Günstiger Drehgeber mit absolutem und relativem Wert

vor 7 Wochen 5 Tage

Die Frage nach Dreh Encodern kommt öfter mal vor und ich hab mal ein bisschen recherchiert zu dem Thema. Ich denke was ich gefunden habe könnte für einige Projekte ganz interessant sein. Das Problem was viele haben: Wie kann man die Bewegungen und die absolute Position eines drehenden Objektes messen? Dies ist wichtig, z.b. bei Vorschüben an CNC Maschinen, Distanzmessung bei Fahrzeugen oder der allgemeinen Positionsmessung bei drehenden Sensoren oder Aktoren. Wer hier was universelles sucht stößt schnell auf industrielle optische Encodern die gerne mal mehrere hundert Euro kosten können.

Eine günstige Alternative bietet der AS5045 von Austrian Microsystems. Das Bauteil in SSOP Package Größe (SMD) ist ein 12-bit programmierbarer, magnetischer Dreh-Encoder digitalem Absolutwert. Man platziert den Hall-Sensor einfach in kurzer Distanz zu einer Achse, an der ein kleiner Magnet befestigt wird. Die Messung wird berührungslos und somit ohne Abnutzung und Staub oder Nässen Anfälligkeit durchgeführt. Die Auflösung pro Umdrehung beträgt 4096 PPR (points per revolution) und maximal 30.000 Umdrehungen pro Minute können erfasst werden. Das besondere an dem Sensor ist die Vielzahl der Ausgabemöglichkeiten. Der Absolutwert kann als PWM oder serieller Datenstrom ausgegeben werden, ausserdem kann eine Inkrementalwert als zweikanal Quadratur ausgegeben werden. Den AS5045 gibt es bei Farnell für 11,10 Euro. Verwenden kann man ihn mit einem normalen SMD Breakoutboard oder einem Board aus den Projekten um diesen Sensor.

Der Sensor ist in einigen Projekten zu finden, z.B. beim RepRap, bei OpenServo als OpenEncoder Board oder als MagEnc als Teil vom Supermodified Projekt, mit dem Standardservos aufgebohrt werden oder ganz neue Servo Projekte geschaffen werden können. Eine sehr kompakte Platine für den AS5045 stammt auf dem OpenEncoder Projekt und kann für 3.50 USD bei Batch PCB direkt bestellt werden. Wie so ein Servoumbau und der Einsatz des AS5045 aussieht kann man an diesem Projekt sehen

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Jan - hat Artikel auf Freeduino geschrieben.


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8 Antworten auf “Günstiger Drehgeber mit absolutem und relativem Wert”


  1. MatthiasG. sagt:

    Sehr interessant - besonders weil ich genau soetwas im Zuge meines aktuellen Roboterprojektes (über das ich voraussichtlich Donnerstag auch mal berichten werde) wunderbar gebrauchen kann. Interessant wäre ein Kit mit bestückten Breakout und einem passenden Magneten. Kennt jemand eine Bezugsquelle für passende Magneten, die sich auch um Achsen "wickeln" lassen?

    Gruß,
    Matthias

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  1. Jan sagt:

    Bin heute über ein Komplettset gestolpert incl. Magneten und Abstandshalter, war ein etwas anderer Sensor mit ca 1000 ppr, der Preis war allerdings 50 Dollar deswegen hab ich es nicht erwähnt. Wenn Du das Board mit Sensor haben willst um die das SMD löten zu ersparen, dann findest Du das bei 01mech für 20 Euro (aus Griechenland).
    Der Magnet muss halt eine Feld parallel zum Sensor haben, das ist auch schon alles. Sollte nicht so schwer sein zu finden schätze ich.

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  1. Jan sagt:

    Hab grad ein wenig nachgeforscht, das Zauberwort bei den Magneten heisst "diametral". Die meisten Scheibenmagnete sind axial magnetisiert und helfen hierbei wohl wenig. Hier ist ein Beispiel für einen diametralen Ringmagneten. Könnte sich relativ einfach mit einer Nylonschraube befestigen lassen, wenn Du eine Achse hast mit Gewindebohrung. Oder einfach bisschen Epoxyd und Schrumpfschlauch drüber.

    http://www.magnet-shop.net/Neodym-Magnete/Ringmagnete/Ringmagnet-%D8-12-...

    Suche nach diametral im selben Shop

    http://www.magnet-shop.net/advanced_search_result.php?keywords=diametral...

    Mein Hersteller des Sensors gibt auch passende Magnete, allerdings wohl eher in 1000er Einheiten.

    http://www.austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/Magnet...

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  1. MatthiasG. sagt:

    Hallo Jan!

    Herzlichen Dank! Wie kann man so einen Magneten eigentlich an einer Welle befestigen? Reinbohren (Gewindebohrung z.B.) zerstört doch u.U. die magnetische Wirkung?

    Gruß,
    Matthias

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  1. Jan sagt:

    Ja, das würde das Feld wohl stören, falls überhaupt möglich. Das Material ist zum Teil extrem spröde und würde wohl zerbrechen. Nen Rundmagneten würde ich anschleifen und mit Epoxyd festkleben, dann noch eventuell einen Schrumpfschlauch drüber. Kommt natürlich auf die Drehzahl und andere Belastungen an. Deshalb ist der Ringmagnet recht interessant, den könnte man auch eine Achse aufschieben oder mit einer Schraube befestigen

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  1. MatthiasG. sagt:

    Aber natürlich! An Stellschrauben habe ich natürlich überhaupt nicht gedacht! Aber wie sorge ich dafür, dass der Ringmagnet sich exakt mit der Achse mitdreht?

    Gruß,
    Matthias

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  1. Jan sagt:

    Kann man so schwer pauschal sagen, hängt von der größer der Teile ab.

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  1. Jan sagt:

    Ich hab 3 mal je den AS5045 und zwei verschiedene Magnet Typen bekommen. Hier ist ein Beispiel wie ich sie auf ner Achse befestige. Ich hab nichtmal Loctite verwendet und würde sagen für niedrige Umdrehungen wie an Antrieben recht gut verwendbar.

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