Funktionsweise des Drehmomentsensors im Panasonic Antrieb

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Hochsitzcola

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Ich habe mir wieder ein neues Opfer für meinen Basteltrieb gesucht. Dieses mal mußte ein Panasonic Antrieb herhalten.
Es scheint sich durchzusetzen, Kurbelachse und Kettenblatt durch eine Hülse zu verbinden, um dann an dieser Hülse das Drehmoment von beiden Pedalen zu erfassen. Der Sensor im SFM DU 250 nutzt das gleiche Prinzip.
Beim Panasonic ist in die Hülse ein fischgrätenähnliches Muster (Pattern) eingelasert. Über dem Muster sind eine Primär- und eine Sekundärspule gehäusefest angeordnet.
Die Primärspule wird mit einer Wechselspannung beaufschlagt, an der Sekundärspule wird dann eine zum Drehmoment proportionale Spannung induziert. Das Prinzip ist in einer Masterarbeit (Seite 18+19) grob beschrieben. Ich gebe zu, daß hier so langsam mein physikalisches/technisches Verständnis an seine Grenzen stößt:eek:.

The primary coil is excited with an alternating current which induces a magnetic flux in the pattern of the shaft. The pattern concentrate the magnetic flux and reduces interference from inhomogeneities and residual stress in the surface material
Da ich kein funktionierendes Panasonic Gesamtsystem besitze, habe ich das mit einem 20 kHz Rechtecksignal an der Primärspule ausprobiert und siehe da, es funktioniert :)

Wie immer ist diese Beschreibung aus meinem Halbwissen entstanden, ohne Anspruch auf Korrektheit...

Gruß
hochsitzcola
 

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Old Grizzly

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Ich habe vom 36V Motor zwei Kurbel-Achsen und ein Gehäuse, hättest du Interesse daran?
 
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Um welchen der mindestens 6 Panasonic-Motoren mit Drehmomentsensor geht es?
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Da ich kein funktionierendes Panasonic Gesamtsystem besitze, habe ich das mit einem 20 kHz Rechtecksignal an der Primärspule ausprobiert und siehe da, es funktioniert
Ok - sorry und das heißt jetzt was? Auf jedenfall wäre das "Knacken" des Sensor ein wichtiger Schritt für den perfekten Panasonic mit externem China Controller.
 
Hochsitzcola

Hochsitzcola

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Ich habe vom 36V Motor zwei Kurbel-Achsen und ein Gehäuse, hättest du Interesse daran?
Nein Danke, ich habe gar kein Radl mit Panasonic-Antrieb, ich hatte mir nur den Sensor zum Ausprobieren organisiert.

Um welchen der mindestens 6 Panasonic-Motoren mit Drehmomentsensor geht es?
Der Sensor ist aus einem System mit Frontantrieb, ich kann mir aber gut vorstellen, daß der gleiche Sensor auch in den anderen Antrieben verbaut ist. Vielleicht kann das ja jemand bestätigten/widerlegen.

Auf jedenfall wäre das "Knacken" des Sensor ein wichtiger Schritt für den perfekten Panasonic mit externem China Controller.
Mit etwas Aufwand könnte man für den Sensor einen Precontroller entwickeln, oder existierende Precontroller wie den FC, ToPPCon oder den CA anpassen, um damit dann einen China-Controller anzusteuern.
Aber ob die Nachfrage nach so einer Lösung den Aufwand der Entwicklung rechtfertigt, stelle ich mal in Frage.

Gruß
hochsitzcola
 
eichensven

eichensven

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Vielleicht kann das ja jemand bestätigten/widerlegen.
Hallo @Hochsitzcola ,
vielen Dank für die ausführliche Erklärung.
Im 26V Mittelmotor ist der gleiche Drehmomentsensor verbaut.
Ich habe bei einen defekten Motor, wo die LED Kontrollanzeige "Problem mit Drehmomentsensor" diagnostiziert .
Nachdem Ausbau stellte ich fest, daß die
Hülse nicht funktioniert.
Im herausgezogenen Zustand gibt es keine Fehlermeldung.
Wenn ich dieselbe in die Spule einführe,
dreht sich der Motor kurz und danach kommt wieder die blinkende Anzeige und der Motor funktioniert nicht mehr.
Mit einer Hülse aus einem anderen Motor funktioniert es.
Was könnte nun bei der Hülse defekt sein?
Kann es sein, das dieselbe aus einzelnen Lamellen (vielleicht auch nur an der Oberfläche) besteht?
20180319_170536.jpg
Screenshot_20180319-170646.png
 
Hochsitzcola

Hochsitzcola

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Hmm, dem Augenschein nach ist das Muster nur in die Oberfläche gelasert. Bei der defekten Hülse ist dieses Muster ziemlich "verwaschen" ich würde den hellbraunen "Belag" auf den ersten Blick als ein Korrosionsprodukt einstufen. Du kannst ja mal versuchen, die Oberfläche mit gaaanz feinem (1000er oder so) Schmirgelpapier zu bearbeiten. Wenn's eh nicht mehr geht, kannst du ja nichts kaputt machen, wenn's hilft war es eine kostengünstige Reparatur :)
Du kannst auch mal mit einem Kompass oder einem Fluxdetektor prüfen, ob die Hülsen unterschiedlich magnetisiert sind. Auf jeden Fall darauf achten, daß du mit keinem magnetisierten Werkzeug oder anderen magnetischen Gegenständen in die Nähe kommst. Ich weiß zwar nicht genau, wie das Meßprinzip funktioniert, aber eine ungewollte dauerhafte Magnetisierung der Hülse ist bestimmt nicht förderlich...

Gruß
hochsitzcola
 
eichensven

eichensven

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Ich habe mit 2000er und Öl etwas poliert, dabei ging die glänzende Beschichtung auf der Oberfläche relativ schnell ab. Die Hülsen sind leicht magnetisiert .Korrision könnte ich nicht feststellen.
Screenshot_20180319-203739.png
Screenshot_20180319-204015.png
Screenshot_20180319-212743.png
Ich könnte jetzt komplett die Beschichtung wegpolieren, glaube aber nicht, daß es etwas bezweckt.
Vielleicht war die Torsion mal etwas zu stark so das die Ausgangslage nicht mehr gegeben ist?
 
Hochsitzcola

Hochsitzcola

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Hmm, besser nicht an der Hülse rumpolieren! Ich habe mal in den Patenten von Panasonic gesucht, da gibt es eine Offenlegungsschrift WO12140828 A1 von 2012, in der das Aufbringen des Musters aus einem magnetorestriktiven Pulver beschrieben ist. Die Hülse wird erst mit einem lichthärtenden Harz maskiert und dann das Pulver durch thermisches Spritzen aufgebracht. Ich gehe jetzt davon aus, daß die hellbraunen Stellen aus eben diesem Pulver sind...

upload_2018-3-20_9-28-36.png


Der mechanische Aufbau des Sensors ist in EP 2 939 916 B1 detailliert zu finden.

Gruß
hochsitzcola
 
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Hochsitzcola

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Auf Nachfrage hier noch mal ein prinzpielles Schaltbild, wie dem Sensor auch ohne den Original-Controller ein brauchbares analoges Drehmomentsignal entlockt werden könnte. Nicht in Hardware ausprobiert. Das Trimmpoti für die Nullpunktseinstellung könnte man auch durch eine geglättete Spannung aus einem PWM-Signal des µCs ersetzten, dann könnte man den Nullpunktsabgleich beim Einschalten des Systems automatisch machen...

Gruß
hochsitzcola

upload_2018-5-29_15-5-57.png
 
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fotowusel

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Ich habe mit 2000er und Öl etwas poliert, dabei ging die glänzende Beschichtung auf der Oberfläche relativ schnell ab. Die Hülsen sind leicht magnetisiert .Korrision könnte ich nicht feststellen.
Anhang anzeigen 180414
Anhang anzeigen 180415
Anhang anzeigen 180416
Ich könnte jetzt komplett die Beschichtung wegpolieren, glaube aber nicht, daß es etwas bezweckt.
Vielleicht war die Torsion mal etwas zu stark so das die Ausgangslage nicht mehr gegeben ist?
Hier als späte Nachlese:
Die Hülsen sind nicht beschichtet, es wird einfach eine dünne Magnetisierbare Folie verklebt.
Im angefügten Foto ist das gut zu erkennen, die Messerspitze zeigt auf den abgewickelten Teil der Folie.
Dar Sensor stammt aus einem Daum (Impulse?) Antrieb. Der ist in vielen Teilen offenbar baugleich mit Panasonic:

Daum Impulse Sensor.jpg
 
Hochsitzcola

Hochsitzcola

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Da gibt es offensichtlich unterschiedliche Versionen. Bei meinem ist das definitiv kein "Aufkleber", die Fischgräten auf deinem Bild sehen auch ganz anders aus. Der Bafang-Sensor hat auch diesen "Aufkleber". Ist wahrscheinlich eine kostengünstigere Weiterentwicklung.

Gruß
hochsitzcola
 
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