Eigenbau Drehmomentsensor für Heckmotoren

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Hochsitzcola

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Ich hatte mein aktuelles Bastelprojekt in diesem Post schon kurz angerissen.
Die Drehteile habe ich inzwischen bekommen und den ersten Prototypen aufgebaut.
Auf der Werkbank funktioniert der Aufbau, am Rad habe ich es nicht ausprobiert. Die Elektronik habe ich aus dem Wireless Kettenblattsensor leicht modifiziert übernommen. Leider ist das Loch in der Platine der Sekundärseite zu klein um über den Absatz von der Motorlagerung zu passen. Ich bin aktuell zu faul, die Sekundärseite noch mal neu mit größerem Loch in der Mitte aufzubauen :).
Das Messprinzip mit dem "Fenster" und dem Hallsensor ist beim SFM DU250 abgeguckt.
Die Lasten aus dem Fahrergewicht, Schlaglöchern etc. werden vom Motordeckel über das Lager direkt auf die Achse übertragen, über den Spider geht nur das Drehmoment aus dem Kettentrieb. Das Ganze würde wohl mit einem Steckkranz genauso gehen, ich habe aber keinen Motordeckel mit Steckkranzaufnahme um mir das mal im Detail anzuschauen.

Hier ein paar Bilder und ein Video.

Gruß
hochsitzcola
 

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Nicht schlecht. Ist der Spider aus Kunststoff ?
Der Hall liefert doch 0-5 Volt und keine Frequenz oder ??
Oder ist es wegen der Induktionsübertragung anderst.....
 
Hochsitzcola

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Ist der Spider aus Kunststoff ?
Nein, der ist aus nichtrostendem Blech. Ich habe ihn nur blau angemalt, damit man meine Bearbeitungsspuren auf dem schön glänzenden Blech nicht so sieht :).

Der Hall liefert doch 0-5 Volt und keine Frequenz oder ??
Der Hall-Sensor liefert, wie du richtig sagt, ein 0-5V Signal. Da die Signaländerung nur sehr gering ist, geht das Signal erst mal auf einen Operationsverstärker, das verstärkte Signal wird von einem µC (ATTiny85) eingelesen. Der µC schaltet einen "blinden Verbraucher", einen 47 Ohm Widerstand in Reihe mit der Leuchtdiode, in einer zum Drehmoment proportionalen Frequenz an und aus. Das erzeugt entsprechende Pulse in der Stromaufnahme auf Primärseite, die über einen Komparator ausgewertet werden.
Im Filmchen sieht man leider nicht exakt, daß die Blinkfrequenz der Leuchtdiode proportional zur Anzeige im Mulitmeter ist, das ist ein Aliasing-Effekt :-( (glaub ich :eek:)

Ob das Signal auch bei mit hohem Strom laufenden Motor sauber zu detektieren ist, weiß ich derzeit nicht. Ggf. könnte man auf die Signalübertragung per UV-Licht gehen, wie es die neueste Sempu-Generation macht.

Gruß
hochsitzcola
 
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Infrarotlicht meinst du wohl :)
Das mit dem Hallsensor ist mir neu.
Wusste nicht, dass die so genau messen können.
Klappt das besser als mit DMS?
 
desmo16

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Hallo Hochsitzcola,
habe mir die Verdreheigenschaften des Edelstahlspiders mal duch den Kopf gehen lassen.
Die Verschiebung der 6 Flachspeichen in Richtung Schub kann doch nicht gross sein.
Reicht die wirklich für einen notwendigen Weg am Fensterteil.....? Der Hall sollte doch auch mind.
2-3 mm Weg machen um genügend Delta Werte zu bringen.
Oder haben die 5 anderen Speichenbohrungen Luft, dann würde nur die Fensterspeiche "federn"
Grüsse
 
Hochsitzcola

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Infrarotlicht meinst du wohl :)
ja, natürlich :)

Das mit dem Hallsensor ist mir neu.
Wusste nicht, dass die so genau messen können.
Das ist nur eine Frage der Verstärkung, genauso wie beim DMS. Ich habe für den Hallsensor die gleiche Verstärkung gelassen wie beim DMS vom Kettenblattsensor.

Klappt das besser als mit DMS?
Besser wohl nicht aber mehr oder weniger gleichwertig (nach dem bisschen Erfahrung, die ich mit dem Projekt gesammelt habe). Für eine Großserie würden wohl die Kosten und/oder die Patentsituation entscheiden.... Wie schon geschrieben weiß ich auch noch nicht, wie das Magnetfeld des laufenden Motors auf den Hallsensor wirkt. Wenn der Deckel das nicht ausreichend schirmt, wären DMS sicherlich an dieser Stelle besser.

Der Hall sollte doch auch mind.
2-3 mm Weg machen um genügend Delta Werte zu bringen.
Die Bewegung zwischen Magnet und Hallsensor ist minimal, mit dem bloßen Auge kaum zu sehen. Die Signaländerung beträgt entsprechend auch nur wenige mV, darum wird ja noch der OP benötigt.

Oder haben die 5 anderen Speichenbohrungen Luft, dann würde nur die Fensterspeiche "federn"
Alle Speichen des Spiders tragen. Es ist eine Frage der Abstimmung des Speichenquerschitts, also Blechdicke und Speichenbreite. In meinem Aufbau könnten die Speichen ruhig etwas schmaler oder örtlich geschwächt sein, ich muß derzeit für Vollausschlag schon ganz schön viel Drehmoment aufbringen.

Gruß
hochsitzcola
 
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desmo16

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Alle Speichen des Spiders tragen. Es ist eine Frage der Abstimmung des Speichenquerschitts, also Blechdicke und Speichenbreite. In meinem Aufbau könnten die Speichen ruhig etwas schmaler oder örtlich geschwächt sein, ich muß derzeit für Vollausschlag schon ganz schön viel Drehmoment aufbringen.

Gruß
hochsitzcola



Ja, das stimmt, dünneres Blech und /oder schmalere Spider dann ist der "Federweg" grösser.:sneaky:(y)
und der Magnet - Hallabstand geht weniger in der Abweichung ein.
 
Hochsitzcola

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Ich habe die Elektronik jetzt provisorisch so angebracht, daß sich das Rad drehen kann. Die Übertragung funktioniert auch bei laufendem Motor.


Da bekomme ich Lust, doch die Sekundärsseite noch mal mit größererem Loch aufzubauen :)
Um Drehmoment bei laufendem Motor aufbringen zu können, muß ich das Hinterrad in ein Fahrrad einbauen und tatsächlich fahren....

Gruß
hochsitzcola
 
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