Luxus-Drehzahlmesser Quick & Dirty

Einen preisgünstigen optischen Drehgeber mit ausreichender Auflösung, einen kleinen Mikrocontroller mit eingebauter USB-Schnittstelle und Hardware-Gray-Dekoder und ein schnell zusammengeschriebenes Script in MATLAB oder Python — mehr braucht es nicht für einen luxuriösen Drehzahlmesser.

Foto: Drehzahlmesser-Interface
Drehgeber (rechts) und Interface (links) (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Für ein anderes Projekt interessierte mich der Drehzahlverlauf meiner Mini-Drehbank beim Start und beim Abbremsen — nicht nur die Anlaufdauer grob geschätzt, sondern ein präziser Verlauf sollte es schon sein.

Foto: Eval-Board unten
Der Hardwareaufwand beschränkt sich auf zwei Widerstände. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die hier vorgestellte Lösung ein „Projekt“ zu nennen, wäre allerdings arg übertrieben. Die Hardware besteht aus einem optischen Drehgeber mit 600 Strichen, der sich noch in der Bastelkiste befand, und einem Mini-USB-Eval-Board mit einem STM32F103C8, das schon bei vielen anderen Projekten verwendet wurde. Als Beschaltung sind lediglich zwei externe pull-up-Widerstände für den Drehgeber erforderlich, dessen Versorgung aus dem vom Eval-Board bereitgestellten 5 Volt erfolgt.

Auch die Firmware ist vom geringstmöglichen Aufwand, weil sie zu 99% von der Messuhr-Schnittstelle übernommen wurde. Es wird ein virtueller COM-Port bereitgestellt, über den die aktuelle Position des Drehgebers und ein Zeitstempel übertragen werden.

PC-seitig findet die Auswertung mit einem schnell zusammengeklöppelten MATLAB-Programm statt, das Drehwinkel und Drehzahl mitschreibt und darstellt.

Die Firmware und das MATLAB-Programm finden sich unten zum Download.


Foto: Messen in der Werkstatt
Mit dem Laptop in der Werkstatt wird der Drehzahlverlauf der kleinen Drehbank (im Hintergrund) gemessen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die eigentliche Drehzahlmessung ist auch schnell erledigt: Der Drehgeber wird im Spannfutter eingespannt und ist so leichtgängig, daß das Anschlußkabel als Drehmomentstütze völlig ausreicht.


Foto: Eval-Board unten
Gemessener Drehzahlverlauf an meiner Mini-Drehbank beim Beschleunigen und Abbremsen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Das Diagramm zeigt den Drehzahl-Verlauf meiner Optimum D180x300 bei einer eingestellten Ziel-Drehzahl von 1950 U/min.

Wer sich als Besitzer einer Optimum D180x300 schon gefragt hat, ob der kleine Universalmotor so lange braucht, um die gewünschte Drehzahl zu erreichen, oder ob die Anzeige hinter­her­hinkt, weiß diese Frage jetzt auch beantwortet. Die eingebaute Drehzahlanzeige ist in Ordnung und übrigens auch recht genau. Auch der Abbrems-Vorgang ist vorbildlich.

Messen macht eben doch mehr Spaß als Raten.

Downloads

zip Firmware-Binaries und Quelltexte
zip MATLAB-Programm für die Auswertung
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