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Montag, 7. Januar 2019, 15:07

Graupner MX-16 hott Umrüstung auf Hallsensoren

Hallo,
ich habe das linke Knüppelaggregat an meiner MX-16 Hott auf Hall Sensoren umgerüstet,
da ein Poti defekt war. Graupner verkauft ja leider nur komplette Knüppelaggregate mit den verschleißbehafteten Potentiometern für teueres Geld.
Daraufhin hatte ich mir dann Neodym Ringmagnete N45 diametral und SS49E Linear Hall Sensoren (https://static.chipdip.ru/lib/165/DOC001165559.pdf ,
https://www.ebay.de/itm/10PCS-Hall-eleme…872.m2749.l2649 ) besorgt.
Die Ringmagnete konnte ich im linearen magnetischen Bereich nur so ausrichten, dass ich nur noch ein Spannungsdelta von 80-90mV bekomme. Spannungslevel in Neutrallage ist ca. 810mV.
Original mit Poti hatte ich ca. folgende Spannungen:
Vollausschlag 2,4 V , Neutral 1,2 V und unten 0 V.
Im nichtlinearen Bereich würde die Spannung bis 4,2V laufen, das Steuerungsverhalten wäre dann aber wie mit einem Expo.
Im linearen Bereich funktioniert es trotz des geringen Spanungsdeltas, aber das Ganze ist leider nicht temperaturstabil, d.h. bei ca. 10 °C Temperaturunterschied läuft mir Neutral ca. 25-30 % weg.
Laut Datenblatt vom Hall Sensor sollte dies nicht in dem Maße passieren.
Mir ist bewusst, dass sich auch das Magnetfeld in Abhängigkeit von der Temperatur ändert,
aber 25%-30% bei 10 °C Temperaturunterschied sind meines Erachtens zu viel.
Ein Datenblatt von den Magneten habe ich leider nicht.

Da ich nicht dauernd nachkalibrieren möchte suche ich nach Verbesserungsmöglichkeiten.
Hat jemand eine Idee?
Hat jemand mal eine MX-16 Hott umgerüstet ?

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Montag, 7. Januar 2019, 18:03

bezüglich Temperaturdrift sind zwei Faktoren zu berücksichtigen: Null-Drift und Empfindlichkeitsverschiebung. Und ja, es gibt auch temperaturkompensierte Bauelemente...

Jetzt schreibst Du, dass Du nur einen kleinen "linearen" Nutzhub hast. Das widerspricht eigentlich dem Datenblatt ("Linear Hall Effect Sensor IC").
Mir ist die Anordnung von Magnet und Sensor nicht klar. Vor allem, weil Du von Ringmanget schreibst.

Wobei die Linearität in erster Linie zur Feldstärke ist. Wenn ein Magnet auf den Sensor zu bewegt wird, nimmt die Feldstärke aber nicht linear mit dem geringer werdenden Abstand zu. Und das ganze noch auf einer Kreisbahn (am Knüppel oder der Poti-Achse)...

Der Trick bei den Hall-Gebern ist eine diametralaufgebrachte Magnetisierung. Da verändert sich die Feldstärke, wenn der Magnet gedreht wird (und zwar dort, wo die Pole nicht sitzen).

Bei radialer Feldanordnung hast Du zwar auch eine Reaktion des Hallsensors, aber vermutlich nur auf das Eiern des nicht sauber ausgerichteten Magneten.

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Dienstag, 8. Januar 2019, 08:30

Die nichtlineare Bereich bezog sich auf das Magnetfeld und nicht auf den Hall Effekt Sensor. Wie ich schon oben geschrieben habe ist das Magnetfeld des Ringmagneten diametral ausgerichtet. Der Magnetring dreht sich im konstanten Abstand am Sensor vorbei. Ungefähr so: https://www.acteurope.de/assets/images/mc24B.jpg
Die Ringmagnete sitzen außen auf der Poti-Achse.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »hellblaueszebra« (8. Januar 2019, 12:55)


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Dienstag, 8. Januar 2019, 13:00

Anordnung ist so geometrisch richtig. Aber man sieht dem Ring nicht an, wo Nordpol und wo Südpol ist.

Wie es für "linearen" Betrieb sein soll, hab ich in die Grafik mal reingesetzt.
»e-beaver« hat folgendes Bild angehängt:
  • Unbenannt.png

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Dienstag, 8. Januar 2019, 13:27

Den Nordpol hatte ich zuvor mit einem Kompass ausgemessen und markiert.
Aber in der Nähe der Pole ist das Magnetfeld am stärksten und nichtlinear.
Ich habe den Ringmagnet auf der Achse so lange verdreht bis ich im linearen Bereich war,
aber dort ist der Spannungshub relativ klein. Das ist das Dilemma.
Dazu kommt dann noch die beschriebene Temperaturdrift.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »hellblaueszebra« (8. Januar 2019, 14:03)


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Montag, 14. Januar 2019, 15:37

Problem gelöst

Hier ist noch die Rückmeldung für alle die bei ähnlichen Projekten, das gleiche Problem wie ich haben.

Nachdem ich verschiedene Hallsensoren getestet habe und mir den Kopf über eine elektronische Verbesserung zerbrochen habe war die Lösung des Problems zum Schluss relativ trivial.
Ich bin fälschlicherweise davon ausgegangen, dass es umso besser ist desto näher der Hallsensor am Magnet sitzt. Aber man muss natürlich auch die Stärke des Magneten berücksichtigen, falls er zu stark ist läuft der Hallsensor relativ schnell in die Sättigung.
Dadurch hat man 1. weniger Drehweg zur Verfügung und 2. ist der Übergang von Nord nach Süd und vive versa zu hart, d.h. man kommt schnell einen nichtlineraren Bereich.
Mit größerem Abstand zum Magneten wird das Magnetfeld geschwächt und der Hallsensor läuft nicht mehr in die Sättigung des Weiteren erfolgen die Nord-Süd-Übergänge weicher.
Der nutzbare Spannungsbereich ist dadurch größer und über einen weiten Bereich linear.
Auch die Temperaturabhängigkeit hat sich jetzt extrem verbessert.
Wahrscheinlich fällt jetzt die temperaturabhängige Änderung des magnetischen Flusses durch Neodym Magneten selbst am Hallsensor weniger ins Gewicht.
In meinem Fall war eine Abstandsvergrößerung von ca.1mm auf ca. 5-6mm ausreichend.
Ich bin aber noch in der Erprobung und habe bisher nur ein Provisorium aufgebaut.

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Montag, 14. Januar 2019, 17:05

freut mich zu hören. Viel Erfolg weiterhin.