Hallo!
Ich plane gerade mein neues Projekt. Ich habe ein neues Rennrad und
möchte jetzt für mich und meinen Freund etwas praktisches bauen.
Es handelt sich um einen Höhenmesser, da diese gekauft sehr, sehr teuer
sind.
Entweder weil sie mit GPS arbeiten oder weil noch jede menge
schnick-schnack drann ist.
Ich möchte gerne einen Druckseor wie den MPX4100 (A) verwenden oder
vergleichbares.
Über bestimmte Formeln kann ich ja den die Höhe berechnen, doch das ist
nicht mein Problem.
Mein Problem ist, dass ich mir nicht sicher bin was pasiert, wenn sich
das Wetter ändert. Mit einer Änderung ändert sich ja auch der Druck. Wie
kann ich das in der berechnung berücksichtigen?
Bei meinem Höhenmesser ist es aber nicht wichitg, dass ich jedesmal
kallibriere, da die "messung" immer bei 0m über NN beginnen kann.
Ich möchte das gerne mit einem AVR realisieren und noch einem
REED-Schalter, um die Höhe dem Killometerstand zuordnen zu können.
Später möchte ich dann die Messdaten per RS232 auf den PC übertragen und
mit einem kleinen Programm auslesen und in einem Diagram darstellen.
Wenn noch fragen sind, fragt bitte.
MfG: Jonny
Die käuflichen Fahradtachos arbeiten jedenfalls auch nicht anders. Hab
keine Zahlen im Kopf, aber die wetterbedingten Änderungen sind bei
halbwegs normalen Wetter klein gegen den Unterschied durch die Höhe. Ein
paar Meter Höhe Fehler wirst du wohl immer haben.
Andere Ansätze könnten Neigungsmesser oder auch Beschleunigungsmesser
für die Höhenachse sein, jeweils in Kombination mit der Messung der
Weglänge. Rein gefühlsmässig kommt mir das aber recht schwierig zu
realisieren vor.
> Rein gefühlsmässig kommt mir das aber recht schwierig zu> realisieren vor.
Ich denke, die Wegstrecke zu messen ist nicht das Problem. Die richtigen
Tachos arbeiten ja auch mit Magneten.
Denn muss der AVR nurnoch die Signale zählen. Im Programm auf dem PC hat
man denn den Radumpfang eingestellt und er wird mit den Umdrehungen
multipliziert.
Denkt ihr, dass ich mit dem MPX4100 und dem internen ADC-Wandeler im
Atmel 16/32 gute Werte von 1 bis 2m Genauigkeit erreiche oder sollte ich
noch einen externen ADC-Wandler wie den 24 bit Wandler LTC2400
verwenden?
Jonny
Pro 10m Höhe ändert sich der Luftdruck um etwa 1 hPa.
Der MPXA4100 wandelt grob betrachtet 1000hPa in 5V, ein 10 Bit Wandler
macht daraus 1024 Schritte, löst also etwa 1hPa oder 10m auf.
Für 1m Auflösung brauchst du also mindestens 14 Bit.
In meiner Wetterstation verwende ich einen ADS1100, der löst 0..5V mit
15Bit auf, ist nebenbei klein (6-poliges SMD) und relativ billig.
Uwe
Mit schwierig meinte ich eher, die Neigung/Beschleunigung mit
brauchbarer Genauigkeit mithilfe des gemessenen Weges in eine Höheninfo
umzuwandeln.
Elektor hatte übrigens glaube ich letztes Jahr einen barometrischen
Höhenmesser.
Thomas wrote:
> Die käuflichen Fahradtachos arbeiten jedenfalls auch nicht anders. Hab> keine Zahlen im Kopf, aber die wetterbedingten Änderungen sind bei> halbwegs normalen Wetter klein gegen den Unterschied durch die Höhe. Ein> paar Meter Höhe Fehler wirst du wohl immer haben.
So ist es. Die meisten "eicht" man vor dem Aufzeichnungsstart auf eine
bekannte Höhe, und mit den wetterbedingten Schwankungen muss man dann
leben. Im Extremfall (von Sonnenschein zu Gewitterregen) macht das bei
mir um die 200m Höhendifferenz aus.
Christophe
Ist die Frage, ob die Höhenmesser in einem Termometer so genau sind,
dass man sie zum Messen der Höhe verwenden kann.
Ich werde mal ein altes Termometer "schlachten" und mal experimentieren.
Jonny
> Andere Ansätze könnten Neigungsmesser oder auch> Beschleunigungsmesser für die Höhenachse sein, jeweils in> Kombination mit der Messung der Weglänge. Rein gefühlsmässig> kommt mir das aber recht schwierig zu realisieren vor.
'Recht schwierig' ist wohl leicht untertrieben, denn der Rauschpegel
durch Straßenunebenheiten ist um Größenordnungen größer, als das
Nutzsignal. Rennräder haben sehr schmale Reifen, die auf einen sehr
hohen Druck aufgepumpt werden.
Zu den Tacho-Sensoren: Das sind wohl eher Magnetsensonsoren, als
Reed-Kontakte. Zumindest der, den ich vor einiger Zeit austauschen
mußte, weil das Klemmteil für den Tacho ausgeleiert war, war so einer.
Bei meinem Sigma-Tacho sind es ziemlich sicher Reed-Kontakte, da der
Sensor am Gabelholm leise klickt, wenn der Magnet vorbeikommt. Das Ding
hält trotzdem viele tausend Kilometer, vermutlich, weil kaum Strom
drübergeht.
Und zum Rauschpegel... Die Sensoren messen ja in beide Richtungen, so
dass sich Unebenheiten ausgleichen sollten. Ausserdem kann man
tiefpassfiltern und so "Steigungen" unter einem Meter Länge oder so
ausbügeln. Ich denke, dass eher die Auflösung ein Problem wird.
"Pro 10m Höhe ändert sich der Luftdruck um etwa 1 hPa."
Also das habe ich im Kindergarten anders gelernt. Auf Meereshöhe waren
das ca. 8 Meter, etwas genauer ausrechnen läßt sich das mit der
barometrischen Höhenformel. Sollte in jedem Physikbuch stehen. Die
Formel geht aber von einer isothermen Atmosphäre aus, bitte beachten.
naja, wenns ein ding mit luftdruck-angabe is, kann der sensor mbar
auflösen, das sollte dann passen.
ich hab deswegen so ein conrad-reise-wetter-dings bestellt, sensor drin:
als kleines extra modul, 6 anschlüsse; hab aber noch nix damit gemacht.
@Thomas:
> Und zum Rauschpegel... Die Sensoren messen ja in beide Richtungen,> so dass sich Unebenheiten ausgleichen sollten. Ausserdem kann man> tiefpassfiltern und so "Steigungen" unter einem Meter Länge oder> so ausbügeln.
Wie soll denn das Funktionieren? Du filterst das Rauschen raus - das
einen höheren Anteil am Gesamtsignal hat, als das, was Du messen willst
und das was übrig bleibt integrierst Du dann zweimal???
Hast Du jemals auf einem Fahrrad gesessen?
Das kann nur gründlich daneben gehen!
> Ich denke, dass eher die Auflösung ein Problem wird.
Das kommt noch dazu.
> Kopf, aber die wetterbedingten Änderungen sind bei halbwegs> normalen Wetter klein gegen den Unterschied durch die Höhe
Kommt eben darauf an, was man als "klein" bezeichnet.
Bei instabiler Wetterlage kann der Höhenfehler schon ca. 10 Meter pro
Stunde betragen. Wenn ein Gewitter aufzieht, können das ganz schnell
auch über 200 Meter werden. Wenn man sich in einem stabilen Hoch
befindet, kann der Luftdruck mehrer Tage wie festgenagelt stehen
bleiben.
Generell gilt: 1 hPa entspricht ca. 8 Meter Höhe. Ab 5 Kilometer über NN
ist es aber schon rund 16 Meter pro 1 hPa.
Aus diesem Grund wird in der Fliegerei auch nach "Druckflächen"
geflogen, und nicht nach Höhe im eigentlichen Sinn. D.h. die Höhe die
das GPS anzeigt, ist für die Tonne. Geflogen wird nach der
barometrischen Höhe. Und das kann schon ein signifikanter Unterschied
sein.
>Wie soll denn das Funktionieren? Du filterst das Rauschen raus - das>einen höheren Anteil am Gesamtsignal hat, als das, was Du messen willst>und das was übrig bleibt integrierst Du dann zweimal???
Naja, meine Überlegung war eher, schnelle Wechsel auszufiltern und
langsamere, gleichmässigere Änderungen in der Höhe hochzuintergrieren.
Stell dir doch mal nen sin(x)+0,05x vor und intergrier den über viele
Perioden- dann kriegst du mehr oder weniger das Integral über die 0,05x.
Das oder halt eben Tiefpassfilterung.
>Hast Du jemals auf einem Fahrrad gesessen?
Meistens stehe ich, da Hardtail...
>Das kann nur gründlich daneben gehen!
Auf jeden Falls wirds sehr schwierig, ist ja auch nur ne Idee gewesen,
um Höhe auch ohne Barometer/GPS messen zu können. Wenns
einfach/praktikabel wäre, würds sowas sicher schon von VDO, Sigma oder
HAC geben.
Ich würde mal sagen, daß der Fehler an der Filter-Idee der ist, daß je
nach Bodenbeschaffenheit Teile des Signals in die Integration eingehen,
während andere, die durchaus einen Anteil zur Höhenveränderung haben
können, weggefiltert werden.
Zudem addieren sich durch die Integration alle Fehler.
Das zusammen mit Quantisierungsfehlern dürfte das Meßergebnis innerhalb
kurzer Zeit so verfälschen, daß einfaches Abschätzen der Steigungen
anhand einer Straßenkarte deutlich genauer ist.
