Rainer Radow's LED-Anzeigeeinheit für Digitalmeßschieber

Seit 1998 beschäftige ich mich mit dem Auslesen billigen Meßschiebern und der Messwertausgabe auf LED Ziffern für meine Hobbyfreunde. Damals herrschte das 2x 24 bit Datenformat zur Messwertübertragung vor. Jetzt im August 2013 habe ich einen moderneren Mikrocontroler so programmiert, dass er zusätzlich noch das 1x 24 bit und das 6x 4 bit Protokoll auswerten kann. Damit sollten 90% aller handelsüblichen "billig Meßschieber" mit Datenausgang verwendbar sein - sollte jemand ein weiteres Protokoll auf der 4-Draht Leitung kennen, versuche ich das gerne mit auszulesen (Mitutoyo verwendet eine 5 Draht Leitung - diese werde ich in naher Zukunft nicht einbinden).

Die Programmierung ist noch ganz frisch. Die Bedienung habe ich zu 100% so gelassen, wie sie war. Auch die alte Platine kann weiter benutzt werden. Man muss lediglich einen kleinen Adapter bauen, der den neuen 24 poligen Sockel mit dem alten 20 poligen Sockel verbindet. Wer selber seine Platine layoutet, kann das natürlich gleich berücksichtigen. Ein neues Platinenlayout wird folgen. Wer weiss, dass er ein 2x 24 bit Protokoll hat, kann gerne noch einen alten Chip ordern!



Man benötigt einen Chip pro Messschieber, der dann eine LED Zeile "fütter".
1 Chip, der die drei Formate 2x 24 bit, 1x 24 bit und 6x 4 bit verarbeiten kann kostet 10 Euro
1 Chip, der nur das Formate 2x 24 bit verarbeitet, kostet 7 Euro - solange der Vorrat reicht!

Die Chips kommen per Einwurfeinschreiben zu Euch - es geht also nichts verloren. Für Porto und Verpackung rechnet daher bitte 4 Euro pro Sendung dazu. Wer 4 und mehr Chips bestellt, zahlt für Porto und Verpackung nichts.

Wenn jemand solch einen Chip ordern möchte, biete ich folgendes an
- Fragt bitte per Mail, ob es gerade Chips gibt.
- Leistet Vorkasse.
- Schreibt mir anschließend eine Mail, dass ihr überwiesen habt.
- Unbedingt in dieser Mail eure Anschrift mit angeben!
- Dann wartet ein bischen - innerhalb von 2 Wochen solltet ihr eine Sendung erhalten
- Die Chips kommen per Einwurfeinschreiben zu Euch - es geht also nichts verloren.
- Die Chips werden von mir gleich nach dem Brennen getestet. Sie sind vom Umtausch ausgeschlossen!

Wer nicht selber ätzen will/kann, findet auf www.w-tewes.de und dann links "Hobby" anklicken bei Wolfgang Tewes fertige Platinen für eine 3-Achs Jumbo Anzeige mit 23 mm LED Ziffernhöhe für 25 Euro. Dazu benötigt Ihr dann 3 Chips von mir (3x 10 Euro € + 1x 4 Euro€ = 34,00 €Euro). Die weiteren Bauteile für eine komplette 3-Achsanzeige kosten dann unter 50 Euro.

Die die Bauanleitung zur Anzeige habe ich noch nicht geändert. Es bleibt aber alles beim Alten - bis auf den Chip

Das wesentliche ist natürlich die rote 13 mm hohe 5-stellige Digitalanzeige (Auch schon mit 27 mm ausgeführt). Auf ihr kann man den aktuellen Meßwert des Meßschiebers immer problemlos ablesen.

  • Der Meßschieber wird über eine beliebige abgeschirmte 4-adrige Leitung mit der LED-Anzeigeeinheit verbunden. Leitungslängen von bis zu 3 m wurden bisher realisiert. Auf eine ausreichende Abschirmung möglicher externer Störquellen ist unbedingt zu achten!!
  • Setzt man die LED-Anzeigeeinheit an einer Drehmaschine ein, so kann die Anzeige so programmiert werden, daß der Meßert, also die Zustellung, verdoppelt wird und somit dem Durchmesserwert entspricht (wie am Handrad einer Drehmaschine üblich).
  • Kann der Meßschieber nur in einer Position montiert werden, in der das Vorzeichen nicht richtig angezeigt wird (z.B. Bewegung nach rechts = Zunahme des Meßwertes), so kann das Vorzeichen durch die LED-Anzeigeeinheit entsprechend "umgepolt" werden.
  • Weiterhin ist es möglich, drei beliebige Positionen zwischenzuspeichern.
  • Hat man also z.B. auf einem X-Y-Tisch ein Loch gebohrt, so drückt man eine der Positionsspeichertasten: das Display zeigt nun 0,00 an. Bewegt man den Tisch, so wird die relative Entfernung zu diesem Loch angezeigt. Daraufhin kann dann z.B. in genau 10 mm Abstand ein zweites Loch gebohrt werden. Anschließend kann das erste Loch z.B. zum Gewindeschneiden erneut angefahren werden.
  • Bei einem Tiefenanschlag können z.B. drei unterschiedliche Bohrtiefen gespeichert werden.
  • An einer Drehmaschine können z.B. die Nullpositionen für drei unterschiedliche Werkzeuge abgelegt werden.
  • Wer möchte, kann auch die Batterie aus dem Meßschieber entfernen, dann wird die  Spannungsversorgung von der LED-Anzeigeeinheit übernommen.
  • Die original Bedienungsanleitung zur Anzeige gibt's hier als PDF!
    led-bedien-v13.pdf


    Hier geht es jetzt mit dem historischen Teil meiner Seite weiter
    - die Infos darin haben sich ja nicht geändert

    Nachtrag Dezember 2010:

    JA, es gibt die Chips immer noch. Das Ding läuft nun seit 1998 reibungslos!


    Nachtrag Oktober 2008:

    Da mir der Aufwand zur Erstellung von Bausätzen und Platinen zu groß ist (bzw. Euch zu teuer wäre), habe ich in der Bauanleitung alles zum Nachbauen abgelegt


    Originaltext von 1999:

    Seit einiger Zeit erhält man bei verschiedene Händlern und Versandhäusern preiswerte Digitalmeßschieber und -maßstäbe aus Fernost. Für eine Meßlänge von 160 mm bezahlt man zur Zeit (Feb. 2008) keine 10 EUR,   Im täglichen Werkstattgebrauch möchte man schon gar nicht mehr auf sie verzichten.

    Da ich mich oft geärgert habe, dass man die Werkstückke in der Fräse oder Drehbank nicht richtig messen kann, weil die Schieblehre schlicht zu lang ist, habe ich eine 160 mm Schieblehre auf 70 mm Meßlänge gekürzt. Das geht ganz einfach mit einer dünnen Trennscheibe auf dem Drehmel oÄ. Am neuen Ende des Meßschiebers muß man dann nur noch zwei Löcher bohren und den alten Halter für das Tiefenmaß anschrauben. Auch wenn die Meßschieber ja wohl gehärtet sind, geht das ohne Probleme z.B. mit dem 2 mm Zentrierbohrer. Beim Trennen sollte man von oben her arbeiten, damit sich nicht die Maßstabsfolie vom Schieber löst. Daher bitte auch nicht zu heiß arbeiten, was mit der dünnen Trennscheibe gut funktioniert.



    Man brauch dabei keine Angst um die Meßeinheit oder den Maßstab haben. Dies sind äußerst unempfindliche Bauteile. Zum Abschrauben der Anzeige- und Auswerteeinheit muß man meist einen Aufkleber auf der Bodenseite entfernen. Darunter kommen dann 4 Schrauben zum Vorschein, die man lösen muß. Man sollte sich genau merken, welche Schraube in welchem Loch sitzt, und sie auch nur wieder an gleicher Stelle verbauen. Die Schrauben greifen teilweise in Messinginserts oder direkt in den Kunststoff. Bei diesen Kunststoffgewinden ist nach fest natürlich gleich ab, und wenn man immer die gleiche selbstschneidende Schraube im gleichen Loch verwendet, schont das natürlich den Kunststoff und man kann öfter auf und zu schrauben...



    Hebt man das Schwarze Gehäuse ab, so sieht man von unten auf die Meßplatine mit den Sensorstreifen. Unter der Folie auf dem Meßlinial befindet sich ebenfalls eine geätzte Platine - jedoch ohne Bauteile. Die Kupferkaschierung ist lediglich in Streifen unterteilt, die mit der Meßplatine einen Art Kondensator bilden. Fragt mich jetzt aber bitte nicht, wie das genau funktioniert



    Auf dieser Platine erkennt man wieder vier kleine Kreuzschrauben. Löst man die vorsichtig, kann man die Platine vorsichtig aus dem schwarzen Plastikgehäuse nehmen.



    Diese Platine ist nun alles, was den eigentlichen Meßvorgang durchführt. Bei den neueren Meßschiebern (wie dem hier gezeigten von Pearl) liegt die Glasscheibe lose auf dem Leitgummi auf. Man sollte bei Umbauten der Meßschieber also möglichst die Platine im Originalgehäuse lassen. Die von mir vor einigen Jahren gekuaften Meßschieber hatten unter der Plastikabdeckung nochmal ein Metallgehäuse, sodaß diese sehr kleine Einheit separat verbaut werden konnte (siehe unten). Sollte sich das Anzeigeglas mal von dem Gummi lösen - keine Panik, einfach wieder ungefährt so plazieren, wie es vorher gelegen hat. In dem Gummi sind ganz schmalte Leitstreifen eingebaut (so wie die Zwischenräume in der Toastbrotpackung), die den Kontakt zu den auf die Glasplatte aufgedampften (kaum sichtbaren) Leiterbahnen herstellen. Durch die feine Raasterung dieser Leitstreifen paßen dann die Kontakte von der Platine schon irgendwie zu denen auf der Glasscheibe - sonst wäre bei der Herstellung der Meßschieber ja auch eine sehr genau Plazierung nötig und das will man vermeiden.



    Was liegt da näher, als diese Meßtechnik auch für Werkzeugmaschinen einzusetzen. Einen umgebauten Meßschieber an den Support der Drehmaschine befestigt, und schon geht alles etwas einfacher. Als Tiefenanschlag am Bohrständer leisten sie gute Dienste und in einer X-Y-Anordnung erleichtern sie die Arbeit an der Fräse sehr. Man kann die Maßstäbe ohne weiteres auf die notwendige Länge sägen und entsprechend Befestigungslöcher einbohren.



    Für die Y-Achse meiner Fräse hatte ich keinen guten Befestigungspunkt gefunden. Also habe ich einfach die Lineal-Platine vom Meßschieber gelöst (vorsichtig mit dem Cuttermesser abheben) und auf einen passenden Aluträger geklebt, der dann leicht an den Y-Tisch der Maschine geschraubt werden konnte. Die Anzeigeplatine habe ich mit Stehbolzen am Maschinenbett befestigt. Über die Schrauben konnte der Abstand zum Lineal genau eingetellt werden und die exakte Führung wird ja sowieso über die Tischführung gewährleistet. Das Kabel für den Datenausgang habe ich durch eine zusätzliches Loch im Maschinenbett gleich sicher nach unten weggeführt. Diese Einheit läuft bei mir nun seit über 8 Jahren Fehlerfrei!!



    In manchen Einbaulagen (wie auch hier)ist dann aber das Display nicht mehr abzulesen. Oft muß man dann einen Kompromiß zwischen optimaler Befestigung sowie Schmutzschutz und einer geeigneten Ablesemöglichkeit eingehen. Gab es da nicht einen Schnittstellenausgang an den Meßschiebern?

    Auf dem Bild oben, sieht man Rechts oben an der Leiterplattenkante die 4 Kontakte für den Datenaustausch und eine externe Stromversorgung. An diese Kontakte kommt fast immer auch ohne das Aufschrauben des Meßschiebers über eine kleine Klappe auf der Vorderseite oben rechts. Schon immer habe ich mich gefragt, wozu eigentlich dieser Datenausgänge an den Digitalmeßschiebern gut ist und wie man in nutzen kann. Also habe ich mich daran gemacht und diesen Ausgang etwas "erforscht". Als erstes Ergebnis erstellte ich mir dann eine Schnittstellenkarte für einen ausrangierten 386'er IBM-Computer. Mit einem entsprechenden Programm habe ich nun alle drei Achsen meiner Fräse immer im Blick und kann auch noch Positionen speichern usw... Leider gab es immer wieder Probleme, dies auf die unterschiedlichen Rechner meiner Freunde anzupassen und nun möchte ja auch nicht jeder gleich einen PC mit all seinen Softwreproblemen in der Werkstatt stehen haben. Darum habe ich eine kleine microcontrolergesteuerte LED-Anzeigeeinheit für diese Digitalmeßschieber entwickelt, die ich hier kurz vorstellen möchte:




    Das fertig aufgebaute und vergossene Einbaumodul habe ich in einem Aluminium- Druckgußgehäuse untergebracht. Die Spannungsversorgung übernimmt ein Steckernetzteil.

    Hier mal alles in einem etwas größerem Gehäuse und ohne Frontrahmen um die LED (Gerät eines Freundes). Den Dezimalpunkt sieht man hier gerade nicht, da das Bild gerade in der Ausphase des Blinkens entstand. Vor der Erstellung des Gehäuses sollte man sich genau überlegen, wo man es in der Werkstatt unterbringen will und wie man dann schnell und prozeßsicher an die Knöpfe kommt. Schnell erreichen muß man eigentlich nur den Weiter-Knopf und die drei Positionsknöpfe. Sind Sie Rechts- oder Linkshänder? Ein wenig Denken bei der Planung kann später viel Ärger ersparen

    Natürlich kann man auch mehrere Einbaumodule in ein Gehäuse einbauen. Dabei ist es möglich, die Anzeigen direkt untereinander und die Bedienknöpfe z.B. rechts daneben zu monteirten. Das unten abgebildete Layout paßt auch in ein Conrad Druckgußgehäuse für 17 EUR (Feb. 2004). Zusätzlich sind darin noch die Bedienelemente für eine durch die Anzeige beeinflußbare X-Achsen-Vorschubsteuerung integriert.

    Hier noch mal 3 große Anzeigen lediglich mit einem Knopf zum Nullen der Anzeige in 27 mm Anzeigenhöhe (Foto von Dieter)