Forum der Firma Krause Robotik

Normale Version: ist die sensorlose Drehzahlerfassung gut?
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Hallo,

wir sind gerade dabei das Fahrwerk von einem unserer Fußballroboter
umzustrukturieren. Hierzu möchte ich eine digitale Drehzahlregelung aufbauen. Da kein Platz für Encoder ect. vorhanden ist, würde ich gerne die Drehzahlerfassung sensorlos gestalten. Kann man die vom Motor wärend der PWM-Pause induzierte Spannung messen? Diese müsste theoretisch proportional zur Drehzahl sein.
Ich bin bei meinen Recherchen zu dem Thema auf die von Euch bewordene Platine gestoßen. Mich würde interessieren, welches Verfahren Ihr dazu verwendt und wie linear und zuverlässig die
Variante ist.
David
Hallo!

Wir nutzen hier die elektromagnetischen Eigenschaften des Motors.
Wird der Motor mit einer PWM angesteuert hat er zwischen den Pulsen ruhezeiten, in denen er keine Spannung bekommt. Da sich der Motor in der Zeit aber weiter dreht, erzeugt er in dieser Zeit eine Spannung, die von der Drehzahl und des Typs des Motors abhängig ist.
Genau diese Spannung wird von unserem Bord gemessen und zurück gegeben.
Mit zwei Poti's kann man die Platine an den jeweiligen Motor anpassen.
Die Messung misst vorwärts und rückwärts und gibt die Messpannung normiert auf 5 Volt zurück, so dass sie direkt an übliche Analogeingänge von Microcontrollern angeschlossen werden kann.

Wie gut, die Ergebnisse sind, lässt sich in Zahlen schwer ausdrücken. Das hängt von der Qualität des Motors und der Geschwindigkeit ab, mit der der Motor angesteuert wird.
Wir haben die Schaltung in mehreren unserer Demonstrationsfahrzeuge eingebaut und regeln dort die Fahrgeschwindigkeit, was sehr gut funktioniert.

Grüße

Thomas
Hallo, David,
wir nutzen in unserer Drehzahlerfassung die EMK eines normalen permanenterregten DC-Motors. Elektronisch kommutierte Motoren eignen sich hierzu nicht. Aus dem PWM-Signal für den Motor generieren wird die notwendigen Taktsignale für die Messung. Wird der Motor nach der aktiven PWM-Phase freigeschaltet wirkt der Motor nach einer Abklingzeit wie ein Tachogenerator, es wird eine der Drehzahl proportionale Spannung induziert. Diese Spannung speichern wir in einen Kondensator bis zur nächsten Messphase. Damit ist diese Spannung auch während der folgenden Aktivphase konstant abgreifbar.
Daraus ergibt sich nun eine Ausgangsspannung die der Drehzahl proportional ist.
Die Genauigkeit dieser Spannung ist extrem von der Güte der Motoren abhängig. Die meisten Motoren erzeugen trotz gleichbleibender Drehzahl wellige Ausgangsspannungen, diese sind konstruktiv bedingt. Daraus resultiert dann natürlich auch eine entsprechende Welligkeit des Messignales, wir führen keine Integration über mehrer Motoransteuerungszyklen durch.
Die Ausgangsspannung der Messplatine ist direkt proportional der induzierten Motorenspannung. Der Verstärkungsfaktor ist mittels eines Potentiometers einstellbar. Ebenfalls kann der Ausgangswert für Drehzahl "0" eingestellt werden. Um beide Drehrichtungen erfassen zu können sollte die Nullspannung bei ca. 2,5 V eingestellt werden.
Die Platinen sind nun schon sehr oft erfolgreich eingesetzt worden, Ausfälle gab es bisher noch nicht.
Manfred
Hallo,
danke zusammen!
Ich werde meine Schaltung jetzt auf die EMK-Messung wärend der PWM-Pausen auslegen, um damit die Drehzahl zu regeln. Ich hoffe, dass die Tolleranzen zwischen verschiedenen RB35 Motoren nicht allzu gravierend sind. Ansonsten könnte man sicher auch softwaremäßig die Kennlinien linearisieren.
David
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