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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik analoge Datenverarbeitung


Autor: Matthias Pickem (Gast)
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Hi erstmal.
Zuerst zu mir. Ich bin zurzeit in der Abschlussklasse und muss eine 
Diplomarbeit fertigen. Das Thema ist ein Schwingungsmesssystem von einem 
Feder-Masse-System. Die Anreung und die erregte Schwingung werden über 2 
Lasersensoren gemessen.

Hier kommt es zum Problem. Ich will diese 2 analogen Signale mittels 
Mikrocontroller verarbeiten. Das Ziel ist es, die Verstärkung von 
Anregung zu Erregung und die Phasenverschiebung der 2 Schwingungen auf 
einem LCD Display anzuzeigen.

Erschwerend kommt dazu, dass die 2 Schwingungen nicht den gleichen 
Arbeitsbereich haben und auch von der Höhe verschoben sind. Zusätzlich 
müssen Schwingungen in einem Bereich von 10Hz bis nahezu 0Hz 
aufgezeichnet werden.

Meine Frage ist nun, ob dies überhaupt möglich ist. Und wenn ja, wären 
Hilfestellungen sehr von Vorteil ;)

Danke im Vorhinein
mfg
Matthias

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Sicher ist das moeglich. Wo liegt denn das Problem ? Was hast bisher 
denn gemacht ?

Autor: Bernhard Spitzer (b_spitzer)
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Wenn Phasenbeziehungen zweier Signale exakt bestimmt werden müssen, 
sollten die ADCs mehrere Kanäle simultan Sampeln können.
Bei der gewünschten Schwingungsfrequenz genügt theoretisch eine 
Abtastfrequenz von 100Hz umd das Signal sauber zu rekonstuieren. Für 
höhere Genauigkeit muss man entsprechend häufiger abtasten. Je nach 
Anforderung z.B: für 1° Phasenwinkel mindestens 360x Signalfrequenz.

tschuessle
B.

Autor: Matthias Pickem (Gast)
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Ja bisher haben wir erst den kompletten Aufbau konstruieren/bauen 
müssen. Das ist als Erweiterung gedacht, daher nur Überlegungen.

Den Controller den wir immer in der Schule benützt haben ist der Mega8 
(soweit ich weiß).

Das Problem ist bei der Verarbeitung der 2 Signale.
Da es ja 2 Sinus-Signale mit unterschiedlicher Mittellinie sind und auch 
langsame Frequenzen gemessen werden müssen.

Einlesen und LCD-Anzeige ansteuern ist kein Problem.

Die genaue Frage ist jetzt, wie man genau die Phasenverschiebung messen 
/ berechnen kann und die Verstärkung.

mfg

Autor: Matthias (Gast)
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>Das Problem ist bei der Verarbeitung der 2 Signale.
>Da es ja 2 Sinus-Signale mit unterschiedlicher Mittellinie sind und auch
>langsame Frequenzen gemessen werden müssen.

Unterschiedliche Mittellinie? Es gibt entweder eine 0-Linie, beim Sinus
heißt das dann Nulldurchgang, wenn sich das Signal mit dieser Linie
schneidet. Deine "Mittellinie dürfte dann wohl das gleich sein, nur mit
einem Offset (Gleichspannungsoffset = Abstand von 0-Linie). Wenn der 
Offset nicht stark schwankt (Temperatur, ...) dann sollte die Aufgabe 
doch kein Problem sein.

Ach ja:
>Wenn Phasenbeziehungen zweier Signale exakt bestimmt werden müssen,
>sollten die ADCs mehrere Kanäle simultan Sampeln können.
Also in deinem Fall ein "Externer" ADC (per SPI oder I2C) der mind.
2 "Sample and Hold" Schaltungen besitzt und diese auch gleichzeitig
aktivieren kann. Allerdings würde ich keinen Mega 8 nehmen. Eher
einen Pinkompatiblen Mega168 (16k Flash) oder Mega328 (32k Flash).
-> Man tut sich bei Projekte, bei denen es nicht auf die paar Cent
Unterschied ankommt immer leichter mit mehr Speicher, als nachher
den "Schuhlöffel" ansetzen zu müssen, um das Prog in den Flash zu
quetschen ;-)

Autor: MaWin (Gast)
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> in der Abschlussklasse ... muss eine Diplomarbeit fertigen

Diplom-Schüler ?

Passt zum Thema, welches wahrlich einer Diplomarbeit nicht würdig ist, 
die sollen nämlich NEUES beschreiben.

Autor: Matthias Pickem (Gast)
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ja der Aufbau, den wir gemacht haben ist was neues.
Wir könnten auch umständlich die 2 Analogsignale aufnehmen und per Hand 
die Verstärkung und Phasenverschiebung messen. (das ungefähr 1000 mal)

Mit einem Mikrocontroller ist es eben eleganter und ist eigentlich nur 
als Draufgabe gedacht ;)

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