Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Grundlagen Beschleunigungssensor


von Robert H. (Gast)


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Hallo, schon lange her das ich hier Hilfe suchen musste ;)

Ich muss eine Beschleunigung erkennen die für 0,3ms 100g entspricht.
Ich habe einen AVR der mit den Sensor kommunizieren kann (SPI,I2C,egal).

Jetzt meine Frage : Welchen Sensor kann ich für diese Aufgabe verwenden?
Ich habe mir das Datenblatt des H3LIS331 angeschaut und wollte von euch 
wissen, ob dieser Sensor die 100g(Dauer:0,3ms) erkennt. Welcher 
Parameter sagt, wie lange eine Beschleunigung anstehen muss damit der 
Sensor diese messen kann. Das muss natürlich mit der Abtastfrequenz 
zusammenhängen, doch finde ich nirgens diesen Parameter im Datenblatt.

von Markus (Gast)


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Für welche Beschleunigung ist der Sensor denn ausgelegt?

von Robert H. (Gast)


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Der H3LIS331 isr konfigurierbar und kann im Bereich ±100g/±200g/±400g 
arbeiten.

von Astronaut (Gast)


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g=m/s^2
->
300=x/(0.3*0,3) = x/0,09
x= 27 m

der Sensor wird also in 0.3s 27m bewegt und behält dann seine 
Geschwindigkeit ? Oder wird wieder abgebremst. Keine Beschleunigungs-
oder Abbremsphase ? Wow. Interessanter Versuchsaufbau.
Der AVR wird mit dem Sensor mit bewegt ?

von Georg (Gast)


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Robert H. schrieb:
> wollte von euch
> wissen, ob dieser Sensor die 100g(Dauer:0,3ms) erkennt

Nein, tut er nicht: maximale Data rate laut Datenblatt 1000 Messungen/s. 
Da rutschen die 0,3 ms glatt durch. Wenn du auch noch was über die 
Kurvenform wissen willst und nicht nur eine Ja/Nein-Aussage, bräuchtest 
du die 100fache Messrate.

Georg

von Robert H. (Gast)


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"der Sensor wird also in 0.3s 27m bewegt und behält dann seine
Geschwindigkeit ? "

Nein er bewegt sich 9m bei 100g. Ja er wird abgebremst,auf 0m/s.

Meine Frage war: Welcher Parameter sagt, wie lange eine Beschleunigung 
anstehen muss damit der Sensor diese messen kann?

von Robert H. (Gast)


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Danke Georg,

ich muss nix über die Kurvenform wissen, nur ob eine Beschleunigung 
grösser 100g aufgetreten ist. Wie könnte man dies am besten realisieren?

von a.s (Gast)


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Du misst das rauschen im Walde. 300µs 100g sind gerade mal ein Bewegung 
von

s=a/2*t² = 1000/2*0,0003² = 500*9/10.000/10.000 = (45/1000)mm = 45µm

Welche Materialpaarung ist so steif, welcher Sensor so sensibel, dass 
dies von 10g für 3ms oder Vibration/Stoß wirklich unterschieden werden 
können soll.

Ja, kann man machen, geht mit Piezos und Ladungsverstärker. Explizit 
nach Stoß googlen. Oder mit Sensoren, die Explizit 100 Messungen pro ms 
machen.

von Georg (Gast)


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Robert H. schrieb:
> nur ob eine Beschleunigung
> grösser 100g aufgetreten ist. Wie könnte man dies am besten realisieren?

Ist jetzt nicht mein Spezialgebiet, aber mit Messung über ein serielles 
Interface dürfte das illusorisch sein. Ich sehe da nur 2 Möglichkeiten:

1. Ein analoger Sensor und Verstärker mit entsprechender Bandbreite - 
das 0,3ms-Signal zu erfassen bleibt immer noch ein Problem, aber 
zumindest kommen die Daten erst mal aus dem Sensor raus. Der Rest ist 
dann halt Spitzentechnologie zur Transientenerfassung. Billig wird das 
nicht.

2. Ein digitaler Sensor, der eine Messwertspitze selbst erfassen kann 
und eine entsprechende Meldung erzeugt. Ich glaube, dass es so etwas 
gibt für die Erfassung von Transportschäden bzw. deren Ursache, aber ich 
weiss nicht ob die die Anforderungen erfüllen. Für den Zweck genügt es 
ja, auf Anfrage zu melden, ja, die maximale Beschleuning wurde 
überschritten, ev. noch wann und wieviel.

Georg

von Falk W. (dl3daz) Benutzerseite


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Robert H. schrieb:
> Danke Georg,
>
> ich muss nix über die Kurvenform wissen, nur ob eine Beschleunigung
> grösser 100g aufgetreten ist. Wie könnte man dies am besten realisieren?

Da fällt mir nur eine analoge Lösung ein: Die Kraft messen, die eine 
definierte Masse ausübt (DMS), verstärken, mit 100g Referenzwert 
vergleichen, Monoflop triggern.

Gruß,
Falk

von A. S. (Gast)


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Du solltest noch dabei schreiben, um wass für ein Messobjekt es sich 
handelt.

100g 0,3ms entspricht einem freien Fall von *4.5mm(!!!)* Höhe auf eine 
harte Unterlage. Je nachdem, ob es sich um eine Tonne Stahl handelt oder 
eine kleine Schraube, beeinflussen die Geometrien und Materialpaarungen 
die Messmöglichkeiten (Ort, Aufwand, Kontaktierung, Methoden).

Wie gesagt, mit einem Piezo ist sowas seit Jahrzehnten Standard bei 
"Durschstoß-Versuchen", Früher mit einem "Transientenrecorder".

von Info (Gast)


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0,3s sind übrigens 300ms und nicht 300µs, vielleicht damit nochmal 
nachrechnen

von Juli (Gast)


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Ich unterstelle mal, dass hierfür nicht zwangsläufig eine analoge 
Messung hinhalten muss. Klar die klassischen Consumer 
Beschleunigungssensoren können das nicht, aber schau mal in den 
Automotive Bereich, insb. für Airbag Steuersysteme. Die dürfen 1. nicht 
träge sein und 2. hohe G-Kräfte messen können. Ich hab mal auf die 
Schnelle dir einen Link rausgesucht, Vlt ist ja was dabei für dich.

http://www.bosch-semiconductors.de/en/automotive_electronics/mems/airbag_systems_2/accelerationsensors_/acceleration_sensors_4.html

von LinAcc (Gast)


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a.s schrieb:
> s=a/2*t² = 1000/2*0,0003² = 500*9/10.000/10.000 = (45/1000)mm = 45µm

Das kommt auf das v0 drauf an. Guck dir die Integrationsformel noch mal 
an.

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