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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Federweg mittels Beschleunigungssensor aufnehmen und an µC weitergeben


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,
ich bin absoluter Neuling was µC angeht und will mich auf diesem Wege an 
das Thema ranbegeben.
Folgende Problemstellung. An einem Federdämpfungsprüfstand soll der 
Federweg der Schwinge aufgenommen werden. Ich untersuche im Moment die 
Möglichkeit, dies mit einem Beschleunigungssensor zu tun.


Weis jemand von euch:

a)Welchen Beschleunigungssensor ich am besten verwende?
Ich habe bisher diesen hier rausgesucht. Laut meinen Berechnungen können 
Beschleunigungen von etwa 80 g auftreten.
http://de.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp...

b)Wie ich die Kommunikation des Sensors mit dem µC realisiere?

c)Wie ich den µC programmieren muss.
(Ich hätte hier u.a. ein AVR Starter Kit rumliegen)

d) Wie ich die Daten vom µC auf den PC bekomme um sie mit Programmen wie 
Mathlab o.ä. weiterzuverarbeiten.


Vielen Dank :-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> a)Welchen Beschleunigungssensor ich am besten verwende?
Ein Weg ist maximal weit weg von einer Beschleunigung.
Du mußt rasend schnell auslesen und zweimal integrieren...
Das könnte ungenau werden :-o

Welche Wege erwartest du?

Einen Weg misst du besser z.B. mit einem Laserabstandssensor. Die kosten 
zwar ein wenig mehr, sind aber auch ziemlich fix.

Alternativ könntest du auch einfach ein Poti an die Achse schnallen und 
mit Winkelfunktionen den Weg berechnen...

Autor: Christian (Gast)
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Beide Möglichkeiten wurden schon betrachtet.

Zum Beschleunigungssensor. Es würde mir reichen wenn ich die 
Beschleunigungswerte des Sensors irgendwie auf den PC bekomme. Durch 
2maliges Integrieren (Fkt. in Mathlab) kann ich dann den Weg errechnen.

Autor: Christian (Gast)
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Zu der Frage welche Wege ich erwarte:

Ich erwarte an dem Punkt an dem der Sensor angebracht werden soll einen 
Weg von etwa 30mm.

Autor: chris (Gast)
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nabend

habe mit solchen sensoren zwar noch nicht gearbeitet aber würde mal
die daten sehen doch ganz gut aus

zu
a) siehe S.2 1500g
   S.1 steht doch das dass ding einen linearen output hat und
   S.3 output signal 19-21mV/g
   oder du sucht dir einen chip, der die daten z.b. als 1wire (oder
   ähnliches) protokoll ausgibt

>b)Wie ich die Kommunikation des Sensors mit dem µC realisiere?
b) hat sich damit erledigt, denn du kannst mit dem internen adc des 
avr's
   die spannung messen ->> verarbeiten-> ausgabe

>c)Wie ich den µC programmieren muss.
c) das progarmm kannst du mit dem avr studio 4 schreiben und hast ja nen
   starterkit und gleichzeitig kannste den käfer damit flashen

>d) Wie ich die Daten vom µC auf den PC bekomme um sie mit Programmen wie
Mathlab o.ä. weiterzuverarbeiten.
d) fast alle avr's haben eine UART und damit könntest du ne rs232 
aufbauen

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Jungs.

Die Idee durch zweimaliges Integrieren den Weg zu bestimmen, 
funktioniert nur in der Theorie!
In der Praxis klappt das aber nicht bzw. nicht besonders gut.
Das Problem: Beim Integrieren integriert man auch das unweigerliche 
Rauschen mit auf. Insbesondere beim zweimaligen Integrieren. Das 
Ergebnis, welches da raus kommt, hat mit einem vertrauenswürdigen 
Messwert meist nicht mehr viel zu tun!

> Ich erwarte an dem Punkt an dem der Sensor angebracht werden soll
> einen Weg von etwa 30mm.

30mm Weg wird dir deine Sensorauswertung wahrscheinlich nach weniger als 
1 Minute anzeigen, selbst wenn sich der Sensor überhaupt nicht bewegt 
hat :-)


Dazu kommt insbesondere bei Beschleunigungssensoren, dass man zu jedem 
Zeitpunkt auch die Erdbeschleunigung mitmisst und diese Komponente erst 
abgetrennt werden muss. Das erweist sich aber in vielen Fällen als 
äusserst schwierig, weil es keine Möglichkeit, ausser einem zweiten 
Lagesensor bzw. das Art des Versuchsaufbaus, gibt, die beiden 
Beschleunigungen auseinanderzuhalten.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Poti am Drehpunkt anbringen.
Der Winkel sollte der Auslenkung proportional sein.
Ein Poti kann man per AD-Wandler sehr einfach in einen digitalen Wert 
wandeln.
Dazu braucht man nicht mal unbedingt einen Mikrocontroller.

Autor: Schrotty (Gast)
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Man könnte auch an der Drehachse des Hebelarmes einen Inkrementalgeber 
(oder noch besser Absolutwertgeber) anbringen und diesen z.B via SSI an 
den PC anbinden. (SSI-Karte für PC nötig)

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Wie wärs damit:
An den Arm kommt ein Blech mit einem keilförmigen Ausschnitt. Auf die 
eine Seite des Ausschnitts ein Lämpchen, auf die andere Seite eine 
Photodiode. Je nach Lage des Blechs kommt durch den Schlitz einmal mehr 
oder weniger Licht auf die Photodiode.
Das kann man messen und auswerten.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Hallo,

eine industriell vielfach erprobte Möglichkeit ist ein Optischer 
Zeilensensor, sowas gibts bis über 5000 Pixel fix und fertig zu kaufen. 
Bei 50 mm sind das 0.01 mm Auflösung, das erreichst du mit einer 
Beschleunigungsmessung nicht nach 20 Jahren Entwicklungszeit. Ausserdem 
ist die Messung berührungs- und damit rückwirkungslos.

Gruss Reinhard

Autor: Gast (Gast)
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Die Experten machen sowas mit Linearpotis oder Drehpotis per Seilzug. 
Siehe auch hier: http://www.isa-racing.de/20091/webseiten/Seite-211.htm

Autor: Daniel G. (daniel83)
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Drehratesensor wäre eine Möglichkeit, dann musst du nur den Winkel und 
den Abstand durch rechnen, das ist lange nihct so aufwändig wie 2mal 
Integrieren

Autor: Christian (Gast)
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@Gast

Super, ich wusste bis eben noch garnicht wo es sowas geben sollte. Die 
Firma ist 20km von mir entfernt.
Bei denen werde ich mal nachhören.

Autor: Gast (Gast)
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Freut mich wenn ich helfen konnte.

Falls du ne Quelle für solche Potis findest, die deutlich günstiger ist 
als Motorsport- (Apotheken-) Handel wäre ich auch sehr interessiert an 
der Quelle!

Autor: Christian F (Gast)
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Hi habe soeben für 1/4 des Preises ein Angebot von folgender Firma 
bekommen.

http://www.waycon.de

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