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Freitag, 14. Mai 2010, 08:09

Drehzahlmesser selbstgebaut

Ich hab gestern auf die schnelle einen Drehzahlmesser für meinen Heli selbstgebaut...

Auflösung der Messwerterfassung ist 1 Umdrehung pro Sekunde, also 60 Umdrehungen pro minute... werde da noch bischen dran verbessern, zb. die Messschritte verkleinern zwecks genauerer auflösung, aber so scheints erstmal zu funktionieren.

hier mein Bauvideo vom Drehzahlmesser:

Drehzahlmesser selbstgebaut
Grüße Steppo

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2

Freitag, 14. Mai 2010, 16:56

RE: Drehzahlmesser selbstgebaut

Sehr schön dein Drehzahlmesser.
Nur die Binäranzeige find ich unpraktisch.
Nimm lieber 2x 7Segment Anzeigen. Die brauchen auch nur eine Leitung mehr und sind für "normale" Menschen auch leichter interpretierbar.

Ein LCD Display würde zwar Strom sparen ist aber, wenn man ein reines Display nimmt, schwierig anzusteuern. Ein LCD mit Controller baut dann wieder ziemlich groß.

Wenn es um niedrige Drehzahlen geht, könntest Du auch die Pulsabstand - Methode verwenden.

Dabei wird die Zeit zwischen 2 L->H Wechseln gemessen und daraus die Drehzahl berechnet. Man hat also im Prinzip nach einer Umdrehung schon eine genaue Drehzahlimformation.

Dieses Verfahren verbraucht aber, gerade bei höheren Drehzahlen, ziemlich viel Rechenzeit.

3

Freitag, 14. Mai 2010, 20:40

cool danke :) endlich meldet sich mal einer

ja nicht nur rechenzeit sondern auch referenzwerte denke ich... und vor allem das abgleichen der Parameter stelle ich mir erstmal mühsam vor, vor allem wenn man keinen geeichten drehzahlmesser hat den man zum vergleichen herbeiziehen kann...
Ich will erstmal bei dem konzept bleiben... danach bau ich vielleicht noch einen mit deinem konzept, die idee find ich jedenfalls gut :)

Wie im video erwähnt kann ich das ganze auch am PC ablesen als Dezimalzahl...den drehzahlmesser hab ich übrigens innerhalb von ein paar stunden gebaut und programmiert.. morgens angefangen, mittags die ersten messungen gemacht...
das mit der Binäranzeige war eigentlich eine profisorische lösung, um zu schauen obs mit dem sensor und meiner auswertung überhaupt funktioniert... und das war auch gut so, weils echt schnell umgesetzt war...

LCD ansteuern ist eigentlich recht easy wenn man weiss wies geht...zumindest die industriestandard dinger mit controller... mein selbstgebauter wecker mit MP3 und Funkuhr hat auch eins drin... hab sogar ein winzig kleines da, das ist nur ein paar cm lang und breit.. 7 Segment würde auch gehen finde aber LCD besser, da könnte ich dann auch die Drehzahl pro minute und pro sekunde anzeigen :ok:
Grüße Steppo

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Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Buffalochill« (14. Mai 2010, 20:58)


4

Freitag, 14. Mai 2010, 23:48

Hey Steppo,
meinen Drehzahlmesser in Ver 0.03 ist unten mal gezeigt
Ist erst Ver 0.03, weil ich
i) eigentlich die während dem Flug entnommene Kapazität messen und anzeigen will, aber noch auf die Teile zum Strommessen warte, sich in der Zwischenzeit (da ich im Steller modus fliege) die Drehzahl aber auch hervoragend als "wie-lange-kann-ich-noch-fliegen"-Warner bewährt hat
ii) das nur der Prototyp ist und das alles mal ne kleine Platine mit ATmega in smd werden soll

Wie du siehst benutze ich auch einen Reflexkoppler zum Messen der Drehzahl, ich habe allerdings keinen Schmittrigger, sondern einfach nur einen T zum Verstärken, da die Eingänge des uC's bereits Schmitt-Trigger sind. Die Anzeige ist übrigens direkt in U/min (im Stand natürlich nicht zu sehen, da wird die Ver-Nr angezeigt). Betrieben wird das mit einem 100mAh 1S Lipo. Die Drehzahl messe ich genauso wie Wilhelm es beschrieben hat, bei den Drehzahlen der Helirotoren beleibt da aber noch massig Rechenzeit über, die ich dazu benutzt habe das LedDisplay mit einer PWM anzusteuern, um Strom zu sparen. Ein neuer Wert wird alle 1/4s angezeigt, und der Wert ist dann der Mittelwert der letzten 4 Messungen. Ich habe aus Faulheit statt einem Quarz einen Keramikresonator genommen, sollte genau genug sein, ich denke dass die Genauigkeit schon 10 U/min beträgt.

Have fun,
Olli
»OlliW« hat folgendes Bild angehängt:
  • counter_v01_kl.jpg

5

Samstag, 15. Mai 2010, 00:37

Zitat

ja nicht nur rechenzeit sondern auch referenzwerte denke ich... und vor allem das abgleichen der Parameter stelle ich mir erstmal mühsam vor

Ist es eigenlich nicht.
Für die Präzision solltest Du aber natürlich nicht den internen Taktgenerator verwenden, sondern lieber einen externen Quarz oder einen Keramikresonator.

Das Problem mit der Präzision hast Du ja auch mit Deinem Verfahren, weil Du ja auch eine Sekunde genau reproduzieren musst um genaue Messwerte zu bekommen.
Und auch das wird bei Dir vom Prozessortakt abhängig sein.

Die Berechnung der Drehzahl aus der Impulswiederholzeit ist natürlich aufwändiger, als das reine Abzählen von Impulsen.

Ich verwende für diese Messmethode gerne den ICP Interupt ( Pin ).
Bei den ATMEL Controller heisst das so, bei PIC wird es auch so was ähnliches geben.
Dabei wird der Zählerstand eines Timers in einem Timer Register abgespeichert, sobald sich der Pegel am ICP Pin von L->H ( nur als Beispiel - ist einstellbar ) ändert.
Gleichzeitig wird eine Interruptroutine aufgerufen.
In dieser Interruptroutine kann man dann die Ermittelten Werte für die weitere Bearbeitung im Hauptprogramm sichern.
Die eigentliche Drehzahlberechnung führe ich in dieser Routine nicht durch.
Diese Routine wird bei einer Drehzahl von 15000U/min immerhin 250mal aufgerufen und da wären mehrere Multiplikationen / Divisionen zu zeitaufwändig.

Noch was:
Ein schones kleines LCD Modul mit Controller wäre das LCD MO81 DIP von Reichelt.
Wenn Du für deine Controllerplatine SMD Bauteile verwendest, sollte die Controllerplatine nicht größer als das LCD sein und das hat 4x2cm.
Allerdings ist das Teil mit 14,70€ auch nicht gerade billig.
Die EA DOGM Module bauen flacher, sind aber größer und haben auch einen etwas anderen Controller ( andere Library ) als die üblichen LCD's. Wenns flach werden soll, wär es aber eine echte Alternative, zumal diese Displays schon mit 3,3V funktionieren.
Mit reinen LCD Anzeigen meinte ich Typen wie das LCD 2,0-13, bei dem jedes Segment einzeln, getaktet mit den richtigen Pegeln versorgt werden muß.
Das ist mit einem Controller mühsam und braucht viele Pins.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »wkrug« (15. Mai 2010, 00:52)


6

Samstag, 15. Mai 2010, 00:39

@olli
schöne sache aber für einen micro heli doch noch etwas zu groß mit einem extra akku...
wieviel schätzt du das gesamtgewicht wenns dann fertig ist ?

@willhelm
bei einer schrittgenauigkeit von gerade mal 60 U/min reicht die interne takterzeugung denke ich aus... sicher ist das ganze noch nicht ausgereift aber für den anfang simpel aber funktionstüchtig
bei meinem pic gibt es auch die möglichkeit impulszeiten zu messen...
Grüße Steppo

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Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »Buffalochill« (15. Mai 2010, 01:01)


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Samstag, 15. Mai 2010, 00:51

Zitat

15000U/min
boah, krasser Heli das... :D (meinst wahrschinlich Fläche, oder?)

@Steppo: naja, das mit dem Akku war nur Faulheit, kann natürlich auch vom Hauptakku betrieben werden (und wird es noch), der wiegt aber nicht viel (4.5g) (man könnte ja auch 50mAh nehmen). Das Schwerste wird das Display bleiben (4.5g), und Stecker wiegen auch immer einiges, der Rest wird nicht viel ausmachen.

8

Samstag, 15. Mai 2010, 01:03

Zitat

boah, krasser Heli das... großes Grinsen (meinst wahrschinlich Fläche, oder?)

Natürlich Fläche bzw. die Motordrehzahl des Helis.
Bei Flächenmodellen ist das Problem ja noch verschärft, weil man da mindestens mal einen 2Blatt Propeller hat, der dann gleich die doppelte Anzahl von Impulsen produziert.

Die Härte sind dann Turbinen, wo man dann auch gleich mal 120000U/min messen muß.

Klar ist auch, das die Impulszählmethode ab einer bestimmten Drehzahl wieder genauer ist, als die Periodendauermethode.
Wo diese Drehzahl genau liegt ist von der Taktfrequenz des verwendeten Timers abhängig.

@Buffalochill
Übrigens ist auch bei einer Schrittweite von 60U/min der Fehler des internen Taktgenerators nicht zu vernachlässigen.
Bei 2000U/min hast Du bei einer Abweichung des Taktgenerators um 10% eine Abweichung von 200U/min. Das ist mehr als 3mal so viel, wie Du durch die Messmethode machst.
Ich hab in dieser Richtung auch schon ein wenig gebastelt.
Das Ergebnis ist hier:
http://www.toeging.lednet.de/flieger/pro…/telemetrie.htm

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »wkrug« (15. Mai 2010, 01:08)


9

Samstag, 15. Mai 2010, 01:03

dein dicker atmel aufm foto wiegt mit sicherheit auch 5g... und das allein wäre schon die obergrenze für meine Microhelis für den gesamten drehzahlmesser

*edit: vielleicht sollte ich wirklich einen quarz hinzufügen :angel:
Grüße Steppo

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Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Buffalochill« (15. Mai 2010, 01:06)


10

Samstag, 15. Mai 2010, 01:11

Zitat

dein dicker atmel aufm foto wiegt mit sicherheit auch 5g
ähm, jetzt verstehe ich nicht worauf du hinaus willst, dein momentaner Aufbau sieht doch auch nicht gerade aus als ob er in einen Microheli passt. In smd (TQF) wiegt der ATmega 0.15g, der Gewichtstreiber wird in IMHO vorallem das Display, und dann die Stecker, sein.

11

Samstag, 15. Mai 2010, 01:12

5g für einen Drehzahlmesser mit Display ist ein nicht ganz einfaches Ziel.
Bei der Platine kannst Du etwas sparen, wenn Du 0,8mm Material verwendest.
Ich sehs auch wie OlliW - Die Gewichtsbringer sind das Display, die Stecker und die Kabel.

Zitat

vielleicht sollte ich wirklich einen quarz hinzufügen

Ich nehm auch gern die kleinen Keramikresonatoren CSTCC bei Reichelt.
Die haben zwar Abweichungen bis 0,5%, sind aber klein und brauchen keine zusätzlichen Kondensatoren.

P.S Ich mag hier keine Schleichwerbung machen, aber Reichelt ist nun mal mein "Hauslieferant".

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »wkrug« (15. Mai 2010, 01:23)


12

Samstag, 15. Mai 2010, 01:49

Zitat

Original von wkrug
5g für einen Drehzahlmesser mit Display ist ein nicht ganz einfaches Ziel.
Bei der Platine kannst Du etwas sparen, wenn Du 0,8mm Material verwendest.
Ich sehs auch wie OlliW - Die Gewichtsbringer sind das Display, die Stecker und die Kabel.


es gibt auch 0,5er Platinenmaterial hab ich sogar da... daraus hab ich auch meine platine zum nachtfliegen gemacht...
auf den heli kommt nur der controller und der sensor... der controller natrülich auf einer kleinen platine... über einen steckanschluss sollen dann nach dem flug die messwerte an ein LCD oder eine 7seg zur anzeige gebracht werden 8(

ein 40pin wiegt natülich eine ganze ecke mehr als ein 28pin... und beim micro heli kommt es eben drum um jedes hundertstel gramm an.. gibt sogar leute die bohren löcher in den ohnehin schon schmächtigen rumpf um gewicht zu sparen :)
Grüße Steppo

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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Buffalochill« (15. Mai 2010, 01:51)


13

Samstag, 15. Mai 2010, 09:26

Wenn das Display und die Schnittstellentreiber extern sind, ist das Gewicht schon zu schaffen.
Ich Denk mal Du möchtest die Messwerte im Controller ablegen.
Dann muß der Controller aber auch genügend Speicher ( EEPROM ! ? ) an Bord haben.
Für 10min * 60sek sind das 600Messwerte *2, weil die Messwerte vermutlich 16Bit Integers sind. Dann brauchst Du mal locker 1,2kB oder Besser 2kB Speicher für die Messwerte.
Ein kleiner Controller hat aber üblicherweise auch kleinere Speicherbereiche.
Also wird es doch das 40pin "Monster" werden.
Es sei denn Du möchtest noch ein EEPROM spendieren.

15

Samstag, 15. Mai 2010, 18:33

Zitat

wo gibt es eigentlich die ATmega8 mit 40 pin?

Mir ging es hier nicht um einen ATMEGA 8, sondern um den Speicherbedarf.
Für 10 Minuten Flug muß man 1200 Byte vorrätig haben.
Ein ATMEGA 8 hat einen EEPROM Speicher von 512 Byte.

Der erste Controller der über 1k Byte hat ist der ATMEGA 64. Und der hat 64 Pins!

Ich würde aber dann gleich einen ATMEGA 128 nehmen, der dann 4K EEPROM hat.

Man kann natürlich auch einen kleineren Controller nehmen und dann ein externes EEPROM anschließen - Ob das einfacher und leichter wird ???

Ausserden ist ja "Buffalochill" ohnehin ein PIC Jünger und müsste somit hier im Forum Einstand zahlen ! :nuts:

16

Samstag, 15. Mai 2010, 20:08

sorry Wilhelm, das hatte sich mehr auf Steppo bezogen, der doch so unglücklich über den dicken Atmega8 war, obwohl der gleich viel Pins hat wie sein PIC...
:prost:

17

Sonntag, 16. Mai 2010, 11:42

@OlliW
PIC Chips sind ja auch Helium gefüllt und tragen somit zum Auftrieb des Modells bei :D

P.S.
Tut mir leid - die Frotzelei konnte ich mir jetzt nicht verkneifen.

18

Sonntag, 16. Mai 2010, 12:15

Zitat

Original von wkrug
Wenn das Display und die Schnittstellentreiber extern sind, ist das Gewicht schon zu schaffen.
Ich Denk mal Du möchtest die Messwerte im Controller ablegen.
Dann muß der Controller aber auch genügend Speicher ( EEPROM ! ? ) an Bord haben.


mein 28X1 hat 127byte RAM speicher + 32byte für Variablen die ebendalls genutzt werden können... damit kann ich dann gut 2min 37sek. lang messwerte erfassen und speichern... im eeprom sind auch noch einige byte, weiss ich aber nicht genau... werde aber nicht den EEPROM benutzen, finde das immer blöd dort werte reinzuschreiben "oft" überschrieben werden, weil die nutzen sich ja auch ab :dumm: lieber nutze ich einen externen speicherbaustein :angel:

Zitat

Original von OlliW
sorry Wilhelm, das hatte sich mehr auf Steppo bezogen, der doch so unglücklich über den dicken Atmega8 war, obwohl der gleich viel Pins hat wie sein PIC...
:prost:


tatsache hatte nicht richtig geschaut auf dem foto... dann passts ja :ok:

habt ihr den Drehzahlbesser eigentlich in C oder assembler programmiert ? oder sogar was ganz exotisches ?
Ich programmier immer in BASIC :heart:
Grüße Steppo

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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Buffalochill« (16. Mai 2010, 12:18)


19

Sonntag, 16. Mai 2010, 15:53

Zitat

habt ihr den Drehzahlbesser eigentlich in C oder assembler programmiert ? oder sogar was ganz exotisches ?

Ursprünglich hatte ich alles in C geschrieben.
Das hat bis 100.000U/min gut funktioniert, aber ich wollte mehr ( niegenugkrieg! ).

Ich hab dann die Interuptroutinen für die Drehzahlauswertung in Assembler gemacht und auch die Registersicherung händisch erledigt.

Dann funktionierte es auch mit Drehzahlen bis 600.000U/min.
Es ist da aber noch mehr rauszukitzeln, wenn man anstatt 8MHz Quarz einen 16MHz nehmen würde ( immernochnichtgenugkrieg ! ).

Ausserdem wurde ein Programmteil eingebaut, der ab einer bestimmten Drehzahl die Auswertung nach der Zählmethode macht, weil das schneller zu berechnen geht und ab einem bestimmten Punkt wieder genauer ist.

Die EEPROM's der Controller lassen sich heute bis zu 100000 mal überschreiben.
Das sollte ein paar Jahre halten.
Aber auch externe EEPROM's haben nicht das ewige Leben.

20

Sonntag, 16. Mai 2010, 17:49

doch ich hab da ein externes in aussicht das nach hersteller angaben bis zu 1mio mal überschreibbar wäre, das hält ein leben lang :) datenaustausch wäre dann I²C ... denke bei meiner schrittweite und umdrehungsgeschwindigkeit sollte das zeitlich möglich sein die daten seriell da reinzuschreiben :angel:
Grüße Steppo

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