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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Windrichtung messen


Autor: Robert (Gast)
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Moin an alle!

Ich sitz zur zeit an einer Projektarbeit für mein Maschinenbau Studium 
bei dem ich ein Anemometer konstruiert und gebaut habe und mit ihm die 
Windgeschwindigkeit und die Windrichtung messen will. Zu 
Richtungsmessung steht mir der Magnetfeldsensor KMZ51 und der 
Microcontroler C-Control Unit M2 zur Verfügung. Leider habe ich von 
diesem Zeug nicht viel Ahnung und kenne auch keinen, der mir dabei 
weiterhelfen kann. Meine fragen sind deshalb:

1. Wie schließe ich Controler und Sensor zusammen an? (Frage bezieht 
sich auf die Polung)
2. Wie kann ich die Signale des Sensors richtig auswerten?

Danke schonmal im Voraus!

Autor: M2K (Gast)
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Ok, ohne Vorkenntnisse schwer.

Du brauchst Kenntnisse in C oder Asembler.

Du Montierst entweder den Hallsensor auf dem Windrichtungssegeldingens 
und misst das Magnetfeld der Erde aus, oder du nimmst einen Rundmagneten 
(mit Windelsegelpfeildingens verbunden) und misst die Flussdichte und 
Richtung des Magnetfelds. Damit kannst du sagen in welche Richtung dein 
Windsegelpfeilding guckt.
Ich hab mir das Datenblatt nicht genauer angesehen, aber ich glaube er 
liefert eine Analogspannung. Diese ließt du über einen Analog Digital 
Converter in deinen µC ein. Die meißten µC haben schon einen Integriert 
(z.b. Atmega 48, etc.)

Du machst dann ein paar Testmessungen und notierst dir für alle 5° 
Drehung das Messergebnis, und stellst danach eine Gleichung auf, oder 
eine Wertetabelle und interpolierst das ganze, je nach dem wie genau es 
werden soll.
Zu deiner Frage mit der Polung solltest du dir das Datenblatt von dem 
Chip durchlesen, denn ich denke er liefert zwei Spannungen. Ist schon zu 
Spät zum denken für mich.

Allerdings empfehle ich dir eher einen Magnetfeldsensor der I²C fähig 
ist.
Da hast du keine Probleme mit Analogen Spannungen.

Alternative wäre eine Gray Code Scheibe (wikipedia nachsehen).Dafür 
bräuchtest du aber ein paar Fotodioden.
Optisches Mausrad wäre natürlich ebenso denkbar.


Wo kommst du den her? Wenn du aus der Nähe bist, könnte ich dir 
eventuell helfen.

Autor: hp-freund (Gast)
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Autor: Robert (Gast)
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Danke M2K! Das hilft mir schonmal Weiter!!!!

Also Gray Code Scheibe  und Optisches Mausrad  fallen aus, da es sich um
ein minatur Anemometer für ein Modellboot handeln soll.

Zur Programierung: Ich dachte für den C-Controll Unit 2 nimmt man Basic.
Der Magnet ist übrigens direkt auf der Drehachse der Wetterfahne
installiert und ich wollte damit die Nord-Süd Ausrichtung der Magnetpole
messen. Ist dass die beste Lösung?

Autor: M2K (Gast)
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Robert schrieb:
> Danke M2K! Das hilft mir schonmal Weiter!!!!
>
> Also Gray Code Scheibe  und Optisches Mausrad  fallen aus, da es sich um
> ein minatur Anemometer für ein Modellboot handeln soll.
>
> Zur Programierung: Ich dachte für den C-Controll Unit 2 nimmt man Basic.
> Der Magnet ist übrigens direkt auf der Drehachse der Wetterfahne
> installiert und ich wollte damit die Nord-Süd Ausrichtung der Magnetpole
> messen. Ist dass die beste Lösung?


Ach ich halte nicht viel von C-Control und kenn mich auch nicht damit 
aus (vllt. halte ich deswegen nix davon ;) )
Ein normaler µC und fertig, so würde ich es machen.

Die Nord-Süd-Ausrichtung messen ist ok. Im Threat gibt es ja bereits 
einen Link, der die Analogspannung verstärkt. Diese kannst du über einen 
ADC einlesen und somit die Richtung bestimmen. Kann mir vorstellen das 
eine Trigonometrische Funktion und ein paar Korrekturfaktoren ausreichen 
müssten.

Miss die maximale Flussdichte deines Magneten. Im Idealfall sollte die 
Flussdichte gegen Null gehen, wenn du den Magnet um 90° drehst.
Heißt also deine Flussdichte B = Bmax * cos α , und dann halt nach α 
Auflösen. Das gibt den Winkel der Auslenkung von der Maximalen 
Flussdichte (also entweder von Nord oder Südpol des Magneten)
Das Vorzeichen (kannst du ja völlig willkürlich wählen wie du das 
machst) bestimmt dann ob Nord oder Süd.

Bmax bestimmst du vorher
B    ist deine aktuelle Flussdichte
α    der Auslenkwinkel aus der "Ruhelage"

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