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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Auswahl eines uC für einen Datenlogger für Rammgeräte


Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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Gebaut werden soll ein Datenlogger für Rammgeräte. Er soll die 
Eindringung des Rammgestänges messen und abgespeichern, zusätzlich 
einmalig je Punkt Datum, Uhrzeit des Beginns der Rammarbeiten und 
GPS-Koordinaten. Die Rammungen erfolgen i.d.R. Meter-weise abgesetzt, 
Frequenz 1 Schlag/s, das Gerät wird am Rammschlitten montiert.

Dazu habe ich mir folgende Anforderungen überlegt:

- Low-Power weil Feldeinsatz, unabhängig vom Rammgerät, Batteriebetrieb
- sehr verläßliche Datenspeicherung
- einfache Bedienung
- Übertragung der Daten am Ende des Arbeitstages per USB, RS232 oder
  SD-Karte auf einen PC
- Abstandserfassung optisch oder Ultraschall
- Triggerung durch den fallenden Rammbär magnetisch, akustisch oder
  optisch

im Detail:

- A/D-Wandlung mit sicheren 8 bit bei z.B. 0,5...2,5 V
  - 1 Kanal mit bis zu 100 Sp/s, startet, wenn der Rammbär auf den
    Amboß trifft (hier muß ich erst Erfahrung gewinnen, welche
    Abtastrate sinnvoll/möglich ist)
  - 1 Kanal für Batteriespannung
- RTC für Fälle, wo kein GPS-Signal empfangen werden kann
- GPS mit Rechts- und Hochwerten, Mittelung für m-Genauigkeit
- 1 freien Interrupt für Start der Messung

Bedienung möglichst einfach:

- Taster für Start/Stop der Messung
- LED-Anzeige des Betriebszustands Ein/Aus/Fehler/Batterie schwach
- zusätzlich Buzzer bei Fehler/Batterie schwach

Die Auswertung der Daten kann soweit als möglich auf dem PC erfolgen.

Ein nur annähernd ähnliches Gerät gibt es nicht, deswegen muß eins 
entwickelt werden. Dabei steht ein geringer Entwicklungsaufwand mit 
wenig Einarbeitungszeit im Vordergrund, weniger die bis aufs letzte 
(preisliche) Optimierung des Endprodukts. Ich bin in diesem Fall mehr an 
den Ergebnissen interessiert, als an dem Weg, dahin zu kommen. Sollte es 
zur kommerziellen Nutzung kommen, wird es bei Musterstückzahlen bleiben.

Am liebsten wäre es mir, man könnte ein vorhandenes Entwicklungs- / 
Programmierboard / StarterKit dafür mißbrauchen und durch ein GPS-Modul 
sowie die Meßtechnik (vorerst auf Lötraster) ergänzen. Von mir aus auch 
Conrads C-Control oder was vergleichbares, wenn das sinnvoll sein 
sollte. Aber die Verfügbarkeit sollte schon für ein paar Jahre gegeben 
sein.

Erfahrung mit uC's ist hier vorhanden auf Basis von Z80, 68000, 80x86 
und 8051 - aber nur kleinere Projekte.
Das letzte war mit einem AT89C2051.
Sprachen: Assembler, C, Pascal, Basic.

Hab mich hier schon ein bißchen umgesehen und die AVR-Leute sind wohl 
etwas in der Mehrheit.
Die Anforderungen sind doch etwas speziell, deswegen habe ich noch für 
kein Teil entscheiden können. Ich bin kein Dogmatiker und für jeden 
Hinweis dankbar! Gerne auch Hinweise / Erfahrungen zu GPS-Modulen und 
die Abstandserfassung, hier ist doch ziemlich viel Kompetenz im Forum...

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Also bei Deinem Anforderungsprofil würde mit ganz spontan die 
CC430-Serie von TI einfallen, dazu entweder ein Beschleunigungssensor 
oder vielleicht ein Chip-Mikrofon. Vergiss' das mit irgendwelchen 
Steckereien (USB, RS232, CF) im Baustelleneinsatz. Du brauchst eh' eine 
Antenne für GPS, da stört ein kleiner "Schniepel" für 800MHz ISM auch 
nicht weiter. Das Ganze dann in einem wasserdichten/wetterfesten 
Flanschgehäuse zum Anschrauben an die Ramme. Viel Spass bei der 
Schock/Rüttelprüfung!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Die Anforderungen sind doch etwas speziell...
Welche Beschleunigungen und Frequenzen muß das Ding aushalten?
Ich kann mir vorstellen, dass das recht stressig ist, wenn einer im 
Sekundentakt auf der Elektronik rumdrischt...  :-o

> GPS-Koordinaten. Die Rammungen erfolgen i.d.R. Meter-weise abgesetzt
Das gibt GPS aber nicht so einfach her...

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...wird wohl auf DGPS rauslaufen...

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Ich hatte vor etlichen Jahren eine Steuerung, die ich an einem 
Kompressor
befestigen mußte. Dort haben sich regelmäßig die Lötstellen
"abgeschüttelt".
Ich habe dann den ganzen Fromms in eine sogenannte Schiffsarmatur 
eingebaut
und zwar mit 4 Spiralfedern. Die Platine habe ich dazu mit 4 Bohrungen
an den Ecken versehen und die Federn nach den Gehäuseecken verspannt.
Das ganze Ding habe ich dann mit Trafo-Öl "geflutet". Dann war Ruhe mit
Ausfällen.

Vielleicht ist das auch für Deine Konstruktion nützlich.

Man könnte ja den Kontroller, der das steuert von einer SD-Karte
MP3-Dateien spielen lassen, um den Bediener vor Lärm zu schützen.
Dazu empfiehlt sich die Band "Rammstein".....

Grins
Paul

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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Vielen Dank mal für die ersten Mitteilungen, auch wenn der Humor darin 
nicht zu überhören war!

Das mit den Vibrationen hatte ich mir so gedacht, daß das Ding wenn 
fertig einfach mit Montageschaum ausgeschäumt wird. Meint ihr, das 
funktioniert nicht? Das Mit dem Trafoöl ist mir etwas zu heftig, vor 
allem müßte ich dann ja einen ölfesten Lautsprecher einbauen für 
Rammstein, oder ;-)

> GPS-Koordinaten. Die Rammungen erfolgen i.d.R. Meter-weise abgesetzt
> Das gibt GPS aber nicht so einfach her...

Meterweise meinte Tiefen-Meter. Die Ansatzpunkte sind schon ein paar 
Meter von einander entfernt. Aber DGPS ist sicher die bessere Wahl. 
Nachdem man etwas länger an einem Punkt bleibt, kann man über die 
Meßzeit schon einiges herausholen (hoffe ich).

> Vergiss' das mit irgendwelchen
> Steckereien (USB, RS232, CF) im Baustelleneinsatz.

Das sollte eigentlich abends im Büro stattfinden, untertags ist der 
Stecker mit einer Kappe abgedeckt. Das müßte doch auch gehen, oder?

> Welche Beschleunigungen und Frequenzen muß das Ding aushalten?

Frequenz ist ein Schlag pro Sekunde max. Beschleunigung hängt natürlich 
vom Eindringwiderstand ab, kann ich nur schätzen momentan auf 1 g.

> Viel Spass bei der Schock/Rüttelprüfung!

Wenn es garnicht anders geht, muß ich die Sensorik vom Rest trennen, 
aber das möchte ich eigentlich nicht, weil Kabel und 
spritzwasserdicht...

Bisher wurde die CC430-Serie von TI empfohlen. Lieder kenne ich mich bei 
TI nicht aus und auf den Seiten ti.com finde ich nur MSP430, ist wohl 
aber dasselbe. Preise für Development-Tools sind soweit ok, aber ich 
glaube, so die ganz einfache Entwicklung wird das nicht damit...

Gibt es noch andere Empfehlungen für einen uC?

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Für Schwingungsversuche an Werkzeugmaschinen verwenden wir 1-3 Achs 
Beschleunigungssensoren, die an der Maschine selbst befestigt sind. Über 
ein Kabel gehen die an Ladungsverstärker und werden dann gewandelt. So 
muss die Elektronik nicht in den Bearbeitungsraum mit umherfliegenden 
Spänen und KSM. Die Kabel und Stecker müssen dann halt IP68 (oder so) 
haben, aber die Messaparatur ist auch nicht den mechanischen Belastungen 
ausgesetzt. Solche Stecker, die auch mechanisch ausreichend robust sind, 
sind halbwegs leicht zu beschaffen.

Autor: Tomas Kuckenburg (Firma: tktronic) (tktronic)
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hmmm,

* montageschaum bringt wenig, da die vibrationen dadurch auf die platine 
weitergereicht werden->abscheren von bauelementen folgt

* uC-Auswahl ist bei den datenraten relativ unkritisch, avr's haben eine 
recht einfach zu beherrschende entwicklungsumgebung, und wenn die 
applikation vernünftig gemacht ist, sollte akku-betrieb übern tag kein 
problem sein, aber ich würde mal bei dem GPS modul auf 
stromverbrauch/modi schauen...

* eva-boards gibt es für avr eine menge und eine gps-maus mit uart 
kriegst du da immer ran.

gruss + viel erfolg, tom.

Autor: Mathi (Gast)
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Heinrich H. schrieb:
> Das sollte eigentlich abends im Büro stattfinden, untertags ist der
> Stecker mit einer Kappe abgedeckt.

Mal eine Frage zu dem "untertags": Du meinst doch hoffentlich nicht 
untertage, oder? ;)

Ich denke das größte Problem wird die mechanische Festigkeit. Bist Du 
sicher das das mit dem 1g hinkommt???

Autor: Anselm 68 (anselm68)
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1g halte ich für sehr unrealistisch,
bedenke dass das abrupte Auftreffen deines "Lochers" auf den Grund eine 
sehr hohe Beschleunigung hat...
Kannst du dir ja mal ausrechnen, aus welcher Höhe fällt dein Locher 
herunter (Wieviel Weg ist zur Beschleunigung vorhanden) und wie tief 
sinkt er ein beim Auftreffen?

Anselm

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> max. Beschleunigung ... kann ich nur schätzen momentan auf 1 g.
Das würde bedeuten, dass die Ramme von der Erdbeschleunigung (=1g) 
angezogen butterweich ganz von alleine in die Tiefe geht. Diese 
Schätzung solltest du nochmal verifizieren...  :-o

Autor: Shuzz (Gast)
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Ich schätze mal, 1 G wird nicht reichen.

OK, wenn die Ramme "runterfällt" hast 1 G, aber was passiert beim 
Aufschlag? ;)

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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Nein, nein, ist kein 'untertage'! Gott sei Dank, das wär nix für mich.

Ich sehe schon, das mit den Vibrationen ist ein Problem.

@ Tomas Kuckenburg:
Vielen Dank für den Hinweis, daß Montageschaum ein Schmarrn ist. Hat 
sich also schon gelohnt, hier zur fragen.

> Bist Du sicher das das mit dem 1g hinkommt???

Nee, war mal so überschlägig gerechnet. Werde heute abend ausprobieren, 
ob ich das irgendwie messen kann. Hier liegen noch ein paar Geophone 
rum, aber könnte sein, daß denen das zuviel ist.

Was den Strombedarf angeht, denke ich auch, daß man nicht unbedingt den 
supersparsamen uC nehmen muß, denn solange der Rammbär gehoben wird und 
bis er dann auf den Amboß fällt, muß der uC nix machen, außer anfangs 
mal GPS bis die Genauigkeit einigermaßen paßt. Das kann nach meinen 
Erfahrungen schon so 10 min bis 1/4 h dauern mit WAAS/Egnos. Hat da 
jemand Erfahrung mit solchen Modulen und kann eine Empfehlung machen?

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Heinrich H. schrieb:
> Bisher wurde die CC430-Serie von TI empfohlen. Lieder kenne ich mich bei
> TI nicht aus und auf den Seiten ti.com finde ich nur MSP430, ist wohl
> aber dasselbe.

Nö: http://www.ti.com/ww/de/prod_mcu_cc430.html?CMP=KN...

Autor: Martin Thomas (mthomas) (Moderator) Benutzerseite
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Heinrich H. schrieb:
> Gebaut werden soll ein Datenlogger für Rammgeräte. Er soll die
> Eindringung des Rammgestänges messen und abgespeichern, zusätzlich
> einmalig je Punkt Datum, Uhrzeit des Beginns der Rammarbeiten und
> GPS-Koordinaten. Die Rammungen erfolgen i.d.R. Meter-weise abgesetzt,
> Frequenz 1 Schlag/s, das Gerät wird am Rammschlitten montiert.
>
> Dazu habe ich mir folgende Anforderungen überlegt:
>
> - Low-Power weil Feldeinsatz, unabhängig vom Rammgerät, Batteriebetrieb
Der Energiebedarf des µC spielt wahrscheinlich keine allzu große Rolle 
angesichts der erforderlichen externen Komponenten. Erstmal schauen, 
welche Module für GPS und Entfernungs- bzw. Tiefenerfassung passend sind 
und dann Energiebilanz aufstellen.

> - sehr verläßliche Datenspeicherung
Hat nur wenig mit dem Mikrocontroller zu tun. Speicherkarten in einem 
Speicherkartensockel sind angesichts der zu erwartenden Vibrationen 
wahrscheinlich keine gute Wahl. Etwas fest eingelötetes dürfte 
mechanisch "zuverlässiger" sein. Auch per Software kann man einiges 
machen, um die "Zuverlässigkeit" zu steigern (Vergleich nach Schreiben, 
Konsistenzprüfung beim Lesen u.a.), ist aber bei Speicherkarten mehr 
Aufwand als bei weniger "intelligenten" Speichern.

> - einfache Bedienung
Hat nur wenig mit dem Mikrocontroller zu tun. Unten genannte Tasten und 
LEDs wird man mit nahezu jedem µC anbinden können.

> - Übertragung der Daten am Ende des Arbeitstages per USB, RS232 oder
>   SD-Karte auf einen PC
Würde nur einen UART über eine zuverlässige Steckverbindung oder 
drahtlos als Geräteschnittstelle zum Logger nehmen. Alles weitere über 
eine externe "Docking-Station", an die man geringere Anforderungen an 
Schutz vor Verschmutzung stellen kann.

> - Abstandserfassung optisch oder Ultraschall
Welche Genauigkeit ist angestrebt? Auswahl Messverfahren/Baugruppe dafür 
düfte die Hauptaufgabe des Projekts sein. Dann Energiebedarf und 
erforderliche Schnittstelle.

> - Triggerung durch den fallenden Rammbär magnetisch, akustisch oder
>   optisch
oder per Beschleunigungssensor.

> im Detail:
>
> - A/D-Wandlung mit sicheren 8 bit bei z.B. 0,5...2,5 V
>   - 1 Kanal mit bis zu 100 Sp/s, startet, wenn der Rammbär auf den
>     Amboß trifft (hier muß ich erst Erfahrung gewinnen, welche
>     Abtastrate sinnvoll/möglich ist)
Woher die 0,5-2,5V? Was wird an den ADC angeschlossen? Die Anforderungen 
sind nicht allzu wild, düften integrierte ADCs der meisten 
Mikrocontroller schaffen.

>   - 1 Kanal für Batteriespannung
> - RTC für Fälle, wo kein GPS-Signal empfangen werden kann
> - GPS mit Rechts- und Hochwerten, Mittelung für m-Genauigkeit
Selbst bei Mittelwertbildung über längere Zeit ist diese Genauigkeit 
schon anspruchsvoll. Inbesondere dann, wenn man zuverlässig mehrere 
Rammungen mit 1m Entfernung untereinander sicher unterscheiden will. 
Wenn wirklich notwendig, wird es wohl - wie bereits geschrieben - auf 
DGPS hinauslaufen (EGNOS, mglw. gar SAPOS-Dienst)

> - 1 freien Interrupt für Start der Messung
>
> Bedienung möglichst einfach:
>
> - Taster für Start/Stop der Messung
> - LED-Anzeige des Betriebszustands Ein/Aus/Fehler/Batterie schwach
> - zusätzlich Buzzer bei Fehler/Batterie schwach
Grenzt die Auswahl möglicher Controller nicht ein.

Wahrscheinlich findet sich ein MC51, der die benötigten Schnittstellen 
bietet, dann braucht man sich nicht neu einzuarbeiten. Evtl. braucht man 
3 UARTs und es ist praktisch, die dann schon in Hardware zu haben und 
nicht noch per Software emulieren zu müssen.

>...

Autor: stephan_ (Gast)
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Das Problem dürften die Lötstellen und eventuelle Kabelverbindungen 
sein. Da würde ich kein SMD verwenden, sondern solide Löcher in die 
Epoxy-Platine bohren und nach guter Väter Sitte verlöten. Die Platine an 
den Seiten in Schaumgummiblöcken lagern (elektrostat. Aufladung 
berücksichtigen!).

Autor: mumil (Gast)
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Das sehe ich genauso. Das Problem ist NICHT, welcher Prozessor etc (mit 
Ausnahme des Sensors), sondern die mechanische Seite.

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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>> - einfache Bedienung
> Hat nur wenig mit dem Mikrocontroller zu tun. Unten genannte Tasten und
> LEDs wird man mit nahezu jedem µC anbinden können.

Wollte damit nur sagen: Ich brauche kein graphisches LCD!

> Woher die 0,5-2,5V? Was wird an den ADC angeschlossen? Die Anforderungen
> sind nicht allzu wild, düften integrierte ADCs der meisten
> Mikrocontroller schaffen.

Das war der Ausgang eines optischen Abstandssensors (Sharp). Als 
Auflösung reicht mir 1 cm, das wäre bei einer maximalen Arbeitshöhe von 
1 m also nur 7 bit. Aber es kommt halt drauf an, was der Sensor für ein 
Signal liefert, ich möchte das nicht noch konditionieren müssen. Evtl. 
ist der Sensor zudem nicht linear, braucht also weitere bits.

> oder per Beschleunigungssensor.
Notlösung, fast so schlimm wie wie akustisch. Finde ich nicht so gut, 
ich wüßte es gerne etwas vorher, wenn der Rammbär auf den Amboß 
auftrifft, kann dann in Ruhe die Abstandsmessung starten und den Verlauf 
der Eindringung komplett aufzeichnen.

Das mit dem 1 g kann wirklich nicht stimmen, wahrscheinlich ist gerade 
ein Milchmädchen durchs Zimmer geschwebt. Es geht ja um die negative 
Beschleunigung, wenn der Rammbär auf den Amboß trifft, weil das Gerät 
oder wenigstens die Sensorik am Amboß angebracht ist. Leider kenne ich 
die Zeit nicht, in der der Rammbär am Amboß abgebremst wird...

Autor: Olaf K. (oko)
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Heinrich H. schrieb:
> Leider kenne ich
> die Zeit nicht, in der der Rammbär am Amboß abgebremst wird...

Physik ist zwar schon ein Weilchen her, aber ...

Müsste das nicht auch über den Weg gehen?
Du kennst doch die Anfangsbedingungen:
Masse und Geschwindigkeit des Rammbärs (heißt das Ding wirklich so?)
Über die Eindringtiefe ins Erdreich der Spundwand je Schlag hast du die 
"Bremsstrecke". Daraus müsste sich doch die negative Beschleunigung 
(zumindest grob) errechnen lassen...
Nimm zwei realistische "Endwerte", ganz am Anfang wenn's noch leicht 
geht und gegen Ende wenn's nur noch millimeterweise voran geht.

Grüßigkeiten

PS: interessantes Projekt ;-)

Autor: holger (Gast)
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>Das war der Ausgang eines optischen Abstandssensors (Sharp).

Na, ob optisch so gut ist auf einer Baustelle? Gibts da keinen Dreck?

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Ich würde auch eher auf negative Beschleunigungen im Bereich einiger 
hundert g tippen.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Wie schwer
ist der Bär?

Bleibt das in der Formel leer,
erschwert es Dir das Rechnen sehr!

a=F/m

(Beschleunigung=Kraft/Masse)

;-)
MfG Paul

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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> Masse und Geschwindigkeit des Rammbärs (heißt das Ding wirklich so?)
> Über die Eindringtiefe ins Erdreich der Spundwand je Schlag hast du die
> "Bremsstrecke". Daraus müsste sich doch die negative Beschleunigung
> (zumindest grob) errechnen lassen...

Also, ja, es heißt so. Keine Ahnung warum...
Beschleunigung ist was pro Zeiteinheit^2, nicht war? Wenn ich jetzt aber 
die Zeit nicht kenne, die die Spunddiele oder in meinem Fall die 
Rammsonde benötigt, in den Boden einzudringen, ergeben sich da große 
Fehler. Und die Zeit kann ich einfach nicht abschätzen auch wenn ich 
seit 20 Jahren immer wieder mal neben so einem Ding stehe. Ist's eine 
10tel Sekunde oder ne 100stel? Ich könnts nicht sagen.

> Ich würde auch eher auf negative Beschleunigungen im Bereich einiger
> hundert g tippen.

Könnte gut sein, sehe ich auch so. Aber es ist nutzlos, da weiter 
rumzuüberlegen, weil es macht wohl keinen Sinn, das Gerät am Amboß bzw. 
an dem Käfig drumherum zu befestigen. Egal ob's jetzt 20g oder 147g 
sind.
Von der Idee habe ich verabschiedet, leider. Wäre schön gewesen, weil so 
universell. Wenn ich die Einheit am Mast befestige, an dem sich die 
Ramme vertikal bewegt, kann ich halt die Bewegung relativ zum Mast 
messen, das geht auch. Aber die Befestigung ist dann bei jedem Gerät 
anders zu lösen. Schade.

GPS kann man wohl auch vergessen wegen Strombedarf. Wäre schön gewesen, 
aber wenn man täglich Batterien wechseln muß finde ich das subobtimal.
Dafür wirds mit dem uC dann etwas einfacher...

>> Das war der Ausgang eines optischen Abstandssensors (Sharp).
> Na, ob optisch so gut ist auf einer Baustelle? Gibts da keinen Dreck?

Schon. Aber kann man halt einfach auswerten. Hat jemand eine bessere 
Idee?

Autor: Olaf K. (oko)
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Heinrich H. schrieb:
> Hat jemand eine bessere Idee?

ob sie besser ist - keine Ahnung...

Wie wär's mit ner externen, optischen Messung.
Am Amboss nur ein Reflektor, die eigentliche Erfassung optisch 
(Laserscanner?) aus "sicherer" Entfernung, z.B. am Raupenfahrzeug 
befestigt.
Am Trägerfahrzeug dürften zwar auch noch ordentliche Erschütterungen 
auftreten aber sicher deutlich weniger als direkt am Amboss.

Du schreibst irgendwo weiter oben (wenn ich's richtig erinnere), es geht 
um eine Bewegung von ca. insgesamt 1m, d.h. diesen Bereich müsstest du 
in etwa mit einem Laser-Fächer überdecken (zyklisch abscannen). Wenn 
dann vom Reflektor was zurück kommt kannst du über den aktuellen Winkel 
des Strahls und den Pythagoras die aktuelle Höhe des Reflektors 
ausrechnen.
Bei jeder größeren Änderung gegenüber dem vorherigen Wert hast (hattest) 
du einen neuen Schlag und speicherst den Messwert...
Alternativ oder zusätzlich könntest du das noch per Mikrofon oder 
simpler Lichtschranke am Bär verifizieren.

Grüßigkeiten

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Heinrich H. schrieb:
> Könnte gut sein, sehe ich auch so. Aber es ist nutzlos, da weiter
> rumzuüberlegen, weil es macht wohl keinen Sinn, das Gerät am Amboß bzw.
> an dem Käfig drumherum zu befestigen. Egal ob's jetzt 20g oder 147g
> sind.
> Von der Idee habe ich verabschiedet, leider. Wäre schön gewesen, weil so
> universell.

Naja, ich würde mich nicht vorschnell davon verabschieden. Das Stichwort 
lautet "energy harvesting". Wenn man die Elektronik an der Ramme 
befestigt, kann man eventuell eine weitere Masse innerhalb des Gehäuses 
anbringen, die einen Stromgenerator antreibt. Man müsste sich eine 
geeignete Konstruktion überlegen und nachrechnen, ob man damit 
hinreichend viel elektrische Energie erzeugen kann. Zugegebermaßen 
entwickelt man die Mechanik dafür nicht gerade in fünf Minuten...

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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und wenn eine auf einem Stativ (konstante Höhe über dem Boden) 
befestigte optische Maus mit dem Sensor an der Spundwand hängt und über 
die ausgegebenen Daten der Weg ermittelt wird? Ein Problem hierbei 
könnte die Verschmutzung werden.

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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> Wie wär's mit ner externen, optischen Messung.
> Am Amboss nur ein Reflektor, die eigentliche Erfassung optisch
> (Laserscanner?) aus "sicherer" Entfernung, z.B. am Raupenfahrzeug
> befestigt.
> Am Trägerfahrzeug dürften zwar auch noch ordentliche Erschütterungen
> auftreten aber sicher deutlich weniger als direkt am Amboss.

Hab neulich mal selbst die Einheit mit dem Scannermotor bei unserem 
Kopierer gewechselt. Kann mir daher nicht vorstellen, daß ich was finde, 
das selbst die geringeren Vibrationen an dem Trägerfahrzeug aushält. 
Außerdem vermute ich mal, daß die Vibrationen auch die Messung 
beeinflußt.

> Bei jeder größeren Änderung gegenüber dem vorherigen Wert hast (hattest)
> du einen neuen Schlag und speicherst den Messwert...

Hatte ich auch zuerst gedacht, daß das reicht, aber wenn man auf ein 
Hindernis trifft (z.B. altes Fundament), schlägt das Rammgerät weiter, 
ohne daß da was weiter eindringt und sich der Meßwert ändert.

> Wenn man die Elektronik an der Ramme
> befestigt, kann man eventuell eine weitere Masse innerhalb des Gehäuses
> anbringen, die einen Stromgenerator antreibt.

Also mir ist das jetzt zuviel Entwicklungsaufwand und der o.g. Fall des 
Hindernisses (=keine Bewegung trotz Rammen) ist sicher ein Problem 
dabei, aber die Idee finde ich prinzipiell total gut. Man könnte z.B. 
einen an einer Feder aufgehängten Magneten in einer Spule verwenden.

> und wenn eine auf einem Stativ (konstante Höhe über dem Boden)
> befestigte optische Maus mit dem Sensor an der Spundwand hängt

Ich glaube nicht, daß das gut funktioniert, auf die Dauer zumindest.

Gibt es noch andere Möglichkeiten der Wegmessung in so einem verdreckten 
Umfeld?

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Kann nicht das Trägerfahrzeug die Tiefe besser messen als ein Gerät, das 
referenzlos an der Ramme befestigt ist? Wenn ich das richtg verstehe, 
hängt das Gerät ja an einer Art Kran des Trägerfahrzeugs. Kann man nicht 
einfach über das Trägerfahrzeug erfassen, wie weit das Seil des Krans 
abgerollt ist?

Grüße,

Peter

Autor: Torsten W. (wirehead)
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Wie wärs mit einem Sonar Bero von siemens?
Die Ausgabe kann man am PC scalieren und mit einem plexiglasrohr oder 
winkelblechen den schall richten/umlenken.
Das gehäuse ist relativ robust und die elektronik komplett vergossen.
Es gibt zudem eine induktive programmierschnittstelle die ich aber noch 
nie verwendet habe...
Auflösung weis ich aus dem kopf aber auch keine.
Ausgabe 0/4-20mA
Braucht aber auch strom.

Gruß
Torsten

Autor: _GastXIV (Gast)
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Kann es sein das ein Bescheunigungssensor durch den Impuls der ja 
erstmal durch die Ramme läuft hoffnungslos übersteuert und bevor er 
"ausschwingt" die Bewegung vorbei ist?

Hab das mal im Offshore Bereich mitentwickelt. Letztlich wurde ein 
Reflexband auf den Pfahl gesetzt und per Laser getastet (mm Auflösung) . 
Auf Baumaschinen läuft wohl noch die Magnetbandtechnik ganz gut, braucht 
aber mm Abstände zum Sensor ist aber sehr robust.

DGPS ist nicht nötig, Sichwort EGNOS.

Autor: _GastXIV (Gast)
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> - GPS mit Rechts- und Hochwerten, Mittelung für m-Genauigkeit

Gibt es nicht (GPS = WGS84) , du brauchst z.B in Deutschland eine 
Gauss-Kröger Transformation und den lokalen Referenzmeridian. Je nach 
Anforderung muß du das ganze noch kalibrieren (z.B mit dem Vermesser auf 
der Baustelle).

Autor: _GastXIV (Gast)
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Eine einstellbare "Mittelung" ist bei jedem besseren Empfänger 
eingebaut. Lokal gibt es da aber die tollsten Überraschungen.

Autor: Wolfgang Eichberger (oe5ewl)
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darf ich fragen, um welche rammungen es sich handelt? feldeinsatz etc. 
ich tippe auf rammsondierungen bzw. nutsondierungen ggf auch 
rammkernsondierungen.

im falle der rammsondierungen müsste ja auch die schlagzahl / je 10cm 
erfasst werden...

habe beruflich ähnliches equipment im einsatz, kommerziell gibts da so 
gut wie nix, zumindest hat kaum ein gerät den feldeinsatz überlebt, bzw. 
lieferte plausible ergebnisse, die auch in prüfzeugnissen verwendet 
werden konnten...

alles in allem: wäre an regem erfahrungsaustausch interessiert...

lg,
 wolfgang

Autor: Tobi W. (todward)
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Peter Diener schrieb:
> Kann man nicht
> einfach über das Trägerfahrzeug erfassen, wie weit das Seil des Krans
> abgerollt ist?

Die idee is gar nicht mal schlecht. Wenn man das etwas abändert, muss 
die Ramme nicht mal an einem Kran hängen.
Wie wäre es, wenn man an die Mastspritze eine Umlenkrolle mit kleinen 
Magneten anbringt. Diese könnte man dann über einen Hallsensor erfassen 
und mit dem µC zählen/erfassen. Wenn man davon ausgeht, dass der Rammbär 
immer aus einer definierten höhe auf den Amboss fällt, kann aus zwei 
aufeinanderfolgenden Messungen eine differenz ermittelt werden, die der 
Rammtiefe entspricht. Je nach auflösung der messung, müssen entsprechen 
viele Magneten an der rolle angebracht werden und der µC muss 
entsprechend schnell genug zählen bzw. der sensor muss schnell genug 
sein um jeden einzelnen Magnet erfassen zu können. Ein kleines 
gegengewicht in einer führungsaschiene würde dafür sorgen, dass das Seil 
immer stramm ist und so auch die rolle mit nimmt. Man könnte auch über 
einen gezahnten Riemen nachdenken um eine 100% mitnahme der Rolle 
zugewährleisten.

Das Problem mit der verschmutzung und der vibrationen bleibt nach wie 
vor.

Grüße
Tobias

PS.: Sehr interessantes Thema und auch anspruchsvoll

Autor: didadu (Gast)
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To W. schrieb:
> wie weit das Seil des Krans
>> abgerollt ist?

Vor allem beim Wiederhochheben gibt es den Punkt, an dem sich das Seil 
strafft und dann von der Rolle bis zum Rammbär eine ganz bestimmte Länge 
hat.

Vielleicht könnte man einfach eine weiße Markierung am Seil anbringen 
und in dem Moment immer ein Foto schießen.

Autor: Heinrich H. (heinrichh)
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> Wenn ich das richtg verstehe,
> hängt das Gerät ja an einer Art Kran des Trägerfahrzeugs. Kann man nicht
> einfach über das Trägerfahrzeug erfassen, wie weit das Seil des Krans
> abgerollt ist?

Nicht ganz! Die Ramme ist an einem Schlitten befestigt, welcher an einem 
Mast vertikal verschieblich ist. Man könnte also das Gerät am Mast 
befestigen und von dort die Bewegung des Schlittens messen.

> Wie wärs mit einem Sonar Bero von siemens?
Das sieht wirklich sehr gut aus. Werde ich mir mal näher ansehen. Wußte 
garnicht, das Siemens auf diesem Markt noch aktiv ist!

> Kann es sein das ein Bescheunigungssensor durch den Impuls der ja
> erstmal durch die Ramme läuft hoffnungslos übersteuert und bevor er
> "ausschwingt" die Bewegung vorbei ist?

Die Gefahr sehe ich auch, deswegen ist ein Bescheunigungssensor in 
diesem Fall 2. Wahl.

> Gibt es nicht (GPS = WGS84) , du brauchst z.B in Deutschland eine
> Gauss-Kröger Transformation und den lokalen Referenzmeridian. Je nach
> Anforderung muß du das ganze noch kalibrieren

Ist das wirklich so? Habe hier ein Garmin outdoor gps, das ohne Probleme 
Werte im Gauß-Krüger-Netz anzeigt und das bis 2 m genau mit Egnos.

@Wolfgang Eichberger: Du liegtst ziemlich richtig. Aber das Gerät sollte 
dann schon etwas universeller werden. Wenn Du eine Mail an 
heinrich.hiemesch@online.de richtest, kann ich Dich gerne über den 
Fortgang des Projekts informieren bzw. Erfahrungsaustausch betreiben.

Die 'Seilmethode' hat sicher den Vorzug, daß sich der Weg des Schlitten 
mit der Ramme auf dem Mast einfach erfassen läßt. Man könnte z.B. einen 
Drehgeber verwenden, auf den dann die Seilrolle montiert wird. Den 
großen Nachteil sehe ich darin, daß das auch bei Regen oder Frost noch 
zuverlässig funktionieren muß. Das stelle eich mir dann eher 
Skalenseil-mäßig vor: Das Seil ist gang auf der Seilrolle aufgerollt und 
rollt mit zunehmender Rammtiefe ab. Dazu müßte die Rolle dann aber 
federgeladen sein. Gibt es dazu fertige Lösungen? Das sonst neu zu 
realisieren, stelle ich mir schon etwas schwierig vor...

@alle: vielen Dank bereits jetzt für Euer Interesse an diesem Thema!

Heinrich

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