Windrichtungsmesser auseinander genommen

#5590776
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Hallo zusammen,

ich habe heute einen Windrichtungs- und Windstärkemesser (Ventus W132) 
auseinander geschraubt und das auf den Fotos zu erkennende Innenleben 
gefunden. Die schwarze Lochscheibe rotiert zwischen den aussen stehenden 
(ich denke mal) Sendern und den innen stehenden Empfängern.

Ursprünglich sendet dieser Windrichtungsanzeiger (Ventus W132) auf 433 
MHZ. Diese Signale auszuwerten ist mir eigentlich zu komplex und für 
meine Anwendung auf einem Segelboot nicht praktikabel - daher möchte ich 
die Informationen direkt vom Sensor abgreifen und mit einem Arduino 
verarbeiten.

Nun meine Frage: wo kann ich weitere Informationen über eine solche 
Schaltung bzw. die Bauteile bekommen? Leider sind die Bauteile nicht 
beschriftet.

Oder hat jemand ein solches Projekt schon mal gemacht und kennt gute 
Quellen für Codes um die Funkdaten einfach zu decoden?

Gruß

Andreas
Gast #5590780
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Es sind 8 Infrarot-Sendedioden und 4 Phototransistoren.
Wenn du wissen willst aus welcher Windrichtung der Wind kommt blitzt du 
kurz jede der Sendedioden und guckst, ob ihr Phototransistor den Blitz 
sieht.
Zwischen Sendedioden und Phototransistoren wird ein geschlitzter 
Zylinder sitzen, der nicht nur 1 Schlitz, sondern geschickte Anirdnunv 
hat um 64 Windrichtungspositionen unterscheiden zu können.
#5591808
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Danke für die Info!
Werden bei solchen Schaltungen die Dioden der Reihenfolge nach kurz 
angesteuert um dann zu sehen ob der Empfänger bei mehreren schalten um 
dann zu interpolieren wo er sich befindet?

Bzgl. der 64 Möglichkeiten: gibt es Skizzen wo man das Layout des 
inneren RIngs sehen kann? AUf dem Foto habe ich den ja abgebildet - ist 
ziemlich einfach gestaltet und relativ groß

Andreas
Gast #5591826
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Sind die äußeren LED wirklich einzeln ansteuerbar?
So viele Drähte scheinen es gar nicht zu sein.

Wenn die alle gleichzeitig leuchten, könnte man die 4 Fototransistoren 
mit 4 ADC bzw. Digital Eingängen auswerten.
Gast #5591844
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Hi, im Mastgehäuse des Windmessers ist dei Auswertelektronik und der 
Sender und die Stromversorgung.
von den 3 Leitungen zum Sendermodul ist eine die Signalleitung. Da 
kommen die  Kodierten Signale zum Sender.
Da abgreifen ist kein Problem und der geringste Aufwand

P
Gast #5592032
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spess53 schrieb:
> Hi
>
>>Da der Windstärke und -richtungsmesser aber auf einem Segelboot angebracht
>>werden soll brauche ich die Daten häufiger :(
>
> Wozu braucht man das? Blindflugnavigation?

Das frug ich mich auch: ich dachte man sieht den Segeln an woher der 
Wind bläst.
Vielleicht ist dies aber beim IoT-Segeln anders...
#5592151
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:)

Da es nachts manchmal ziemlich dunkel ist hilft das dich ein wenig.
Die Originalteile kosten über 400€ (allerdings mit einer etwas feineren 
Windrichtungsa zeige - aber da arbeite ich ja dran)
Ventus Ersatzteil 25 plus arduino und nen bißchen Gedöns lande ich bei 
knapp 50€

Denke das ist den Versuch wert

Andreas
Gast #5592176
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Andreas G. schrieb:
> gibt es Skizzen wo man das Layout des inneren RIngs sehen kann?

Nein, je nach Hersteller und realer Auflüsung, und auf deinem Photo sehe 
ich nichts, da ist das Ding nur schwarz.

Jedenfalls was Gray-Code ähnliches, aber codes mit vielen hellen und 
vielen dunklen fehlen.
(Firma: Q3) #5592190
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Ich arbeite gerade an einer Drehpositions-Erfassung mit Kompassmodul und 
davor drehbarem Stabmagneten. Die Auflösung ist wesentlich höher und ich 
kann beliebig oft abfragen ... vlt. solltest du die Platine ganz 
ersetzen.

Verstehe nicht, wie man so einen Schrutz mit LED und Schlitzblende bauen 
kann. Und dann zu dem Preis. Den Magnetsensor kann man ohne 
Funktionseinbuße z.B. komplett vergießen und damit wasserfest machen, 
nix drin, was irgendwie altert ... na ja.

Achja: Die Feldstärke des Magneten unmittelbar davor ist um mehrere 
Größenordnungen über der des Erdmagnetfeldes. Das hat also in dieser 
Konstellation quasi keinerlei Einfluss. Höchstens, wenn direkt daneben 
der Blitz einschlägt, aber dann hat der Segler gewiss andere Sorgen als 
die genaue Windrichtung :-)
#5592334
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Das ist son magnetischer Winkelsensor:

https://ams.com/documents/20143/36005/AS5200L_DS000585_1-00.pdf/314453f8-8fb5-4c07-1060-5a6245475079

Bin bei soner Nummer mal schwer gescheitert. Winkel zu messen ist 
schwieriger als man zunächst denkt, vorsicht. Hab mir dann einen 
professionellen wasserdichten Windrichtungsanzeiger von Thies gekauft, 
4mA Stromschnittstelle, uC ran, fertig. Mißt seit 10 Jahren die 
Windrichtung, wartungsfrei. So geht dette ;).

Cheers
Detlef
Gast #5592364
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MaWin schrieb:
> Jedenfalls was Gray-Code ähnliches, aber codes mit vielen hellen und
> vielen dunklen fehlen.

Aber nicht bei dieser Version. Da ist eine einfache Schlitzblende drin, 
und die 64 Richtungen werden wahrscheinlich durch Interpolation gemacht.

Das sieht man auf dem Bild, und die Anordnung der LED läßt auch keinen 
Graycode zu.

Andreas G. schrieb:
> Ventus Ersatzteil 25 plus arduino und nen bißchen Gedöns lande ich bei
> knapp 50€

Wenn Du es dann fertig hast, wirst Du auch wissen, warum die 400 Eur 
haben wollen. ;-)

Eine hohe Winkelauflösung erreicht man mit diesem genialen Teil: 
http://www.peetbros.com/shop/custom.aspx?recid=14 Funktioniert aber nur, 
wenn Wind ist, was ja auch einem Segelboot eigentlich selten nicht 
vorkommt.

Wenn Du was wirklich Robustes willst, solltest Du nach Ultraschall 
schauen: http://www.dl1glh.de/ultraschall-anemometer.html Allerdings 
musst Du da entweder selber bauen oder es wird richtig teuer.
Gast #5592430
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Zunächst, das folgende reim ich mir nur aus den Bildern und gegebenen 
Informationen im Thread zusammen.

Die LED werden offensichtlich gemeinsam angesteuert, leuchten also 
gleichzeitig. Außerdem ist in der Scheibe nur ein Schlitz.

Ich seh jetzt zwei denkbare Funktionsweisen:

1. Die Sensoren kennen jeweils drei Zustände, 0 (beschattet), halb (von 
1 LED beleuchtet) und 1 (von 2 LED beleuchtet).
Es sind dann entsprechende Kombinationen denkbar.
h h 0 0
h 1 0 0
0 1 0 0
0 1 h 0
0 h h 0
0 h 1 0
0 0 1 0
usw.
In diesem Fall gäbe es 16 Richtungen, die Kombinationen können natürlich 
auch anders sein.

2. Die LED sind als geschlossener Leuchtring zu sehen. Die Sensoren 
werden dann analog ausgewertet und so die Richtung bestimmt.

Allerdings bezweifel ich die 2te Variante, da die LED kein geschlossenes 
Leuchtband ergeben.

Einfach mal die Sensoren ausmessen.
(Firma: Q3) #5592635
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Andreas G. schrieb:
> Daran die Platine kompkett zu ersetzen hab ich mir auch scbon
> überlegt
> und der Kompassmodul-Ansatz klingt verlockend. Ich werde mal googlen wie
> groß die Module sind und ob eins dann noch ins Gehäuse passt.
>
> Wie weit bist du mit deinem Projekt?
>
> Andreas

Morgen Abend weiss ich mehr. Das Arduino-Breakout hat etwa 15mm im 
Quadrat.
Angehängte Dateien:
Gast #5593704
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Ein elektronischer Verklicker! Meine Güte.

Ich bin ja immer für so einfach wie möglich und so kompliziert wie 
nötig.
Bei einem Teil auf einem Boot, bei dem eine kritische Situation schon 
mal mit dem wahren Wind zusammenhängen kann, würde ich mich auf eine 
vergleichsweise (im Vergleich mit einem Wimpel als Verklicker) 
komplizierte Vorrichtung nicht verlassen wollen.
Ebenso gibt es Selbststeuervorrichtungen mit Fahne.

Was es da so an Alternativen gibt, weisst Du vermutlich aber schon.

Ist natürlich übertrieben, das folgende Beispiel, aber während einer 
Halse mal eben auf den Mast Klettern, um den Möwenschmodder aus dem Teil 
zu kratzen ist nicht eben lustig. Für realistisch halte ich aber 
Korrosion durch Seewasser (falls Du kein Süsswasserpirat bist :-) ).
Und der olle Klabautermann namens Murphy löst gerne mal irgendeine 
Verbindung oder lutscht die Batterie aus oder hält einem Hai was zum 
durchbeissen hin, was besser nicht durchgebissen worden wäre.

Magst Du mich überzeugen, warum es diese Lösung sein soll?
#5593859
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Dieter F. schrieb:
> Nur Blubb - nichts substanzielles?

Ist doch substanziell genug.  Ich teile die Bedenken sicher auch. Bin 
zwar noch nie nachts gesegelt, aber wenn man sich da auf die Anzeige 
wirklich verlassen können muß, dann muß da ein "Profiteil" hin oder soll 
es doch nur Bastelspass sein? Dann würde ich eine Taschenlampe 
(natürlich seefest) zur Beobachtung des Fähnchens nehmen...
Schönen Abend noch und Gruß, Rainer
Gast #5593929
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Theor schrieb:
> Bei einem Teil auf einem Boot, bei dem eine kritische Situation schon
> mal mit dem wahren Wind zusammenhängen kann, würde ich mich auf eine
> vergleichsweise ... komplizierte Vorrichtung nicht verlassen wollen.

Ich nehm ja zum Wandern im Fjäll auch eine Fjällkarte mit. Darf ich 
deswegen mein Navi nicht mehr nutzen, weil GPS ja mal ausfallen oder der 
Akku leer sein könnte?

Wo ist denn das Problem, einen mechanischen Verklicker zu haben und 
dennoch eine elektronische Windfahne, die einen die Daten "runter" 
liefert, so dass man bei Schietwetter oder im Dunkeln eine Anzeige hat, 
und die vielleicht noch für eine Teilautomatik nutzen kann?

Das ist so wie: Nur keinen Tacho im Auto, die Geschwindigkeit liest man 
an den Leitpfosten ab oder fühlt sie mit der Hand aus dem Fenster...
#5594089
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Guten Morgen!
Die Windmesseinheit wird/ist Teil eines Bordcomputers. Bisher steht 
Motor-Drehzahlmesser, GPS Koordinaten und Geschwindivkeit, diversd 
Temperatursensoren, sms schicken wenn Wasser in der Bilge und 
öldruckmessung.
Der Windmesseigenbau hat 2 Gründe
1 Spaß am Projekt/an der Technik
2. Erfahrungen sammeln ob solch eine Anlage überhaupt sinnig ist und die 
Professionellen Lösungen kochen ja auch nur mit Wasser

Andreas
Gast #5594091
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Theor schrieb:
> Bei einem Teil auf einem Boot, bei dem eine kritische Situation schon
> mal mit dem wahren Wind zusammenhängen kann, würde ich mich auf eine
> vergleichsweise (im Vergleich mit einem Wimpel als Verklicker)
> komplizierte Vorrichtung nicht verlassen wollen.

Dumm nur, dass ausgerechnet der Verklicker nur den scheinbaren Wind 
anzeigt.
Den wahren Wind bekommt man erst, wenn man die Daten mit der Fahrt des 
Schiffes verrechnet und dafür ist ein Sensor mit Datenausgang nunmal 
Mittel der Wahl.
Gast #5594094
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Theor schrieb:
> Bei einem Teil auf einem Boot, bei dem eine kritische Situation schon
> mal mit dem wahren Wind zusammenhängen kann, würde ich mich auf eine
> vergleichsweise (im Vergleich mit einem Wimpel als Verklicker)
> komplizierte Vorrichtung nicht verlassen wollen.

Ja, blöd bloss, dass der Verklicker so primitiv wie er aufgebaut sein 
mag, eben nicht den wahren Wind anzeigt, sondern den Wind über Bord, und 
korrekturgerechnet werden muss mit der realen Schiffsgeschwindigkeit 
(die auch nicht so einfach zu ermitteln ist, die Bootsgeschwindigkeit im 
Wasser reicht wegen Strömung nicht, heute gibt es GPS).
Und diese Korrekturrechnung kann ein uC immer noch am besten, weswegen 
man den elektronischen Windrichtungsanzeiger (der ebenfalls nicht den 
wahren Wind anzeigt) braucht.
Aber bei einem Boot würde ich ebenfalls nicht den Windrichtungsmesser 
einer billigen Hauswetterstation nehmen der nur 8 Richtungen auflöst, 
sondern was prifessionelleres oder einen soliden Selbstbau (halte gerade 
das Kugellager eines Festplattenarms in der Hand).
(Firma: Q3) #5595589
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Nachtrag: Die enorme Empfindlichkeit des Chips ist ein wenig 
"problematisch". Ich musste im Config-Register B den Wert auf 224 
(11100000) setzen, um die Empfildlichkeit zu reduzieren und kann auch 
dann nur einen kleinen Keramik-Magneten in ca. 3cm Entfernung benutzen, 
um dann allerdings "schöne" Winkelwerte im Bereich von 0-359 zu bekommen 
...

Für einen Windrichtungsgeber auf einem Fahrzeug, das sich auch drehen 
kann, muss man wahrscheinlich den Einfluss des Erdmagnetfeldes irgendwie 
abschirmen oder herauskompensieren (zweiter Chip?)
(Firma: Q3) #5595941
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Das ist mein Sensor. Der Vogelschiss oben mittig ist aus der 
Heißklebepistole und enthält einen Neodym-Magneten von ca. 3 x 3 x 2 mm. 
Ich erreiche eine Auflösung von 1 Grad bei einer Wiederholgenauigkeit 
von 2..3 Grad.

Das Drehen und Schwenken der ganzen Einheit (Erdmagnetfeld) hat KEINEN 
Einfluss auf den angezeigten Winkelwert über 1..2 Grad hinaus.

Die Anwesenheit bzw. Bewegung weiterer solcher Magnete hat ab ca. 15cm 
Entfernung auch keine feststellbaren Auswirkungen.

Meine Anordnung ist kein Windrichtungsgeber, es wird in einem Museum 
eine Keramikschale draufgeklebt, die dann als "Stellrad" für ein 
interaktives Exponat dient ... ich muss eigentlich nur 3 Winkelbereiche 
unterscheiden.
Angehängte Dateien:
#5602317
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Sooo Teil ist da und funktioniert auf dem Prüfstand (habe mir bei meinen 
Sohn ein paar Lego ausgeliehen) sehr gut.
Nachdem ich den Magnet und den Sensor allerdings in das Gehäuse 
eingebaut habe und der Magnet dadurch nicht mehr mittig über dem Kompass 
steht, springen die Werte oder sie verhalten sich nicht mehr linear. 
Werde wohl nicht um eine größere Modifikation des Gehäuses welche eine 
zentrale Anordnung des Magneten ermöglicht drumherum kommen.
Oder gibt es noch andere Ideen?

Andreas
#5602359
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Andreas G. schrieb:
> Sooo Teil ist da und funktioniert auf dem Prüfstand (habe mir bei meinen
> Sohn ein paar Lego ausgeliehen) sehr gut.
> Nachdem ich den Magnet und den Sensor allerdings in das Gehäuse
> eingebaut habe und der Magnet dadurch nicht mehr mittig über dem Kompass
> steht, springen die Werte oder sie verhalten sich nicht mehr linear.
> Werde wohl nicht um eine größere Modifikation des Gehäuses welche eine
> zentrale Anordnung des Magneten ermöglicht drumherum kommen.
> Oder gibt es noch andere Ideen?
>
> Andreas

Hast du den Magneten mal quer zum Sensor gedreht und so, um die selbe 
Achse gedreht?
Also wenn er flach war, dann jetzt aufrecht.
Diese unberechenbaren Werte könnten daher kommen dass die Feldlinien 
vertikal in den Sensor gingen, anstelle horizontal.
Gast #5602493
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Andreas G. schrieb:
> Nachdem ich den Magnet und den Sensor allerdings in das Gehäuse
> eingebaut habe und der Magnet dadurch nicht mehr mittig über dem Kompass
> steht, springen die Werte oder sie verhalten sich nicht mehr linear.

So ist das bei einem Dipolfeld, wie es von einem kleinen Magneten 
erzeugt wird ...
(Firma: Q3) #5634243
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Der Thread ist nun schon etwas älter, aber ich möchte eine "Warnung" 
nachschieben!

Die Chips sind extrem (!) temperaturempfindlich. Ich habe für ein 
Projekt 5 Stück ordentlich verkabelt und danach in Schrupfschlauch 
verpackt. Dabei sind sie wirklich nur so lange mit dem Heissluftgebläse 
erhitzt worden, bis der Schrumpfschlauch eben geschrumpft war, gefühlt 
aber keine 15s.

Am Ende waren aber 3 von 5 Sensoren ohne jede Reaktion. Also die 
SPI-Ansprache funktionert, aber es kommen immer die gleichen 
"Messwerte".

Ich habe mir dann nochmal durchgelesen, wie diese Sensoren aufgebaut 
sind. Es sind keine Hall-Elemente, sondern irgendwelche 
magneto-resitiven Dünnschicht-Strukturen, die ganz offenbar keine 120 
Grad vertragen.

Also Vorsicht!
Gast #5634300
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Hi

>Es sind keine Hall-Elemente, sondern irgendwelche
>magneto-resitiven Dünnschicht-Strukturen, die ganz offenbar keine 120
>Grad vertragen.

Im Datenblatt steht:

Operating Temperature Ambient           -30 85 °C
Storage Temperature   Ambient, unbiased -40 125 °C

Hast du die 120°C gemessen oder nur angenommen?

Ich würde darauf tippen das du um einiges über der 125°C warst.

>gefühlt aber keine 15s.

Schrumpfschlauch bleibt viel länger heiß, als du denkst.

MfG Spess
(Firma: Q3) #5634309
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spess53 schrieb:

> Hast du die 120°C gemessen oder nur angenommen?
>
> Ich würde darauf tippen das du um einiges über der 125°C warst.
>
>>gefühlt aber keine 15s.
>
> Schrumpfschlauch bleibt viel länger heiß, als du denkst.


Mag sein ... wer hat beim "Schlauch schrumpfen" schon ein Thermometer in 
der Hand. Aus Schaden wird man eben klug (meistens jedenfalls).

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