Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beschleunigung als binäres Signal


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von Gerwin S. (niwreg)


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Hallo Forum,

ich möchte den Zeitpunkt des Stillstands eines Bauteils messen. Dazu 
habe ich mir überlegt einen Beschleunigungssensor zu verwenden. Für 
meinen Messaufbau bräuchte ich aber ein binäres Signal, also bei 
Beschleunigung/Verzögerung schalten, ansonsten nicht (oder andersherum). 
Kennt jemand dazu etwas vorgefertigtes? Ich bin nicht so tief in der 
Materie drin und würde Basteleien wenn möglich gerne vermeiden.


Vielen Dank euch und liebe Grüße!

von Bernhard S. (b_spitzer)


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Ein Pendel mit 2 Lichtschranken oder Reflexkopplern...

von Rolf M. (rmagnus)


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Gerwin S. schrieb:
> ich möchte den Zeitpunkt des Stillstands eines Bauteils messen. Dazu
> habe ich mir überlegt einen Beschleunigungssensor zu verwenden.

Ein Beschleunigungssensor erkennt aber nicht die Geschwindigkeit, 
sondern eben nur die Beschleunigung. Wie willst du aus der 
Beschleunigung darauf schließen, wann das Bauteil steht?

von Gerwin S. (niwreg)


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Rolf M. schrieb:
> Ein Beschleunigungssensor erkennt aber nicht die Geschwindigkeit,
> sondern eben nur die Beschleunigung. Wie willst du aus der
> Beschleunigung darauf schließen, wann das Bauteil steht?

In meiner Vorstellung habe ich mir das ungefähr so ausgemalt: Das 
Bauteil wird abgebremst, es wirkt also eine Verzögerung, d.h. der Sensor 
schaltet. Und sobald das Bauteil zum Stillstand kommt, ist die 
Verzögerung null, der Sensor registriert das und schaltet um.

von Pandur S. (jetztnicht)


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>  Und sobald das Bauteil zum Stillstand kommt, ist die Verzögerung null, der 
Sensor registriert das und schaltet um.

Die Verzoegerung kann auch Null sein, ohne dass das Bauteil steht.

von Gerwin S. (niwreg)


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Sabberalot W. schrieb:
> Die Verzoegerung kann auch Null sein, ohne dass das Bauteil steht.

Da hast du generell schon recht, in meinem Fall bin ich mir aber sicher, 
dass die Verzögerung bis zum Stillstand wirkt.

Beitrag #5225662 wurde vom Autor gelöscht.
von Rolf M. (rmagnus)


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Gerwin S. schrieb:
> Sabberalot W. schrieb:
>> Die Verzoegerung kann auch Null sein, ohne dass das Bauteil steht.
>
> Da hast du generell schon recht, in meinem Fall bin ich mir aber sicher,
> dass die Verzögerung bis zum Stillstand wirkt.

Und es kommt auch nie vor, dass das Bauteil sich mit konstanter 
Geschwindigkeit bewegt? Und dass das Bauteil verzögert und sofort in 
Gegenrichtung wieder beschleunigt auch nicht?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Es kann auch passieren, dass das Bauteil zwar steht, aber trotzdem eine
Beschleunigung, nämlich die Erdbeschleunigung oder eine Komponente
davon, gemessen wird.

Aussagen über die Geschwindigkeit sind mit einem Beschleunigungssensor
nur dann möglich, wenn die Randbedingungen stimmen, die du vielleicht
mal genauer beschreiben solltest.

Gerwin S. schrieb:
> in meinem Fall bin ich mir aber sicher, dass die Verzögerung bis zum
> Stillstand wirkt.

Das ist schon einmal gut. Kannst du auch garantieren, dass die
Messrichtung des Beschleunigungssensors immer horizontal (also
orthogonal zum Gravitationsvektor) ist?

von Gerwin S. (niwreg)


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Rolf M. schrieb:
> Und es kommt auch nie vor, dass das Bauteil sich mit konstanter
> Geschwindigkeit bewegt? Und dass das Bauteil verzögert und sofort in
> Gegenrichtung wieder beschleunigt auch nicht?

Doch, vor dem Verzögerungsvorgang bewegt sich das Bauteil mit konstanter 
Geschwindigkeit. Das ist für meine Messung aber nicht relevant, ich 
brauche nur den Stillstand.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Gerwin S. schrieb:
> ich brauche nur den Stillstand.
Den kann ein Beschleunigungsmesser nicht feststellen. Denn die Erde an 
sich steht schon nicht still.

Du musst als den "Stillstand" irgendwie anders definieren: den 
Stillstand gegenüber der Luft (das interessiert z.B. ein Flugzeug), oder 
den Stillstand eines Zahnrads in einem Getriebe, oder den Stillstand 
einer Bewegung gegenüber der Erde?

: Bearbeitet durch Moderator
von Gerwin S. (niwreg)


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Yalu X. schrieb:
> Kannst du auch garantieren, dass die Messrichtung des
> Beschleunigungssensors immer horizontal (also orthogonal zum
> Gravitationsvektor) ist?

Die Bewegungsrichtung ist vertikal, mit der Erdbeschleunigung könnte das 
dann in der Tat Probleme geben. Der Sensor müsste also schalten, wenn 
die Beschleunigung ungleich der Erdbeschleunigung ist (das wird ja immer 
komplizierter).

Lothar M. schrieb:
> Du musst als den "Stillstand" irgendwie anders definieren: den
> Stillstand gegenüber der Luft (das interessiert z.B. ein Flugzeug), oder
> den Stillstand eines Zahnrads in einem Getriebe, oder den Stillstand
> einer Bewegung gegenüber der Erde?

Guter Einwand, ich meinte mit Stillstand letzteres.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Wenn du bei der Beschleunigungsmessung bleiben willst, wirst du basteln 
müssen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass es sowas fertig gibt.
Analogen Beschleunigungssensor + Fensterkomparator. Und dann musst du 
eben über die Fensterbreite definieren, was für dich ausreichend kleine 
Beschleunigung ist. Erdbeschleunigung bekommst du damit auch weg.
Restfehler bleibt natürlich.

von noti (Gast)


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Geschwindigkeit messen, z.B. Transtek LVT: 
http://transtekinc.com/support/technical-topics/lvt-technology/
Spannung = Bewegung
Also nur Spannung messen (und binär wandeln, Schwellwerte beliebig 
einstellen...).
--> Geht natürlich nur bei linearer Bewegung mit begrenztem Hub.

Oder linearer (Quadratur-)Encoder:
Wenn der Eingang keine Bitwechsel mehr zeigt, dann steht das Werk.
--> linear, begrenzter Hub oder rotativ

--> Falls sich deine Anwendung z.B. auf ein Moped bezieht waren diese 
Vorschläge bullshit. Ebenso wenn du die Bewegung einer kleinen Struktur 
auf einem MEMS detektieren musst. Also bitte ein paar Infos zu der 
Anwendung: Geschwindigkeitsbereich, Bewegungsform, Art der Objekte...

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Gerwin S. schrieb:
> Die Bewegungsrichtung ist vertikal, mit der Erdbeschleunigung könnte das
> dann in der Tat Probleme geben. Der Sensor müsste also schalten, wenn
> die Beschleunigung ungleich der Erdbeschleunigung ist (das wird ja immer
> komplizierter).

Zunächst einmal ist das kein großes Problem, weil die Erdbeschleunigung
ja bekannt ist und berücksichtigt werden kann. Je nach konkreter
Problemstellung können aber beliebig viele Störfaktoren hinzukommen, die
die Sache erschweren.

Handelt es sich bei dem "Bauteil" um eine Rakete, ein Geschoss oder ein
anderes freifliegendes Objekt, für das du den Zeitpunkt des höchsten
Punkts der Flugbahn bestimmen möchtest? Dann ist dein Vorhaben je nach
Genauigkeitsanforderungen in der Tat nicht ganz einfach.

Wenn die vertikale Bewegung hingegen geführt ist, würde ich dafür keinen
Beschleunigungssensor einsetzen, sondern irgendeinen anderen Sensor, der
die Führung als Referenz nutzt. Das klingt vielleicht etwas abstrakt,
aber das ist deine Aufgabenbeschreibung ja ebenfalls ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> für das du den Zeitpunkt des höchsten
> Punkts der Flugbahn bestimmen möchtest? Dann ist dein Vorhaben je nach
> Genauigkeitsanforderungen in der Tat nicht ganz einfach.

GPS oder Luftdrucksensor.

Yalu X. schrieb:
> Wenn die vertikale Bewegung hingegen geführt ist, würde ich dafür keinen
> Beschleunigungssensor einsetzen, sondern irgendeinen anderen Sensor, der
> die Führung als Referenz nutzt.

Geht halt nur wenn man drankommt. Ist es ein Aufzug, dann darfst du an 
die Führung nicht dran, aber dann könnte man evt. ein RFID Tag als 
Referenz irgendwo draufpappen und einen Leser installieren.

Yalu X. schrieb:
> aber das ist deine Aufgabenbeschreibung ja ebenfalls ;-)

So ist es. Mal wieder Information hiding und munteres Rätselraten damit 
einem nicht langweilig wird.

von Harald W. (wilhelms)


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Rolf M. schrieb:

> Ein Beschleunigungssensor erkennt aber nicht die Geschwindigkeit,
> sondern eben nur die Beschleunigung. Wie willst du aus der
> Beschleunigung darauf schließen, wann das Bauteil steht?

Doppelt integrieren und die Offsetspannung wegzaubern. :-)

von Rolf M. (rmagnus)


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Gerwin S. schrieb:
> Rolf M. schrieb:
>> Und es kommt auch nie vor, dass das Bauteil sich mit konstanter
>> Geschwindigkeit bewegt? Und dass das Bauteil verzögert und sofort in
>> Gegenrichtung wieder beschleunigt auch nicht?
>
> Doch, vor dem Verzögerungsvorgang bewegt sich das Bauteil mit konstanter
> Geschwindigkeit. Das ist für meine Messung aber nicht relevant, ich
> brauche nur den Stillstand.

Ja, eben. Das ist das Problem. Solange es sich mit konstanter 
Geschwindigkeit bewegt, ist die Beschleunigung 0. Aber gerade darüber 
wolltest du doch eigentlich den Stillstand erkennen (bei dem wiederum 
die Beschleunigung nicht zwingend 0 sein muss).

von Wolfgang (Gast)


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Gerwin S. schrieb:
> Der Sensor müsste also schalten, wenn die Beschleunigung ungleich der
> Erdbeschleunigung ist (das wird ja immer komplizierter).

Kompliziert wird es, weil du die Infos scheibchenweise rausrückst und 
nicht dein eigentlichen Problems beschreibst. Irgendwelche Lösungen, 
die nur schlecht oder gar nicht zu deinem Problem passen, bringen dich 
nicht weiter.

von Jens G. (jensig)


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@ Rolf Magnus (rmagnus)

>wolltest du doch eigentlich den Stillstand erkennen (bei dem wiederum
>die Beschleunigung nicht zwingend 0 sein muss).

Du meinstest, bei Beschleunigung 0 muß nicht zwingend Stillstand sein 
...

von Joe F. (easylife)


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Falls die Bewegungsrichtung horizontal ist könnte dich zB ADIS16201 
interessieren. 2-achsig (x/y), und konfigurierbarer ALARM output. Der 
gibt Bescheid (1/0)  sobald/solange eine konfigurierte Beschleunigung 
über-/unterschritten wird. Der ADIS16201 geht bis 1.7g, es gibt aus 
dieser Familie aber auch Sensoren mit grösserem Messbereich - falls 
nötig.

von Rolf M. (rmagnus)


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Jens G. schrieb:
> @ Rolf Magnus (rmagnus)
>
>>wolltest du doch eigentlich den Stillstand erkennen (bei dem wiederum
>>die Beschleunigung nicht zwingend 0 sein muss).
>
> Du meinstest, bei Beschleunigung 0 muß nicht zwingend Stillstand sein
> ...

Ich meinte genau das, was ich geschrieben habe.

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Jens G. schrieb:
> Du meinstest, bei Beschleunigung 0 muß nicht zwingend Stillstand sein

Der absolute Stillstand ist nur bei sehr hoher Geschwindigkeit zu 
erreichen.
;)

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