Hallo Ihr Lieben, ich hätte mal eine Frage. Ich möchte mit hilfe eines Beschleunigungssensor, eines Mocrocontrollers und einer Speichermöglichkeit über ca. einen Tag die Vibrationsstärke an Fahrzeugteilen eines LKWs messen. Also um genau zu sein die stärke der Vibration und die Geschwindigkeit. Ich habe nun überlegt ob ich das mit dem Arduino und dem dazugehörigen Beschleunigungssensor mahen kann? Oder ob jmd noch eine andere Idee für die Umsetzung hat? Ich bin für jeden Tip dankbar. Liebe Grüße Jana
Klar kann man das, ich nehme an der Arduino hat bereits alles vorgefertigt für eine SD Karte oder ähnliches. Dann brauchst du nur noch einen Timer, der dann quantifiziert den Beschleunigungssensor ausließt und z.B. als CSV schreibt. Bedenke: Am besten direkt schon im µC die 1g in Y-Richtung abziehen (Gravitation). Gedanken würde ich mir eher um die nachfolgende Analyse machen, wenn du schon von "Stärke" und "Geschwindigkeit" sprichst. Es würde helfen, zu wissen was du machen möchtest. Die Stärke aka Amplitude sieht man ja gleich, aber wenn du mit "Geschwindigkeit" die Frequenz meinst, muss man wissen, dass das Signal aus mehreren Überlagerten Geschwindigkeiten entsteht. Ein Spektrum zu erzeugen wird dann mathematisch schon wieder spannender und findet bitte am PC statt :P https://de.wikipedia.org/wiki/Schnelle_Fourier-Transformation < FFT ist dein Freund
Was genau möchtest du messen? Den Schwingweg, die Schwinggeschwindigkeit oder die Schwingbeschleunigung? In welchen Raumrichtungen? In welchem Frequenzbereich? Mit welchem Dynamikumfang? Wie groß sind die Messobjekte? Wie können die Sensoren befestigt werden?
Also ich möchte am ende wissen ob die Vibration stark genug ist ein piezo Element anzubringen. Ich möchte dann daraus mittels Energy Harvesting Leistung bekommen mit der ich ein Display oder so was betreiben kann.
Jana schrieb: > Ich möchte dann daraus mittels Energy > Harvesting Leistung Um über Vibrationen an Fahrzeugteilen Energie zu gewinnen, sollten die Piezoelemente mit möglichst große Schwinggeschwindigkeiten angeregt werden (U~v). Das könnte u.a. dadurch erfolgen, dass das Piezoelement mit einer Zusatzmasse zu einem schwingungsfähigen System verschaltet werden. Die Resonanzfrequenz sollte dann natürlich mit der Erregerfrequenz zusammenfallen. Mögliche Erregerfrequenzen könnten mittels 3-achsiger Beschleunigungssensoren an den auszuwählenden Fahrzeugteilen gemessen werden. Ist das ein ernsthaftes Projekt oder nur Spielerei? Bei Spielerei wird es schon „irgendwie“ gehen, für ein ernsthaftes Projekt ist noch einiges an Vorüberlegungen zu investieren.
Hallo, also das ist ein ernsthaftes Projekt. Deswegen würde ich auch gerne die Messreihen so aufbauen das ich Daten für die x, y und z Achse bekomen. Um dann auch Rückschlüsse auf die Sinnvollste anbringung des Elements ziehen zu können.
Ich würde sowas hier nehmen: http://www.watterott.com/de/Piezo-Vibrationssensor-klein-horizontal Der ist nicht teuer und ist quasi Sensor und Energiequelle zugleich ...
Jana schrieb: > Hallo, also das ist ein ernsthaftes Projekt. Deswegen würde ich auch > gerne die Messreihen so aufbauen das ich Daten für die x, y und z Achse > bekomen. Um dann auch Rückschlüsse auf die Sinnvollste anbringung des > Elements ziehen zu können. Mal so 3 grundsätzliche Frage: 1. Wie ist das mit dem Energieerhaltungssatz bei Piezoelementen? 2. Wie hoch ist die erwartete Leistung der Piezoelementen, im Vergleich zur Antriebsleistung? 3. Wenn man schon der Meinung ist, dass man Strom am LKW gewinnen muss, warum denkt man vorher nicht mal nach? Ein LKW-Motor hat min. 300 kW Antriebsleistung, das macht eine Heizleistung von 400 kW. Da könnte man auf die Idee kommen, die Abwärme zur Energiegewinnung zu nutzen!
Karl schrieb: > 3. Wenn man schon der Meinung ist, dass man Strom am LKW gewinnen muss, > warum denkt man vorher nicht mal nach? Ein LKW-Motor hat min. 300 kW > Antriebsleistung, das macht eine Heizleistung von 400 kW. Da könnte man > auf die Idee kommen, die Abwärme zur Energiegewinnung zu nutzen! Oder warum nicht einfach aus dem Bordnetz entnehmen?
Jana schrieb: > Deswegen würde ich auch > gerne die Messreihen so aufbauen das ich Daten für die x, y und z Achse > bekomen. Dann würde ich vorschlagen, mit einem Triaxialsensor mit großem Dynamikbereich zu messen. MEMS sind dafür eher ungeeignet. Das Messsystem sollte in diesem Fall mindestens 3-kanalig ausgelegt sein und selbstverständlich den Dynamikbereich des Sensors abdecken. Zur Beurteilung sind schon im Vorfeld einige Messfunktionen sehr sinnvoll. Dazu gehören solche Funktionen wie - Abtastrate und Stützstellenanzahl - Filterfunktionen - Math. Funktionen wie Autokorrelation, Autoleistungsdichte, Kreuzkorrelation, Kohärenz usw. Irgendwelche Halbleitersensoren an einem Arduino-ADC werden im echten Feldtest keine sinnvollen Messergebnisse bringen. Karl schrieb: > 1. Wie ist das mit dem Energieerhaltungssatz bei Piezoelementen? Selbstverständlich gilt dieser auch hier. > 2. Wie hoch ist die erwartete Leistung der Piezoelementen, im Vergleich > zur Antriebsleistung? Diesen wirkungsgrad sollte man im Vorfeld tatsächlich abschätzen.
Kleiner Tipp: Es gibt Herzdetektionsgeräte, die auf empfindlichen Mikros bestehen und welche helfen, in LKWs versteckte Personen zu finden. Das wird an Grenzen und im Gefängnis angewendet, damit niemand geschmuggelt werden kann. Die sollten empfindlich genug sein.
Hallo, wenn du Schwingungen (= Beschleunigung) sinnvoll messen und auswerten möchtest, kommst du um professionelle Produkte und Lösungen nicht herum. Ein ordentlicher Triax- Beschleunigungssensor kostet allerdings auch ein paar Euros (1-2 k€). Der dazugehörige Messverstärker kostet dann noch ein paar Euros mehr(20 - 50 k€). Dann brauchst du noch die entsprechende Software. Dass man dabei wissen sollte, was man macht, braucht eigentlich nicht besonders erwähnt zu werden. Wenn es sich bei deinem Projekt um eine Studienarbeit handelt: Lehrstühle verfügen i.d.R. über entsprechende Ausstattung oder haben Budget. Bei einem komerziellen Projekt kannst du dir einen Dienstleister ins Boot holen, der (hoffentlich) weiß, was er macht. Firmen für Sensoren sind z.B. PCB oder Kistler Verstärker gibt's von IMC oder HBM. Wichtig ist hierbei, dass die Messkette ungefähr das 10- fache der erwarteten Frequenzen kann, und somit gibts schnell große Daten. Diese kann man dann aber wieder kleinrechnen... Viel Erfolg!
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