www.mikrocontroller.net

Forum: HF, Funk und Felder Analoges Messsignal per Funk übertragen


Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Ich suche eine einfache Möglichkeit das analoge Signal eines 
Dehnmesssstreifens drahtlos zu übertragen, da ich auf dem Gebiet der 
Elektrotechnik nur sehr wenig Kenntnisse habe.
Infrarot und ähnliche Sichtverbindungen kommen nicht in Frage, da sie 
schlecht angebracht werden können.
Am besten wäre ein kleines fertiges Funkmodul, wo ich direkt ein 
analoges Signal einspeisen kann. Das meiste auf den Markt scheint ja nur 
für digitale Signale gedacht zu sein, wie beispielsweise die FM-Module 
vom großen C.
Wie lässt sich ein Siganl entsprechend kodieren?

Noch eine Frage: Kommt aus einem Festspannungsregler auch wirklich eine 
konstante Spannung oder sind doch gewisse Toleranzen zu erwarten? Ich 
muss ja den DMS auch geeignet versorgen, dessen Widerstandänderung ist 
ja nicht wirklich groß: 350 Ohm +/-1 Ohm.

Vielen Dank für eure Hilfe.

Autor: 2920 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein DMS benoetigt einen Wandler, der das Signal auf einen sinnvollen 
Wert versterkt. Hintenran koennte man einen voltage-to-frequency wanler 
montieren, dann haette man ein digitales signal zur Uebertragung. Aber 
ich denke Du solltest da ein wenig weiter denken. Was kommt auf der 
empfangsseite ? Muss gespeichert werden ? usw.

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dankeschön.

Der DMS ist natürlich nicht alleine, über die übliche Wheatstonesche 
Messbrücke mess ich nur die Spannungsdifferenz. 1-2 Millivolt so etwa. 
Verstärken ist vermutlich nicht das Problem. Das sollt ich hinkriegen.

Kannst du mir nen Tipp geben, welche Module/Chips man wie kombinieren 
könnte?
Ich verstehe von ET nur sehr wenig. Gibt es nicht beispielsweise für 
Audioanwendungen fertige Lösungen? So dass man möglichst nur an einen 
bestimmten "Pegel" anpassen muss.

Am Schluß soll wieder das analoge Signal rauskommen. Die Verbindung soll 
"lediglich" ein Kabel ersetzen.

Autor: Dirk L. (thamare)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein paar zusätzliche Daten würden helfen Dir zu helfen.

Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?
Wie ist das Umfeld?
Wie oft muss der Messwert übertragen werden?
Wie genau willst Du messen (Auflösung)?
Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?

Ich würde (ausgehend von den Daten, die ich bisher habe) folgendes 
machen:

Messbrücke mit Differenzverstärker und Spannungsreferenz
|
A/D-Wandler
|
Funkmodul (868, 433, oder 2,4 je nach Umfeld und Datenrate)

Die beiden letzten gibt es auch kombiniert z.B. EnOcean STM110 
(http://www.enocean.com/de/enocean_module/stm-110-stm-110c/). Hohe 
Datenraten wirst Du damit aber nicht erreichen.

Grüße,
Dirk

Autor: Christian R. (supachris)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kannst du z.B. mit ZigBee machen. Kauf dir ein ETRX2 Modul, oder eben 2 
von telegesis, da hast du direkt analoge Eingänge, die du per Funk 
abfragen kannst. Allerdings musst du deine paar mV da erst noch 
verstärken. Aber da müsstest du praktisch nix programmieren, die Dinger 
lassen sich per UART über AT Kommandos anlabern.

Wie schnell soll die Sache denn abgefragt werden?

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich versuch mal die Fragen zu beantworten:

Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?
->max.15-20cm

Wie ist das Umfeld?
->wie meinst du das genau? es sind überall Metallteile drumherum, 
allerdings schon soweit offen das das Ganze kein faradayschen Käfig 
bilden sollte.

Wie oft muss der Messwert übertragen werden?
->naja, das ganze muss schon ein paar Sekunden permanent übertragen 
werden, es soll kein konkreter Wert, sondern eher ein charakteristischer 
Dehnungsverlauf übertragen werden.

Wie genau willst Du messen (Auflösung)?
->meinst du digital?: 12bit müssten ausreichen, ich will das Signal aber 
auch so wenig wie möglich verfälschen, deshalb soll es auch nicht 
weniger sein. Ich gehe momentan von einer Abtastfrequenz von etwa 10kHz 
aus.
Da kommt schon ein ganz schöner datenstrom zusammen.
Ich bin anfangs davon ausgegangen, das es am einfachsten wäre das Signal 
direkt analog über Frequenzmodulation zu übertragen

Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?
->auf Senderseite soll das Ganze mit Batterie versorgt werden und da 
wäre es schön wenn man damit, dann schon ein paar Stunden hinkommt. Die 
Messbrücke (4x350Ohm) braucht allerdings alleine schon 14mA, wenn man 
sie mit der eigentlichen Spannung von 5V betreibt. Man könnte aber die 
Spannung auch noch etwas absenken.

Eure Modul-Tipps werd'ich erst morgen auswerten. Vielen Dank erstmal und 
schönen Abend.

Autor: 2921 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Diese geringe Reichweite sollte man mit magnetischer Kopplung, resp mit 
einer ID Diode machen koennen.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was passiert eigentlich am Ende mit den Messwerten? Wenn am Ende 
irgendein digitales Glied hängt, dann würde ich das Signal von 
vornherein A/D wandeln und als solches übertragen... gerade wo du sagst, 
dass es möglichst wenig verfälscht werden soll.

Analog Devices (http://www.analog.com) hat hervorragende A/D-Wandler mit 
hoher Wert- und Zeitauflösung und Pollin (http://www.pollin.de) hat 
Module zur digitalen Übertragung (115 kbps).

Wenn alles bis zum bitteren Ende analog bleiben muss, dann habe ich 
nichts gesagt ;)

Autor: Dirk L. (thamare)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Chris wrote:
> Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?
> ->max.15-20cm

Also ziemlich kurz.

> Wie ist das Umfeld?
> ->wie meinst du das genau? es sind überall Metallteile drumherum,
> allerdings schon soweit offen das das Ganze kein faradayschen Käfig
> bilden sollte.

Metallteile ist eine Information. Ich meinte auch:
* andere Funksysteme
* große Elektromotoren
* Funkenstrecken, etc.

> Wie oft muss der Messwert übertragen werden?
> ->naja, das ganze muss schon ein paar Sekunden permanent übertragen
> werden, es soll kein konkreter Wert, sondern eher ein charakteristischer
> Dehnungsverlauf übertragen werden.

Dann noch die Frage: Wieviel Verzögerung kannst Du Dir erlauben?
Könntest Du die Daten sammeln und zeitversetzt senden oder muss 
irgendeine Einrichtung darauf möglichst schnell reagieren, weil sonst 
was kaputt geht?

> Wie genau willst Du messen (Auflösung)?
> ->meinst du digital?: 12bit müssten ausreichen, ich will das Signal aber
> auch so wenig wie möglich verfälschen, deshalb soll es auch nicht
> weniger sein. Ich gehe momentan von einer Abtastfrequenz von etwa 10kHz
> aus.
> Da kommt schon ein ganz schöner datenstrom zusammen.
> Ich bin anfangs davon ausgegangen, das es am einfachsten wäre das Signal
> direkt analog über Frequenzmodulation zu übertragen

Um eine Digitalisierung wirst Du nicht herum kommen. Ab 1% Genauigkeit 
(etwa 10 bit Auflösung) fährt man im Allgemeinen mit digitalen Verfahren 
billiger.

> Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?
> ->auf Senderseite soll das Ganze mit Batterie versorgt werden und da
> wäre es schön wenn man damit, dann schon ein paar Stunden hinkommt. Die
> Messbrücke (4x350Ohm) braucht allerdings alleine schon 14mA, wenn man
> sie mit der eigentlichen Spannung von 5V betreibt. Man könnte aber die
> Spannung auch noch etwas absenken.

Wenn der Messvorgang nur einige Sekunden dauert und dann lange Pause ist 
kann das (mit einer vertretbar großen) Batterie machbar sein.

Ein paar hilfreiche Links und Antworten:

Zuerst mal Auswertung des Dehnungsmesstreifens:
http://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentierungsvers...

> Noch eine Frage: Kommt aus einem Festspannungsregler auch wirklich eine
> konstante Spannung oder sind doch gewisse Toleranzen zu erwarten? Ich
> muss ja den DMS auch geeignet versorgen, dessen Widerstandänderung ist
> ja nicht wirklich groß: 350 Ohm +/-1 Ohm.

Sicher hat jeder Festspannungsregler Toleranzen (Billige 5%, teuere 
0,X%). Der Trick ist die Festspannung als Betriebsspannung für die 
Messbrücke und als Referenz für die A/D-Wandlung zu benutzen. Die 
Toleranzen des Reglers werden dann auf die Gleichtaktunterdrückung 
deines Instrumentierungsverstärkers reduziert.

Der oben genannte Link zu den A/D-Wandler ist auch nicht verkehrt. Aber 
evtl. ist ein µC mit A/D-Wandler besser, da Du Dir einen Haufen 
Ansteuerung sparst.

Mit dem RFM12-Modul sollte das auch klappen. Du wirst Dir nur etwas 
Gedanken über Absicherung/Plausibilitätsprüfung deiner Daten machen 
müssen, sobald ein anderes 433MHz Funksystem in die Nähe kommt. Wobei 
Dir die geringe Entfernung sehr entgegen kommt.

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Widerstände haben ja eine gewisse Toleranz, auch wenn man sie vorher 
vermisst, wird der Wert nicht unbedingt genau um Null schwanken, zumal 
die DMS durchaus mal getauscht werden sollten.
->lässt sich das Signal also irgendwie automatisch zu "normieren", also 
einen unbekannt hohen (Spannungs-)Offset beseitigen?

Ich habe schon gehört, dass die A/D-Wandler-Chips das Signal nur auf 
Masse ihrer eigenen Versorgungsspannung beziehen, deshalb ist die 
Spannungsreferenz nötig. Wie funktioniert das genau?: Was sind für 
Bauteile prinzipiell nötig und und wie könnten sie angeschlossen werden?

Das Signal ist nicht zeitkritisch, es könnte durchaus gespeichert werden 
und dann zu einem gewissen Zeitpunkt auf einmal übertragen werden. 
Allerdings soll das schon per Funk geschehen. Also nicht nur "vor Ort" 
speichern, und irgendwann mal per Kabel und Rechner abholen.

Wie groß schätzt ihr, wird so ein gesamter Aufbau werden?
Funkmodul+Mikrocontroller+A/D-Wandler+Spannungreferenzschaltung+Verstärk 
er

Beim Festspannungsregler interessiert mich vorallem das eine konstante 
Spannung über einen längeren Zeitraum rauskommt, das scheint ja so zu 
sein, nicht primär die Spannungshöhe. Schließlich hätte das riesigen 
Einfluß.

Am Ende hängt ein Rechner mit LabView drauf... :-) Nur wie krieg ich das 
auf digitalem Wege direkt in das Programm? Zur Zeit ist das halt eine 
Art Messwerterfassungskarte speziell für solche Messbrücken. Werd gleich 
mal beim Hersteller anfragen. Dir mehrfache Umwandlung ist natürlich 
ziemlich ungünstig.

@ 2921:
Was ist eine ID-Diode? Das Teil rotiert, also ändert sich ständig auch 
der Abstand zwischen Sender und Empfänger. Magnetische Kopplung wird 
wohl da eher nicht in Frage kommen. Es dreht sehr langsam, also ist der 
Dopplereffekt in dem ich in einem anderen Beitrag gelesen hab kein 
Problem.

Störeinflüsse:
Es gibt zur Zeit einen E-Motor, der den Aufbau in Rotation versetzt. 
Aber es wäre durchaus denkbar das später Netzteile, Motoren, andere 
Funksysteme etc. in der Nähe sein könnten. Da ist doch eine digitale 
Übertragung in einem hohen Frequenzbereich recht störsicher?

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Folgendes würde ich unter Zuhilfenahme meiner rudimentären 
Elektronikkenntnisse aneinanderschräubeln:
- ATMEGA 8-16 DIP: der hat einen integrierte 10-bit-A/D-Wandler und kann 
Messungen im Ruhezustand durchführen, um die Messung nicht durch 
digitale Störsignale zu verfälschen. Kostenpunkt 1,70 EUR bei Reichelt
- RFM02 von Pollin (4,95): einfach per SPI an den Microcontroller 
anschließen
- Mit irgendeinem LM-schlagmichtot eine konstante Spannung mit dem 
Referenzaufbau im Datenblatt erzeugen und einen dicken 
Glättungskondensator einsetzen. Kann sein, dass du mehrere Spannungen 
erzeugen musst: eine als Referenzspannung für den Analog-Konverter und 
eine als Betriebsspannung für den Microcontroller - ich empfehle erstmal 
beide auf 5V zu setzen und mit einem OP-Amp das Messignal zu verstärken 
(hier hören meine Kenntnisse auf ;) )
- Auf der Gegenseite einfach das zugehörige Funkempfangsmodul (gleicher 
Ort, gleicher Preis) aufstellen und per SPI die Daten abgreifen.

Als Programmablauf würde ich Folgendes vorschlagen
- x-mal pro Sekunde mit dem Microcontroller eine Analog-Messung im 
IDLE-Zustand durchführen und in einen Puffer ablegen (interner SRAM).
- Wenn der Puffer voll ist: Funkmodul einschalten, Daten senden, 
Funkmodul ausschalten
- und so weiter

Natürlich kann man auf den Puffer verzichten, wenn man mag. Auch das 
permanente Ausschalten des Funkmoduls wird nicht nötig sein, kann deine 
Messung aber nur verbessern.

Was die Größe der Schaltung angeht... ich denke mit einfachsten Mitteln 
und wenig Geschick schaffst du's nicht über 6 cm x 6 cm zu kommen. Mit 
ausreichend Erfahrung und Werkzeug sollte die Platine nicht größer als 
das Funkmodul selbst werden... ca 3 cm x 3 cm. Die Kosten für den Sender 
liegen meiner Einschätzung nach bei ca 10 EUR.

Um die Funkstrecke zu testen gibt's bei Pollin ein nettes 
Funk-AVR-Evaluationsboard. Einfach zu bauen.

Bevor du jetzt irgendwas bestellst, hol dir lieber nochmal 'ne Meinung 
von jemandem ein, der mehr Ahnung davon hat als ich - ich programmiere 
eigentlich nur ;)

Autor: Christian R. (supachris)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, bei den RFM Modulen sollte man schon bedenken, dass die keinerlei 
Kodierung und keinerlei Datensicherheit bieten. Man muss also mindestens 
eine Manchester-Kodierung selber implementieren, eine Checksumme, besser 
CRC dazu usw.

Vielleicht kommt man da mit besseren Funkmodulen mit weniger Aufwand ans 
Ziel.

ZUR Referenz. Die muss natürlich mit einer Referenzspannungsquelle 
bereitgestellt werden und nicht mit einem Festspannungsregler.

Desweiteren brauchst du, wie schon beschrieben einen 
Instrumentenverstärker. Gibts mittlerweile schöne Sachen bei LT und 
Analog Devices.

Auf jeden Fall musst du einen Zero-Drift nehmen, dessen Offset-Spannung 
so klein wie möglich ist, um an deinem DMS was sinnvolles zu messen.

Das ganze ist nicht mal eben so gemacht, das ist ja schon fast eine 
Diplomarbeit an der FH. ....Soll es vielleicht sogar eine sein? Hört 
sich so an...

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein keine Sorge: es ist keine Diplomarbeit. Es sollte eine Belegarbeit 
werden.
Allerdings komm ich vom anderen "Ufer": Ich studiere Maschinenbau. :-)
Prinzipiell versteh ich diese digitale Lösung, allerdings ist mir nicht 
klar wie das konkret umgesetzt werden kann.

Ich brauche eine einfachere Möglichkeit. Ich brauch zunächst nur eine 
einfache Verbindung, ohne automatisches Abschalten, zeitverzögertes 
Senden usw.
Das ganze am besten auf wenigen Modulen und wenigen zusätzlichen 
Bauteilen basierend. Da der Aufbau auch "handwerklich" mit einfachen 
Mitteln umgesetzt werden muss.

Kann man das ganze nicht durchweg analog aufbauen? Ähnlich einen 
FM-Transmitters für den Mp3-Player?

Der Schaltung darf auch nicht zu groß werden, da er zum einen eine 
Unwucht darstellt und zum anderen nicht allzuviel Platz beanspruchen 
darf.

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Beim letzten Satz gedanklich das "der" durch "die ersetzen. :-)

Schöne Grüße.

Autor: Christian R. (supachris)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Auch hier nochmal der Link: 
http://grad.uprm.edu/tesis/henaosepulveda.pdf so machen das Leute, die 
die Temp drahtlos übertragen, auf Basis eines Meißner-Oszillators.

Autor: Olli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Chris.

ich habe eine Lösung für DMS und Funk schonmal gesehn..ich hab glaub ich 
irgendwo die PDF noch rumliegen. War ein gebasteltes FUnkmodul, welches 
sehr klein wahr. Hab da für meine Bachelorarbeit recherchieren müssen.

Meld Dich mal unter bastelolli(at)web.de

So long

der Olli

Autor: jepewe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo bastelolli(at)web.de (die addy funzt leider nicht...)

ich hab den thread mitgelesen, weil ich eigentlich das selbe problem 
habe wie der Chris.

ich besuche die technikerschule und hab ein projekt zu machen in dem ich 
einen druck 1-10V analog per funk übertragen will und am andern ende 
wieder ablesen möchte (wenn mgl. auch nur am voltmeter)

kannst du mit da bitte auch dein material zukommen lassen
welches du da für deine Bachelorarbeit recherchiert hast ???
und mich evtl. etwas supporten ?

vielen dank im vorraus

jens
(jepewe(at)gmx.com)

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Adresse scheint zu funktionieren, hab bisher keine Fehlermeldung 
bekommen. Und danke schonmal.

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Jens!
Willst du nen Druckverlauf oder einen konkreten Druckwert?
Ich hab dir mal ein paar, vielleicht, mögliche Ideen geschickt. Für mich 
entweder zu langsam, zu groß oder was anderes... :-)

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry wegen des Doppelpostings: Grade kam das die Mail doch nicht 
zugestellt worden ist... Jens, wenn du was vom Olli bekommst, leite es 
bitte an mich weiter, hast ja nun meine Mailaddy. Poste sie nur 
ungern...

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.