Drehzahlsensor (optisch, magnetisch, brushless)

27.7.2014: Eben wurde festgestellt, dass JLog einen Drehzahlsensor dekonfiguriert, wenn zusätzlich Temperatursensoren konfiguriert sind! Es handelt sich um einen Bug, der sich irgendwann in die Firmwares einschlich. Er wird umgehend entfernt werden.  –  In dieser Firmware ist der Bug bereits behoben:  26-J_Fc-113.124.bin, JLog2.6, ESC==JIVE, Telemetrie==Futaba (nicht via Autodownloader!). Lesen Sie dazu bitte hier den Abschnitt in blauer Schrift.

Im Gegensatz zu Temperatursensoren kann praktisch jeder Drehzahlsensor angeschlossen werden, es handelt sich ja nur um digitale Impulse, die er abgibt. Solange seine Betriebsspannung nicht 6V überschreitet, kann als garantiert angesehen werden, dass der Pegel seiner Ausgangsimpulse auch nicht 6V übersteigt. Das ist die absolute Obergrenze, bevor man Zerstörung des Microcontrollers in JLog befürchten muss. Nominal, wenn der Sensor mit allen 3 Leitungen, Masse, Plus und Signal, an JLog angeschlossen wird, ist sein Impulspegel nicht höher als 3,3V, denn seine Betriebsspannung, die JLog ihm liefert, beträgt 3,3V.

Getestet wurden Drehzahlsensoren vom SM Modellbau, SM#2210 (optisch), SM#2211 (magnetisch (Hall)), SM#2213 (brushless). Diese Sensoren sind alle für 3,3V Betriebsspannung konzipiert, halten aber auch 6V aus, bei 7V ist die Zerstörungsgrenze hinsichtlich der in ihnen verwendeten Bauelemente erreicht! Wie gesagt, sind sie als Einzelsensor an “OPT” von JLog angeschlossen, “Sensor/Alarm” bei JLog2, dann bekommen sie 3,3V von JLog. Siehe auch Multi-Sensor an “OPT”.

Ebenso getestet wurden entsprechende Sensoren von Graupner. Deren optischer Sensor hat nach Auffassung des Verfassers einen Design Bug. “Gain” des enhaltenen Komparators ist zu hoch dimensioniert, die Grenzfrequenz ist auch zu hoch. Er kann in der Praxis daher etwas “wacklig” sein.  –  Überhaupt ist zu empfehlen, – kann man keinen brushless Sensor verwenden, – dem magnetischen Sensor, auf dem Hall Effekt beruhend, den Vorzug zu geben vor der optischen Variante.

Brushless Drehzahlsensoren sind manchmal nicht ohne, sollen sie doch in der Lage sein, sicher Kommutierung von PWM unterscheiden zu können. Der Brushless Drehzahlsensor SM#2213 kann in dieser Beziehung nur empfohlen werden!

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Das Setup (->JLC) eines Drehzahlsensors an JLog bedarf etwas Erklärung:

Zunächst: Der Sensor gilt als konfigurativ eingeschaltet, sobald im Zahlenfeld mehr als “0″ steht.

Sofern der Checkbutton “BL” nicht aktiviert ist, sagt der einstellbare Zahlenwert, wieviele Impulse der Sensor pro Umdrehung liefert, – z.B. 4.

Um den Sinn des nächsten Checkbuttons “it’s a motor” (“es ist ein Motor”) zu verstehen, muss man verstehen, wie Drehzahl elektronisch gemessen wird:
Es ist nicht so, dass man quasi ein Tor öffnet, es nach definierter Zeit wieder schließt und hinterher die Anzahl eingelaufener Impulse auszählt. Man würde das Tor viel zu lange öffnen müssen, um eine halbswegs verlässliche Aussage über die Drehzahl treffen zu können, je geringer die zu messende Drehzahl, desto länger. Dadurch läuft man Gefahr, dass die Updaterate der Messungen viel geringer wird als die Änderungsrate der Drehzahl. Bei 60 UPM ist es gerade mal 1 Impuls pro Sekunde, – man müsste schon wenigstens 30 Sekunden Impulse einlaufen lassen, um auf 2..3 UPM genau messen zu können, – wenn überhaupt..

Stattdessen funktioniert das so, dass man die Zeitspanne zwischen zwei Impulsen misst und daraus auf die Drehzahl umrechnet.

Nun zur Erklärung des nächsten Checkbuttons:  Woher weiß der messende JLog, dass Drehzahl Null ist? Kann er nicht wissen, er weiß ja nicht, ob der nächste Impuls gerade “unterwegs” ist. Ergo kann er nur ein Timeout definieren: Wenn soundsolange kein Impuls erschien, heisst das, Null. Besagter Checkbutton verkürzt die Timeout-Periode. Wenn die Impulse von einem drehenden Motor kommen, ist mehr an Impulsen pro Zeiteinheit zu erwarten, als wenn der Pilot nur von Hand am Rotor dreht.  –  Es bleibt dabei, dass der linke Zahlenwert definiert, wieviele Impulse pro Umdrehung erwartet werden.

Der Checkbutton enabled gleichzeitig einen zweiten, “BL”. Ist “BL” angeklickt, heisst das, die Impulse kommen von einem brushless Drehzahlsensor. Das Eingabefeld rechts daneben definiert die Anzahl der magnetischen Pole des Motors. Das Zahlenfeld links hat keine Bedeutung mehr, – nur noch, dass da größer als Null steht (RPM Sensor konfiguriert), “Impulse pro Umdrehung” kommt nun vom rechten Eingabefeld, Drehzahl = gemessene / halbe Polzahl.