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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Winkel- / Beschleunigungsmessung am PC (Seismograph)


Autor: Martin C. (martinc)
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Hallo zusammen und frohe Weihnachten,

ich hoffe ich werde nicht gleich erschlagen wenn ich mich mit meinem 
"Problem" an euch wende. Mein Anliegen ist folgendes:

Ich bin Maschinenbauer und möchte mir einen Seismographen bauen. Die 
Schwingungsdifferentialgleichung ist mir bekannt. Konstruktiv ausgeführt 
ist das Gerät in Gedanken auch schon. Ich möchte das Gerät jedoch auch 
elektronisch ausrüsten, leider fehlt mir da jeglicher Angriffspunkt. 
Daher möchte ich euch ein paar Randbedingungen aufzeigen:

   * Es sollen zwei Beschleunigungssensoren angebracht werden. Einer an 
der schwingenden Masse, einer an dem Rahmen, welcher fest mit einer Wand 
verschraubt wird.

   * Es soll ein Drehwinkelsensor angebracht werden, der jedoch einige 
Anforderungen erfüllen sollte: Da ich vermute, dass die Auslenkung der 
schwingende Masse kleiner 360° ist, brauche ich einen Bereich von 
Schätzungsweise + / - 30° um die Ruhelage der Masse, also einen gesamten 
Messbereich von 60°, der möglichst genau einteilbar sein sollte. 
(Schritte kleiner als 0,5°, da 0,5 ° um die Mittellage bereits etwa 8,5 
mm Auslenkung entsprechen)

   * Die Messwerte sollen an einen PC übetragen werden OHNE das ich 
irgendetwas programmieren muss. Quasi eine Plug and Play Lösung, da ich 
keine Lust habe erst eine neue Programmiersprache zu erlerenen oder 
einen Microcontroller zu bauen / was auch immer ;o) Wenn möglich sollte 
eine Echtzeitdarstellung der Schwingungsamplitude möglich sein.


Meine Frage ist jetzt: Wie realisiere ich das am besten und gleichzeitig 
kostengünstigsten?


Übrigens ein großes Lob an euch. Ich hätte keinen Nerv dazu mich so tief 
mit Mikrokontrollern etc. zu beschäftigen auch wenn ich es irre gerne 
erlernen würde.


Ich danke euch im Voraus für eure Bemühungen

VG

Martin

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Martin C. schrieb:
> * Die Messwerte sollen an einen PC übetragen werden OHNE das ich
>
> irgendetwas programmieren muss. Quasi eine Plug and Play Lösung, da ich
>
> keine Lust habe erst eine neue Programmiersprache zu erlerenen oder
>
> einen Microcontroller zu bauen / was auch immer ;o) Wenn möglich sollte
>
> eine Echtzeitdarstellung der Schwingungsamplitude möglich sein.

Da das nicht in Windows integriert ist (und wahrscheinlich auch nicht in 
Linux), wirst du um Programmierung nicht herumkommen. Und zwar in 
doppelter Hinsicht. Zum einen ein Controller zur Meßwertaufnahme, zum 
anderen die Anwendung auf dem zur Darstellung des Ganzen.

mfg.

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Thomas Eckmann schrieb:
> dem zur

dem PC zur

Autor: Sebastian (Gast)
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Seltsame Projektbeschreibung - es soll a,b,c,d können aber ich will nix 
dafür machen...
Naja.

Sensoren suchen wirst du wohl selber müssen. Beschleunigungssensoren 
sind rel. einfach zu bekommen, Drehsensoren (Gyros) sind ned so billig. 
Als kostengünstige und sehr einfache Lösung zur Realisierung kann ich 
ein Arduino Uno (~25 Euro) mit Processing Visualisierung empfehlen. Da 
gibts einige Programmbeispiele die schon recht Ähnliches tun wie das, 
was du willst - aber um ein bisschen Programmieren wirst du nicht 
rumkommen. Kannst du C? Das ganze könnte dann ca. so aussehen:

Arduino-Code:
#define sensor 1 //sensor auf ADC pin 1

void setup()
{
   pinMode(sensor, INPUT);
   Serial.begin(9600); //start Serial communication with 9600 baude
}


void loop()
{
  int x = 0;
  x = analogRead(sensor); //read sensor value
  Serial.println(x);  //send value to PC
  delay(25);  //delay 25ms => 40 Times/Second
}

Wenn du das "verstehst" kannst du dich in Arduinos sehr schnell 
einarbeiten, wenn nicht beauftrag jemanden professionellen.

Für die Visualisierung mit Processing gibts haufenweise Beispielcode, 
kann dann ca. so aussehen (Pulsmessgerät von mir, jeder Ausschlag nach 
unten ist ein Herzschlag) 
Youtube-Video "Pulsoximeter (mit verbesseretem Sensor)"

Viel Glück und mach dir nen gscheiten Plan, was du jetz wirklich 
willst...

Autor: Martin C. (martinc)
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Hi,

danke euch für die schnellen Antworten. Leider muss ich die Kritik 
zurückweisen. Ich möchte schon was machen, aber es soll eher um die 
mechanische Ebene gehen als um 5 Wochen Einarbeitung in 
Programmiersprachen, Mikrokontroller und Co. Ich habe einfach nicht die 
Zeit dafür und "sitze in meinem Beruf genug rum". Deshalb möchte ich 
Handwerklich etwas auf die Beine stellen, nämlich eine gescheite 
Aufhängung, Dämpfung, Lagerung, Dimensionierung...


Ich dachte eher an soetwas wie: Kauf dir die Karte A und den Sensor B 
und C und schließe B und C über das Kabel D an der Karte A an und 
installiere das Prgramm E , welches kompatibel ist zu A, B, C, D und du 
kannst deine Messwerte aufnehmen.

Sowas scheint es also nicht zu geben?


Gibt es denn ein gutes Tutorial zum Einstieg in solche 
Programmieraufgaben ?


Danke euch ;o)


Martin

P.S. Bitte habt Geduld mit mir ^^
P.P.S. Ja den Programmtext habe ich verstanden. Kenne mich in C und C++ 
einigermaßen aus.

Autor: holger (Gast)
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>Ich möchte schon was machen, aber es soll eher um die
>mechanische Ebene gehen als um 5 Wochen Einarbeitung in
>Programmiersprachen, Mikrokontroller und Co.

5 Wochen reichen da nicht.

Autor: Sebastian (Gast)
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wie gesagt, sensoren wirst selber suchen müssen, rest geht einfach mit 
arduino + processing. gibt einen haufen tutorials, die schon (fast) 
genau das machen, was du tun willst, nämlich ADC wert einlesen und 
grafisch ausgeben.

Autor: caspar (Gast)
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Alternativ und wenn Du viel Geld ausgeben willst/kannst: 
NationalInstruments-Karte für den PC/USB und z B LabView. Teilweise kann 
man sowas auch in Excel o ä einbinden. Zwar häßlich, aber schnell.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Martin C. schrieb:
>    * Es soll ein Drehwinkelsensor angebracht werden, der jedoch einige
> Anforderungen erfüllen sollte: Da ich vermute, dass die Auslenkung der
> schwingende Masse kleiner 360° ist, brauche ich einen Bereich von
> Schätzungsweise + / - 30° um die Ruhelage der Masse, also einen gesamten
> Messbereich von 60°...

Hallo Martin,

Hast du dich wirklich mit der Materie beschäftigt? Auslenkungen von 30 
Grad bekommst du im Epizentrum eines schweren Bebens, bei normalen 
Seismographen müssen aber Lageänderung im Submillimeterbereich erfasst 
werden - je nach Empfindlichkeit bis herab zu Nanometern. Deshalb kann 
man sowas auch nicht im Mediamarkt kaufen.

Gruss Reinhard

Autor: Martin C. (martinc)
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Hallo,

ja das habe ich. Mir ist durchaus bewusst in welchen Größenordnungen ich 
mich bewege. Aber danke für deine Hinweise. Die 30° sind deshalb 
gewählt, weil ich das Gerät auch gerne zum Simulieren von anregenden 
Schwingungen benutzen würde.

Martin

Autor: alcasser (Gast)
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http://blog.objectgraph.com/index.php/2009/02/23/i...

Kleiner Scherz ;)
Aber trotzdem cooles App fürs 4er ;)

Mach das mit so einem Gyrosensor, sich damit zu beschäftigen ist sicher 
zukunftsweisend.

Such dir halt sowas, wenn du keinen Bock auf eine Controller Lösung 
hast:
http://www.deditec.de/de/module/prod/usb/module-ad...

Dann brauchst du nur noch sowas wie LabView oder irgendwas :) Ach ja - 
und wahrscheinlich einen Geldschei*er :D

Stell dein Projekt dann mal hier vor. Sowas finde ich auf jeden Fall 
interessant!

Grüße und guten Rutsch

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