Improvisierter Drehzahlmesser

Reflexlichtschranke zur Drehzahlmessung
Drehzahlen messen ist eine Aufgabe, vor die besonders Modellbauer immer wieder mal gestellt werden. Sei es, um die Rotationsgeschwindigkeit eines Werkzeuges zu kontrollieren, oder die korrekte Einstellung eines Antriebs zu überprüfen.

Dieses kleine Projet zeigt, wie man mit geringem Aufwand und ganz wenigen Bauteilen aus der Bastelkiste einen gut funktionierenden, improvisierten Drehzahlmesser herstellen kann.

Da Drehzahlen ja nichts anderes sind als Frequenzen, sollten sich diese auch entsprechend leicht messen lassen.

Man benötigt einerseits ein Messgerät, mit welchem man Frequenzen bestimmen kann. Dies ist in der Regel ein Frequenzzähler, man kann aber durchaus auch ein Multimeter oder sogar ein Oszilloskop verwenden.

Weiterhin benötigt man einen geeigneten Sensor, welcher die Drehzahl in ein elektrisches Signal umwandelt, das dann von einem der vorher genannten Messgeräte verarbeitet werden kann.

Als Sensor kann man recht einfach sogenannte Reflex-Lichtschranken verwenden. Hierbei sind eine Infrarot-Leuchtdiode sowie ein Fototransistor nebeneinander in einem Gehäuse untergebracht, so dass der Transistor immer dann leitend wird, wenn ein Objekt vor der Lichtaschranke die Strahlung der Diode reflektiert.

Für den hier gezeigten Aufbau habe ich eine Reflex-Lichtschranke aus einem defekten Elektronischen Heizungs-Thermostat verwendet. Sie diente dort zur Blockier-Erkennung für den verbauten Ventil-Antrieb.


Schaltplan

Da keinerlei Daten für diese Lichtschranke vorliegen, habe ich die LED einfach über einen 1k-Widerstand an +5 gelegt, der Transistor wird mit einem 470k Widerstand ebenfalls an +5V gelegt. Somit wird die Spannung an seinem Kollektor niedriger, wenn Licht auf ihn fällt. Über einen Kondensator wird diese Spannungsschwankung dann ausgekoppelt.

Eine kurze Überprüfung mit dem Multimeter ergab, dass die Arbeitspunkte brauchbar waren.


Motor mit Zahnrad und Isolierband

Zum Testen des Aufbaus diente ein kleiner Elektromotor, an dessen Zahnrad ein Stück schwarzes Isolierband angebracht wurde. Dieses sorgt für unterschiedliche Reflexions-Eigenschaften, die sich dann als Spannungsänderung auswerten lassen.

An ein Oszilloskop angeschlossen, zeigt sich dann folgende Kurvenform


Das Ausgangssignal

Eine Sägezahn-ahnliche Kurvenform mit einigen 100mV Spannungshub. Dieses Signal lässt sich dann ohne zusätzliche Aufbereitung weiterverarbeiten. Damit sollte sich zB auch der Analog-Komparator eines Mikrocontrollers ansteuern lassen, so dass auch die Abfrage der Drehzahl aus einem Programm heraus denkbar ist.

Die Schaltung sollte übrigens nicht direkt mit Licht bestrahlt werden, da sonst der Phototransistor komplett durchsteuert und somit kein Ausgangssignal mehr liefert!

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