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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.

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Dienstag, 23. Juli 2019, 07:57

suche Quelle für SmCo (Samarium-Cobalt) Magnete

Hallo,

ich habe jetzt bei den heißen Temperaturen immer das Problem, dass mir die Nulllage wegläuft.
Die verbauten elektronischen Komponenten sind soweit temperaturkompensiert.
Das größte Problem in Bezug auf die Temperaturinstabilität sind sehr wahrscheinlich die Neodym Ringmagnete. Deswegen will ich die Neodym Magnete gegen SmCo (Samarium-Cobalt) Magnete austauschen.
Wer kennt eine zuverlässige Quelle für die Größe (10x5x5)mm und diametral ausgerichtet ?

Gruß

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 13:25

Du könntest auch ein bischen mehr Schaltungsaufwand betreiben und 2 Hallsensoren gegenüber montieren, dann fällt die Änderung der Stärke des Magnetfeldes nicht ins Gewicht.

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 15:41


Du könntest auch ein bischen mehr Schaltungsaufwand betreiben und 2 Hallsensoren gegenüber montieren, dann fällt die Änderung der Stärke des Magnetfeldes nicht ins Gewicht.

Ich habe kein Platz mehr. Ich bin froh, das ich dort einen Sensor unterbringen konnte.
Aber ich verstehe auch den Zweck des 2. Sensors nicht. Wie soll die Kompensation funktionieren ?
Die Temperaturdrift ist doch von der Anzahl der Sensoren unabhängig.

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 16:26

Der Sensor misst den Magnetischen Fluss, deshalb kommt's ja auch zu einem Drift, der Magnet sein Felf mit der Temperatur ändert. Wenn du aber 2 Senoren gegenüber montierst, dann nummt bei beiden fer Fluß syncron zu/ab, aber wenn sich der Magnet dreht, dann ändert sich der Fuß gegengleich.

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 16:40


aber wenn sich der Magnet dreht, dann ändert sich der Fuß gegengleich


Ich habe das Problem in Nulllage also wenn sich gerade nichts dreht.
Ich bekomme einen Offset durch die Temperaturdrift des Magneten.
Deshalb muss ich die Knüppel oft nachkalibrieren.
Das will ich mit den neuen Magneten verhindern.

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 16:57

Ich glaube nicht, dass Dir der Umstieg auf Samarium Cobalt viel bringen wird.

Neodymmagneten haben einen nutzbaren Temperaturbereich, der mit 80°C nicht besonders hoch ist. Darüber setzt eine irreversible Schwächung ein (die durch Aufmagnetisieren wieder behoben werden kann). Darunter gibt es zwar auch reversible Vorgänge, die laut dieser Broschüre in der Größenordnung von 0,11 %/°C liegen.
Samarium Cobalt sowie die in Kunststoff gebetteten Neodymis sind da schon stabiler, aber AlNiCo kann das noch besser.

Dein Sensor driftet mindestens genauso über der Temperatur, und zwar sowohl vom Nullpunkt (+/- 0,1%/°C) her als auch in der Verstärkung (-0,15...0,05%/°C). Also gut doppelt so stark, wie die Magnetfeldstärke der Neodymis...

14

Mittwoch, 24. Juli 2019, 22:10

Ist ja nicht so als gäbe es nicht schon Fernsteuerungen mit funktionierenden Hallsensensoren ab Werk.
Von daher verstehe ich das Ganze nicht. ???
Ich würde an meiner Fernsteuerung garnix herum schrauben. Dafür sind mir meine Modelle einfach zu teuer.
Minicopter Diabolo 800 Black Edition
Minicopter Diabolo 600
Henseleit TDR II
/ TDF
Shape S8
SAB Goblin 700 Black Thunder
Jeti DS16 Carbon Edition
Elprog Pulsar 3+

haschenk

RCLine User

Beruf: Dipl. Ing.

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Mittwoch, 24. Juli 2019, 23:20

Hallo,

ein wunderbares und kostenloses tool zur Untersuchung von sogut wie allen magnetischen 2D-Problemen bzw. Anordnungen ist das Programm FEMM. Einfach mal unter "FEMM" googeln.
Natürlich muß man sich da einarbeiten, aber mit Grundkenntnissen in Physik/Elektrotechnik geht das recht schnell. Es gibt dazu auch ein Manual und ein Tutorial; beides gut lesbar (englisch) und verstehbar.

Ich habe 2mal Winkelsensoren ("Windfahnen", für Anstellwinkel und Schiebewinkel) selbst gebaut. Einmal mit MSR (magnetisch steuerbarer Widerstand in Brückenanordnung), damals von PHILIPS, + Alnico-Magnetstäbchen. Das andere mal mit Hallsensor (von Allegro,T092-Gehäuse) + NdFeB-Magnetscheibchen, diametral magnetisiert. Das erstere war vor ca. 40 Jahren, das zweite vor ca. 10-15 Jahren....

Ein gewisser Trick dabei ist, daß die empfindliche Achse des Sensors senkrecht zur magnetischen Achse des Magnetchens steht; man misst dann nur die zur magnetischen Achse senkrechte Komponente des Magnetfelds. Das ergibt dann immer eine S-förmige Kennline mit einem (mehr oder weniger breiten, je nach Abmessungen)) linearen Mittelbereich mit Nulldurchgang. Mir haben dabei +/- 20° völlig gereicht. Wegen des Nulldurchgangs gibt's auch keine Nullpunktsdriftprobleme, wenn man "mechanisch sauber" gearbeitet hat. Der zweite Sensor war auch miniaturisiert; zusammen mit den (immer nötigen) Verstärker (1 OpAmp) etwa so groß wie ein Würfelzuckerstück, aus Alu und aus dem Vollen gefräst.

Falls Jemand solche Scheibchen (Dm 5, Dicke 1 mm, Dm 1 Zentralloch, NdFeB, diametral magnetisiert) brauchen kann- ich könnte ein paar abgeben.


Gruß,
Helmut

16

Donnerstag, 25. Juli 2019, 07:40

Ich glaube nicht, dass Dir der Umstieg auf Samarium Cobalt viel bringen wird.


Samarium-Cobalt: 0,03 %/°C Neodym : -0,0012 -0,0010/K


https://www.bvi-magnete.de/samarium-cobalt-magnete.php
https://www.magnetkontor.de/content/de/ueber-NdFeB-Magnete.html

Samarium ist um den Faktor 3-4 besser als Neodym.

Mein Sensor hat laut Datenblatt :
Temperature error:
Null drift +/-0.10 %/°C
Sensitivity drift bei ≥25 °C -0.15 - 0.05 %/°C

bei <25 °C -0.04 - 0.185 %/°C

https://www.mouser.de/datasheet/2/187/ho…t-00-740288.pdf


Ich denke, einen Versuch ist es auf jeden Fall wert.

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Donnerstag, 25. Juli 2019, 08:01

Wegen des Nulldurchgangs gibt's auch keine Nullpunktsdriftprobleme, wenn man "mechanisch sauber" gearbeitet hat.



Hallo , danke für Deinen Tipp.
Mechanisch ist bei mir aber alles stabil, gerade und senkrecht.
Es funktioniert auch alles super.
Doch wenn ich die MX16 bei den jetzigen Temperaturen in der Sonne liegen lasse muss ich immer eine Knüppelkalibrierung durchführen.
Ich denke, es muss an der Temperaturdrift der Neodym Magnete liegen, da ich mal zum Test explizit nur sie mit einer Lötspitze erwärmt habe und siehe da es kam zum Offset.

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Donnerstag, 25. Juli 2019, 11:15

Neodym Magnete liegen, da ich mal zum Test explizit nur sie mit einer Lötspitze erwärmt habe und siehe da es kam zum Offset.

Mach dasselbe mal nur mit dem Sensor ;)

Wobei da ein Lötkolben fast schon ein wenig zu heftig erwärmt. Alternativ mit Kältespray oder Eis runterkühlen, da sollte der Temperatureffekt ähnlich zu beobachten sein.

Nachtrag: auch wenn die Nulldrift im Datenblatt kleiner aussieht, als die des Magneten - die Verstärkung kommt da oben drauf, d.h. Du kannst im schlimmsten Fall die beiden Werte zusammenzählen (daher kommt der Faktor 2), weil Du ja auch Knüppelneutralstellung nicht exakt im Nullpunkt des Sensors hast.

19

Donnerstag, 25. Juli 2019, 11:49

Mach dasselbe mal nur mit dem Sensor



Das habe ich natürlich auch gemacht, da war der Anstieg nicht so stark.
Aber exakt kann man die zugführte Wärme/Hitze natürlich von Hand nicht dosieren,
da die Wärmeleitfähigkeit und Masse von Sensor und Magnet zu unterschiedlich ist.

Das Beste wäre natürlich einen Sensor mit einem positiven Temperaturkoeffizient und ein Magnet mit einem negativen Temperaturkoeffizient.