaster besteht der Taster aus NEUNZEHN 
Bauteilen, im Kern dich so ein billigster Mikrotaster.
Die Beleuchtung im Dachhimmel besteht aus 12 Plastikteilen, 5 Platinen 
davon 1 mit Mikroconroller, alle mit Kabel und Stecker verbunden, 
einigen Schnappblechen. Das ging früher einfacher.

von Klaus R. (klaus2)


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Joachim B. schrieb:
> schon Lopez vergessen?
> https://de.wikipedia.org/wiki/Jos%C3%A9_Ignacio_L%C3%B3pez_de_Arriort%C3%BAa

Interessanter Artikel...lässt sich aber nicht pauschalisieren. Betraf 
halt Opel & VW und da sicherlich auch nicht alle Bauteile.

Rainer D. schrieb:
> Nix mit Umdrehungen zählen

Öffne bitte ein beliebiges Türsteuergerät und staune.

Edit: Bsp.

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Rainer D. (rainer4x4)


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Michael B. schrieb:
> Wolfgang R. schrieb:
>> Automotiv ist definitiv so billig gelöst, wie es nur irgendwie geht!
> Definitiv nicht.
> Tesla zeigt den etablierten Herstellern gerade, wie es geht:
Lassen sie sich auch fürstlich bezahlen!

Klaus R. schrieb:
> Rainer D. schrieb:
>> Nix mit Umdrehungen zählen
> Öffne bitte ein beliebiges Türsteuergerät und staune.
Hab in 10 Jahren eigener Autowerkstatt zum Genüge gesehen und auch 
repariert!

von Mi N. (msx)


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Mathias B. schrieb:
> Es gab ja mal die Werbung, dass jemand eine Tomate zwischen Fenster und
> Tür hält und die Fensterscheibe statt die Tomate zu zerdrücken,
> stehenbleibt und wieder runter fährt.
>
> Wie ist so etwas realisiert?

Man kann eine Holztomate nehmen oder einen Stein als Tomate anmalen, 
dann geht das bestens.

Die Tage im Fernsehen war ein Werbefilm von tsela über selbständiges 
Fahren zu sehen. Das Auto fuhr ganz ohne Eingreifen des Fahrers - diese 
Momente hatte man herausgeschnitten. Geht doch ;-)

von H. H. (Gast)


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Rainer D. schrieb:
>> Öffne bitte ein beliebiges Türsteuergerät und staune.
> Hab in 10 Jahren eigener Autowerkstatt zum Genüge gesehen und auch
> repariert!

Und die Hallsensoren nicht erkannt...

Beitrag "Untersuchung defektes VW Türsteuergerät"

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