Meine mechanische Pendeluhr nähert sich der Fertigstellung. Die Unterschiede zwischen "kinetischer Plastik" und genauer Uhr sind aber ein anderes Thema. Zur Regulierung nutze ich ein Quarz-Schiffschronometer mit einer Genauigkeit von 0,03 Sekunden/Tag. Eine Pendeluhr reagiert auf Temperatur, Luftdruck und Er- schütterungen. Um das mal auf die Spitze zu treiben (Rentner, hat ja sonst nichts zu tun), würde ich gerne Langzeitbeobachtung machen. Also: Datenaufzeichnung 100 Tage, besser ein Jahr. Sensoren: Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/ Sekunde, ohne Richtungserkennung schwierig. Am Hemmrad wahrscheinlich besser, weil 1 Zahn/Sekunde). Luftdruck, Temperatur und evtl. noch Erschütterungen. Ausgabe als Graph (übereinanderliegend) auf PC. Es geht also darum, wie ändert sich die Ganggenauigkeit wegen Temperatur oder Luftdruckschwankungen. Das Ziel soll sein, nach 100 Tagen eine Abweichung zur Referenzuhr? von 1-10 Sekunden zu bestimmen. Das optimale Mittel, zwischen zu schnell und zu langsam zu finden, ist das Ziel, es wird immer Tage geben, da sind die äußeren Ein- flüsse vom Pendel nicht wegzubügeln. Wie geht man das an? Das Ganze noch bezahlbar für armen Rentner :-) Viele Grüße Bernd (Null Ahnung von Mikrokontrollern)
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Als preiswerte aber hoch genaue Zeitbasis würde ich ein GPS-Modul verwenden. Ich glaube kaum, dass man als Amateur eine präzisere Zeitbasis für weniger Geld bekommt (~20€). Die Impuls-Abnahme bzw. der Vergleich mit einer anderen mechanischen Uhr geht natürlich auch irgendwie, ist aber mehr Aufwand ...
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Bei "Datenlogger" bist du ja im Bereich der Datenverarbeitung / -speicherung. Das sollte wohl ein Klacks für einen µC sein und die Kosten betragen wahrscheinlich nur einen Bruchteil von deiner Uhr. Nur müsstest du da evtl selbst Hand anlegen um das umzusetzen. Es gibt einiges auf dem Markt an µC-Boards (z.B. ESP32) mit genügend Speicher oder mit SD-Kartenslot. An einen GPIO die Gabel- oder Reflexlichtschranke. Frank E. schrieb: > Als preiswerte aber hoch genaue Zeitbasis würde ich ein GPS-Modul > verwenden. Kann man machen aber ist das wirklich notwendig?
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Bernd F. schrieb: > Wie geht man das an? Ganz einfach: Kannst du das selber bauen? Kannst du einen Controller programmieren und eine Übertragung zum PC entwickeln? Wenn nein: Dann musst du was fertiges kaufen.
Obelix X. schrieb: > Frank E. schrieb: >> Als preiswerte aber hoch genaue Zeitbasis würde ich ein GPS-Modul >> verwenden. > > Kann man machen aber ist das wirklich notwendig? Jede ungenauere Alternative ist teurer.
Als Hobbyuhrmacher beschäftigt man sich auch mit der Historie. Um 1900 haben deutsche Uhrmacher Präzisionspendeluhren mit einer Ganggenauigkeit von 1 Sekunde/Jahr und besser gebaut. (Das werde ich nie erreichen). Aber, wie haben die das überprüft? Ich habe mal was über spezielle astronomische Instrumente zum Sterndurchgang gelesen. (Aber woher will ich wissen, dass das stimmt?). Das waren damals die genauesten Uhren der Welt, eine Referenzuhr gab es nicht. Grüße Bernd
Cyblord -. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Wie geht man das an? > > Ganz einfach: Kannst du das selber bauen? Kannst du einen Controller > programmieren und eine Übertragung zum PC entwickeln? > > Wenn nein: Dann musst du was fertiges kaufen. Cyblord, kein Problem, wo gibt es das? Grüße Bernd
Motopick schrieb: > Jede ungenauere Alternative ist teurer. Die Frage wäre ja ob man erst mal überhaupt eine Genauigkeit des Loggers benötigt die über eine normale RTC mit Uhrenquarz rausgeht. Immerhin geht es um eine mechanische Pendeluhr.
Bernd F. schrieb: > kein Problem, wo gibt es das? z.B. hier: https://shop.hioki.eu/de/LR8431-Tragbarer-10-Kanal-Datenlogger-fuer-Spannungs-Temperatur-und-Impulserfassung/LR8431-20?gad_source=1&gclid=CjwKCAiArKW-BhAzEiwAZhWsIOEMxiPJ2K7-7m3mUcOhh-rO3pAFMhFUT9U-JUDPVE-DDVUutkKs_BoCt40QAvD_BwE&utm_campaign=google_shopping_ge&utm_content=731069002485&utm_medium=cpc&utm_source=google&utm_term=
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als Datenlogger würde ich Volkszähler empfehlen https://volkszaehler.org/ Du kannst auch direkt auf deren Demoserver Kanäle anlegen Als Controller ESP32 oder ESP8266 - auf diesen das Projekt ESPEasy flashen https://espeasy.readthedocs.io/en/latest/ Du kannst damit direkt Sensoren für Temperatur usw auswerten, an Volkszähler schicken Es gibt eine Scriptsprache Um die Abweichung der Uhrzeit zu erfassen - es reicht doch eigentlich aus die Impulse, also Pendelbewegungen mit der realen Uhrzeit zu vergleichen? ESPEasy kann einen NTP-Server abfragen, sollte ausreichend sein?
Hier hatte ich schon was gefunden: https://www.phywe.de/sensoren-software/mess-software-apps/measureapp-die-kostenlose-mess-software-fuer-alle-endgeraete_2274_3205/ Allerdings sind die passenden Sensoren verdammt teuer. Grüße Bernd
Heinz R. schrieb: > Als Controller ESP32 oder ESP8266 - auf diesen das Projekt ESPEasy > flashen > (...) Das funktioniert, wenn man Zeitwaage und Datenlogger trennt. Also sowas, das war der erste Suchtreffer: https://mc.mikrocontroller.com/de/Zeitwaage.php (0,1 s pro Tag sind 1,2 µs pro Pendelschlag!) Der Messwert der Zeitwaage, Temperatur und Luftdruck gehen dann in erträglichen Abständen (alle 5 min?) an den Server.
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Cyblord -. schrieb: > Motopick schrieb: >> Jede ungenauere Alternative ist teurer. > > Die Frage wäre ja ob man erst mal überhaupt eine Genauigkeit des Loggers > benötigt die über eine normale RTC mit Uhrenquarz rausgeht. > Immerhin geht es um eine mechanische Pendeluhr. Vor einiger Zeit haette ich dir noch Recht gegeben, und einen TXCO empfohlen. Heute kann man aber konfigurierbare GPS-Empfaenger fuer einstellige Eurobetraege kaufen. (Als USB-Stick getarnt...) Der TO koennte das Pendel ja "diziplinieren". :) Dann erspart er sich den Logger.
Pendel elektronisch "Disziplinieren" geht gar nicht. Zeitwaagen dienen dazu, in kurzer Zeit eine Uhr einzuregeln. Darum geht es hier ja nicht. Eine Pendeluhr wird immer (je nach Einflüssen), etwas Vor- Nachgehen. Es geht um das Mittel im langen Zeitraum. Messungen mit einer noch so genauen Zeitwaage würden immer nur eine Momentaufnahme bieten. Grüße Bernd
Soul E. schrieb: > Also sowas, das war der erste Suchtreffer: > https://mc.mikrocontroller.com/de/Zeitwaage.php > (0,1 s pro Tag sind 1,2 µs pro Pendelschlag!) Da musst du der Lichtschranke wohl erstmal den Jitter abgewöhnen. Wenn es darum geht, Temperatur- und Luftdruckeinfluss zu messen, bewegt man sich auf Skalen von 10er-Minuten bis Stunden. Diese Trägheit des Systems "Umwelt" darf man dann auch gerne nutzen, um den Gang der Uhr über ähnlich lange Zeitintervalle zu bestimmen.
Bernd F. schrieb: > Messungen mit einer noch so genauen Zeitwaage würden immer > nur eine Momentaufnahme bieten. Das sind Zeitmessungen immer. Auch wenn du meinst, alle Einflussfaktoren ebenfalls zu erfassen. Wenn du ueber eine Woche misst, hast du nur einen Mittelwert, der mit den Einflussfaktoren dieser Woche korrelieren wird. Das ist auch nur eine Momentaufnahme.
Motopick schrieb: >> Messungen mit einer noch so genauen Zeitwaage würden immer >> nur eine Momentaufnahme bieten. > > Das sind Zeitmessungen immer. Korrekt. Das ist ja jetzt schon ein Bezug zur Heisenbergschen Unschärferelation.
Cyblord -. schrieb: > Korrekt. Das ist ja jetzt schon ein Bezug zur Heisenbergschen > Unschärferelation. Genau. Wir nähern uns dem Kernproblem :-) Grüße Bernd
Ich verstehe das Problem folgendermaßen: Er will wissen wie sich Temperatur, Luftfeuchtigkeit auf die Ungenauigkeit auswirken? Hierzu braucht es keine Zeitwaage usw jeder Tag hat 86.400 Pendelschwingungen Es sollte ausreichend sein alle 5, 10 oder 60 Minuten einen soll/ist Vergleich der Anzahl dieser Schwingungen zu loggen? Mittags 12 Uhr wären es z.B. theoretisch 43.200 Schwingungen - sind es in Wahrheit z.B. 44.000 geht die Uhr 1,95% zu schnell genau dieser Prozentwert soll wohl zusammen mit Temperatur usw geloggt werden?
Bernd F. schrieb: > Zeitwaagen dienen dazu, in kurzer Zeit eine Uhr einzuregeln. > Darum geht es hier ja nicht. Ob Du nur kalibrierst oder auch justierst sei Dir überlassen. Niemand hindert Dich daran, alle fünf Minuten die momentane Abweichung von der Sollfrequenz zu bestimmen und zu loggen, und dabei die Finger von der Mechanik zu lassen.
Motopick schrieb: > Das sind Zeitmessungen immer. Wenn du jede Stunde die Phasenlage zum 1PPS-Signal ausmisst und die Differenz berechnest, bekommst du den Mittelwert des Uhrgangs für diese Stunde. Da sehe ich keine Momentaufnahme. Für die Kontrolle der Uhr geht es um den Gang. Der Stand ist ziemlich egal und sowieso nur das Ergebnis des aufintegrierten Gangs.
Bernd F. schrieb: > Sensoren: Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/ > Sekunde, ohne Richtungserkennung schwierig. Am Hemmrad wahrscheinlich > besser, weil 1 Zahn/Sekunde). Wenn Du die Lichtschranke an eine der Endpositionen des Pendels setzt, hast Du nur 1 Impuls pro kompletter Schwingung. Ich würde einen Raspi nehmen (da tut es auch ein älterer), der kann Sensoren über 1-wire, I2C oder SPI auswerten und über die GPIOs Impulse von der Lichtschranke bzw. einer GPS-Platine empfangen. Logger-Software gibt es im Netz.
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Stephan S. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Sensoren: Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/ >> Sekunde, ohne Richtungserkennung schwierig. Am Hemmrad wahrscheinlich >> besser, weil 1 Zahn/Sekunde). > > Wenn Du die Lichtschranke an eine der Endpositionen des Pendels setzt, > hast Du nur 1 Impuls pro kompletter Schwingung. > > Ich würde einen Raspi nehmen (da tut es auch ein älterer), der kann > Sensoren über 1-wire, I2C oder SPI auswerten und über die GPIOs Impulse > von der Lichtschranke bzw. einer GPS-Platine empfangen. Logger-Software > gibt es im Netz. Dann muss aber zumindest ein Echtzeitbetriebssystem auf den Raspi. Mit einem µC ist das meiner Meinung nach einfacher umzusetzen. 1-Wire, I2C und SPI habe die meisten auch.
Stephan S. schrieb: > Ich würde einen Raspi nehmen (...) Na ob der die geforderte Auflösung und Genauigkeit bietet, um die Pendelsekunde so zu vermessen, dass da ein Gangfehler von 1s pro Tag dargestellt werden kann? Für Latenzen im us-Bereich würde ich eher Hardware (Fpga) oder zumindest einen komplett synchronen Mikrocontroller nehmen (also identischer Takt für core und IO) und den mit einem GPSDO takten. Die Messwerte kann dann ein Raspi aufnehmen und wegschreiben.
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Obelix X. schrieb: > Dann muss aber zumindest ein Echtzeitbetriebssystem auf den Raspi. Soul E. schrieb: > Na ob der die geforderte Auflösung und Genauigkeit bietet, um die > Pendelsekunde so zu vermessen, dass da ein Gangfehler von 1s pro Tag > dargestellt werden kann? Man kann sowohl das GPS-Signal als auch das Signal der Lichtschranke z.B. mit der Python-Funktion time.time() im ms-Bereich sauber erfassen, die Differenz rechnet den Fehler dann raus. Die Sensoren müssen nicht ms-genau erfasst werden. Un die von Bernd gewünschte Langzeiterfassung steigert die Genauigkeit weiter. Ich habe mit dieser Methode TCXOs getestet: https://www.mikrocontroller.net/attachment/634314/tcxod.svg Man kann das aber auch gut mit einem ESP32 machen, z.B. auch in Micropython, muss dann aber die Funktion time.ticks_ms() oder time.ticks_us() sowie time.ticks_diff(t1,t2) nehmen.
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Bernd F. schrieb: > Ausgabe als Graph (übereinanderliegend) auf PC. Permanent oder auf Abruf von allen erfassten Werten? Lass mich raten: Es soll schön aussehen :-) Die Frequenz des Pendels zu bestimmen, kann ein Pico-Board erledigen, dessen Taktfrequenz per 1 PPS-Signal permanent korrigiert wird. Für einen AVR wäre das auch kein Problem. Dazu gibt es genug fertige Schaltungen im Netz ;-) Luftdruck und Temperatur können ebenfalls mit erfasst und auf einem SPI-Speicher abgelegt werden. Soweit ist das kein sonderliches Probelm. > Das Ganze noch bezahlbar für armen Rentner :-) > ... > Bernd (Null Ahnung von Mikrokontrollern) Das ist meines Erachtens der Knackpunkt.
Stephan S. schrieb: > Wenn Du die Lichtschranke an eine der Endpositionen des Pendels setzt, > hast Du nur 1 Impuls pro kompletter Schwingung. Viel Spaß beim Justieren. Welchen Vorteil soll das bringen? Die interessierenden Pulse vom Pendel kommen in einem ziemlich festen Takt, d.h. nachdem der erste Puls sicher erfasst wurde, kann die Software einfach in einem ziemlich kleinen Zeitfenster auf den nächsten lauern. Ein möglicher zweiter Puls interessiert dann überhaupt nicht, sondern wird einfach ausgeblendet. Soul E. schrieb: > Für Latenzen im us-Bereich würde ich eher > Hardware (Fpga) oder zumindest einen komplett synchronen Mikrocontroller > nehmen (also identischer Takt für core und IO) und den mit einem GPSDO > takten. Jeder ATmega328 macht die genaue Zeitmessung nebenher. Über die Capture-Funktion eines Timer läuft das per Hardware im Hintergrund. Die Software muss nur alle Sekunde das Messergebnis abholen.
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Stephan S. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Sensoren: Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/ >> Sekunde, ohne Richtungserkennung schwierig. Am Hemmrad wahrscheinlich >> besser, weil 1 Zahn/Sekunde). > > Wenn Du die Lichtschranke an eine der Endpositionen des Pendels setzt, > hast Du nur 1 Impuls pro kompletter Schwingung. Oh weh, das ist ein sehr schlechter Vorschlag! Das Pendel führt ungefähr eine sinusförmige Schwingung aus. Im Umkehrpunkt ist die Geschwindigkeit gleich Null. Und der Punkt ist räumlich gesehen unscharf und nicht konstant. Besser ist es zu messen wenn die Geschwindigkeit am größten ist. Zumal hast du dann doppelt so viele Meßwerte und der Meßpunkt wird zwangsweise immer erreicht.
Esmu P. schrieb: > Das Pendel führt ungefähr eine sinusförmige Schwingung aus. Im > Umkehrpunkt ist die Geschwindigkeit gleich Null. Und der Punkt ist > räumlich gesehen unscharf und nicht konstant. Besser ist es zu messen > wenn die Geschwindigkeit am größten ist. ok, da hast Du recht. Rainer W. schrieb: > Jeder ATmega328 macht die genaue Zeitmessung nebenher. Über die > Capture-Funktion eines Timer läuft das per Hardware im Hintergrund. Die > Software muss nur alle Sekunde das Messergebnis abholen. Der TE macht mir eher nicht den Eindruck, als ob er einen µC programmieren könnte ...
Stephan S. schrieb: > Der TE macht mir eher nicht den Eindruck, als ob er einen µC > programmieren könnte ... Was die ganze Sache wieder witzlos macht. Weil fertig ist halt teuer.
Stephan S. schrieb: > Der TE macht mir eher nicht den Eindruck, als ob er einen µC > programmieren könnte ... Muss er ja nicht. Es reicht, wenn er sich mit jemandem zusammen tut, der auch Spaß daran hat.
Rainer W. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Der TE macht mir eher nicht den Eindruck, als ob er einen µC >> programmieren könnte ... > > Muss er ja nicht. > Es reicht, wenn er sich mit jemandem zusammen tut, der auch Spaß daran > hat. Ja.... nein. Das typische: Ich will was basteln aber kann nicht und suche jemanden der jetzt genau das macht was ich will, klappt halt nicht.
Cyblord -. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Stephan S. schrieb: >>> Der TE macht mir eher nicht den Eindruck, als ob er einen µC >>> programmieren könnte ... >> >> Muss er ja nicht. >> Es reicht, wenn er sich mit jemandem zusammen tut, der auch Spaß daran >> hat. > > Ja.... nein. Das typische: Ich will was basteln aber kann nicht und > suche jemanden der jetzt genau das macht was ich will, klappt halt > nicht. Das klappt oft genug hier, oft genug aber dann auch über PN, Mail, Telefon, etc. bis DHL... Aber Deine Welt ist ja immer eine andere.
Bernd F. schrieb: > Pendel elektronisch "Disziplinieren" geht gar nicht. Kennst du die Seite https://www.giangrandi.org/electronics/gps-pendulum-clock/gps-pendulum-clock.shtml Die Lösung dort ist genial, finde ich. Allerdings hat seine Uhr ein Pendel für 1 Sekunde, das macht es einfaxcher. Gruss
Klaus F. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Pendel elektronisch "Disziplinieren" geht gar nicht. > > Kennst du die Seite > https://www.giangrandi.org/electronics/gps-pendulum-clock/gps-pendulum-clock.shtml > > Die Lösung dort ist genial, finde ich. > Allerdings hat seine Uhr ein Pendel für 1 Sekunde, das macht es > einfaxcher. Du kapierst überhaupt nicht, worum es Bernd überhaupt geht.
Ich bin doch nicht der einzige Spinner auf der Welt. Hier eine Stimmgabeluhr in groß: https://www.youtube.com/watch?v=-uNrSvv78Yk Viele Grüße Bernd
Ralf X. schrieb: > Du kapierst überhaupt nicht, worum es Bernd überhaupt geht. . . Ja, das ist deine irrige Meinung. . Aber ich habe schonmal das Wort "Datenlogger" gehört. . Ich wollte ihm auf einen alternativen Ansatz verweisen. . .
Klaus F. schrieb: > Ralf X. schrieb: >> Du kapierst überhaupt nicht, worum es Bernd überhaupt geht. > > . > . > Ja, das ist deine irrige Meinung. > . > Aber ich habe schonmal das Wort "Datenlogger" gehört. > . > Ich wollte ihm auf einen alternativen Ansatz verweisen. man stelle sich einfach mal vor, dass jemand bei einer edlen Rolex, Glashütte, etc. auf die Idee kommt, die per Quarz, etc. elektronisch zu disziplinieren...
Bernd F. schrieb: > Ich bin doch nicht der einzige Spinner auf der Welt. > Hier eine Stimmgabeluhr in groß: Die Messungen sind überhaupt nicht das Problem. Was blöd ist, daß man Dir alles total passend liefern muß, da Du selber keine Anpassungen vornehmen kannst. Da wäre auch nicht schlimm, aber dazu müßte man bei Dir vor Ort sein. Alles andere ist mühselig und zeitaufraubend. Die Uhr müßte in ein Labor - so wird ein Schuh draus. Um Deinen Perfektionismus ein wenig zu bremsen: Was ist denn schlimm daran, wenn Du die Uhr gegen eine DCF77 Uhr einmal in der Woche vergleichst und dann das Pendel nachjustierst? Mit einem Protokoll über ein Jahr, kannst Du dann die Schwankungen sehen. Aktuelle Temperatur und Luftdruck aufzuzeichen hilft doch eigentlich garnicht weiter. Wo wären denn die Korrekturmöglichkeiten, diese Einflüsse zu kompensieren?
Mi N. schrieb: > Aktuelle Temperatur und Luftdruck aufzuzeichen hilft doch eigentlich > garnicht weiter. Wo wären denn die Korrekturmöglichkeiten, diese > Einflüsse zu kompensieren? In einer geschlossenen Uhrenkasten kann man einfach die Temperatur benutzen, um den Gang zu steuern. Dazu muss man lediglich die Temperaturkompensation des Pendels etwas verstimmen.
Das Problem beim Pendel ist: Mindestens 2 Faktoren sorgen für Gangabweichungen. Um das Pendel zu optimieren, muss man erst mal wissen, welcher Faktor zu optimieren ist. Temperaturkompension: Da haben sich Generationen von Uhrmachern und Physiker den Kopf drüber zerbrochen, es gibt Lösungen. Viel gemeiner sind Luftdruckschwankungen: Das Pendel "schwimmt" in der Luft, steigt der Luftdruck kriegt es mehr Auftrieb. Gleichzeitig wird die Luft etwas zäher. Optimal ist es, wenn sich das aufhebt.Aber auch dafür gibt es mechanische Lösungen (Quecksilber, Anerodiddosen ...) Nur, um da anzusetzen, braucht es die Daten von Luftdruck und Temperatur, immer im Verhältnis zur Gangabweichung. Ich hätte kein Problem damit, das Pendel in x-Varianten neu zu bauen. Nur geht das ohne Daten nicht. Viele Grüße Bernd
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Bernd F. schrieb: ... > Ich hätte kein Problem damit, das Pendel in x-Varianten > neu zu bauen. Nur geht das ohne Daten nicht. > > Viele Grüße > Bernd So vorgehen: 1. Messen, richtig messen!, das ist ein himmelweiter Unterschied! 2. Auswertung der Ergebnisse 3. Überlegen 4. Einen Parameter ändern, nur einen! 5. Messen, richtig messen!, das ist ein himmelweiter Unterschied! 6. Auswertung der Ergebnisse 7. Überlegen ... ... Dann kommst du zu dem Punkt das es nicht richtig klappt. Ergo Die Uhr in einen Geschlossenen Glaskasten packen, evakuieren, Temperatur konstant halten... und dann wieder von vorne weitermachen.
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Esmu P. schrieb: > Die Uhr in einen Geschlossenen Glaskasten packen das ist schon wegen der Luftbewegungen sinnvoll. Diese diese beeinflussen das Pendel auch und lassen sich weder sinnvoll messen noch kompensieren. Es kommt immer darauf an, welches Ziel man verfolgt. Eine Pendeluhr aus heutiger Zeit soll ja auch ein Blickfang sein. Eine Pendeluhr in einem Kupfergehäuse mit Vakuum, die schwingungsmäßig vom Fundament isoliert im Keller steht, möchte wohl niemand
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Esmu P. schrieb: > So vorgehen: Du schreibst hier immer merkwürdiges Zeugs. Vielleicht mal selber "1. überlegen". Bernd F. schrieb: > Um das Pendel zu optimieren, muss man erst > mal wissen, welcher Faktor zu optimieren ist. Und dazu braucht man Laborbedingungen, die Temperatur und Luftdruck gezielt variieren können. Dann könnte man Meßreihen aufzeichnen, wozu überschlägig ein Tag reichen könnte und nicht 100. Noch ein Punkt: Bei der grafischen Darstellung wird die Kurve für die Zeitabweichung mehr oder minder in eine Richtung wandern, da sich die Fehler addieren. Jetzt könnte man zwar die Abweichungen zu einem Langzeitmittelwert (ein Tag zum Beispiel) anzeigen, aber die absolute Zeit stimmt trotzdem nicht mehr. Das ist aber der interessante Wert.
Cyblord -. schrieb: > Die Frage wäre ja ob man erst mal überhaupt eine Genauigkeit des Loggers > benötigt die über eine normale RTC mit Uhrenquarz rausgeht. Ja, definitiv, weil: Bernd F. schrieb: > Das Ziel soll sein, nach 100 Tagen eine Abweichung zur Referenzuhr? > von 1-10 Sekunden zu bestimmen. > Zur Regulierung nutze ich ein Quarz-Schiffschronometer mit > einer Genauigkeit von 0,03 Sekunden/Tag. 1 Sekunde in 100 Tagen ist ca. 0.1ppm. Ohne NTP, DCF77 oder GNSS wird das nichts. Alle drei sind über mehrere Tage leicht genau genug, aber kurzzeitig beliebig ungenau. Besonders witzig ist der PPS aus billigen GPS-Empfängern, weil der auch mal aus dem frei laufenden Quarz kommt. Bei den u-blox Empfängern ist es per Default auch nicht besser, aber da kann man es wenigstens erkennen und konfigurieren. Man braucht aber auf jeden Fall eine gute RTC o.ä. zur Überbrückung und als lokalen Takt. Man will auch nicht 100 Tage auf das erste Ergebnis warten, 0.1ppm bleibt aber 0.1ppm. Für eine Messung pro Sekunde müsste der Timer mit stabilen 10 MHz getaktet werden. Eine Messung pro Sekunde ist aber (zu?) wenig, wenn es um Erschütterungen geht. Zum Beispiel, wenn man eine normale Tür zu einem normalen Zimmer öffnet oder schließt. Dabei gibt es auch größere Druckschwankungen. Bernd F. schrieb: > Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/Sekunde, > ohne Richtungserkennung schwierig.) Wegen Erschütterungen wäre es vorteilhaft, jede einzelne Schwingung zu messen und je mehr, umso besser. Warum sollten 2 pro Sekunde schwierig sein? Soul E. schrieb: > Für Latenzen im us-Bereich würde ich eher Hardware (Fpga) oder > zumindest einen komplett synchronen Mikrocontroller nehmen > (also identischer Takt für core und IO) Hardware für die Erfassung ist ja klar, aber Latenz? Man hat eine halbe Sekunde Zeit für die Verarbeitung. Warum dann komplett synchron? > und den mit einem GPSDO takten. Das wäre ideal, aber ein eigenes Projekt, oder? Was gibt's da fertig? Ein GPSDO oder OCXO braucht (viel?) Strom und die ganze Mimik ist ohne USV ziemlich sinnlos. Die sollte auch mehr als ein paar Minuten überbrücken. Mit einem uC, TCXO und u-blox SAM-10Q reicht eine 18650-Zelle für viele Stunden, das sollte noch passen. Mit 4 NOR-Flash Speicherchips braucht der uC kaum RAM und man kann 127 Tage lang jeden Tag 2MByte Rohdaten speichern. Oder ein Jahr lang, wenn man ein wenig komprimiert. Das würde ich aber nicht machen, weil man ja auch neugierig ist und die Daten wenigstens einmal pro Woche auf den PC kopiert. Ich würde wirklich alles speichern, was die Sensoren her geben, und das 2 Mal pro Sekunde. Das reduziert die Änderungswünsche an der uC-Firmware. Bleibt noch die Frage, was auf dem PC zur Verfügung steht. Früher hätte man mit einer CSV-Datei und Excel alles erschlagen...
Bernd F. schrieb: > Eine Pendeluhr reagiert auf Temperatur, Luftdruck und Er- > schütterungen. Um das mal auf die Spitze zu treiben (Rentner, > hat ja sonst nichts zu tun), würde ich gerne Langzeitbeobachtung machen. Ein Vorschlag aus alten Zeiten: Um meine erste Quarzuhr, gebaut in den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts, abzugleichen, habe ich damals das Zeitzeichen, welches zumeist stündlich vor den Nachrichten gesendet wurde, verwendet. („mit dem Ton des letzten Zeichens ist es z.B. genau 10 Uhr“ gibt es das heute noch?) Dazu wurde ein Frequenzzähler/Periodendauermesser verwendet und mit Hilfe eines FF-IC der Abstand zwischen den Sekundenimpulsen der Uhr und dem Tonstart des Zeitzeichens gemessen. Könnte man heute evtl. so ähnlich mit DCF77 als Vergleichsbasis machen.
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Bernd F. schrieb: > Null Ahnung von Mikrokontrollern Schwierig. Lichtschranke die 2 x durchlaufen wird ist schon ok, das kann man rausrechnen und nur geradzahlige zählen. Referenzuhr ist auch nicht schwierig, wenn man ein DCF77 Funkuhrmodul oder GPS verwendet, falls am Aufstellungsort Empfang herrscht. Luftdruck und Temperatur kann man messen aber wenn es genau sein soll, wird es teuer und schwierig. Aber ohne Microcontroller-Programmierkenntnisse ? Vergiss es.
Esmu P. schrieb: > 4. Einen Parameter ändern, nur einen! > 5. Messen, richtig messen!, das ist ein himmelweiter Unterschied! > 6. Auswertung der Ergebnisse > > 7. Überlegen Wenn man Punkt 7 voran stellt, kommt man ganz schnell zu dem Ergebnis, dass man bei unkorrelierten Störgrößen und linearem System in einer Messserie, die zufällige Störungen durch Temperatur, Luftdruck u.a. beinhaltet, den Einfluss der Größen rechnerisch trennen kann und Punkt 4 überflüssig ist.
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Bauform B. schrieb: > Alle drei sind über mehrere Tage leicht genau genug, aber > kurzzeitig beliebig ungenau. Besonders witzig ist der PPS aus billigen > GPS-Empfängern, weil der auch mal aus dem frei laufenden Quarz kommt. > Bei den u-blox Empfängern ist es per Default auch nicht besser, aber da > kann man es wenigstens erkennen und konfigurieren. Man braucht aber auf > jeden Fall eine gute RTC o.ä. zur Überbrückung und als lokalen Takt. Auf GPS trifft das definitiv nicht zu. Dazu habe ich noch eine Kurve gefunden, die den 60 ns Jitter (EM 406A) zeigt. Der im Mittelwert leichte Anstieg nach rechts, liegt an der Drift des 12 MHz Oszillators (RP2040). Bauform B. schrieb: > Ein GPSDO oder OCXO braucht (viel?) Strom und die ganze Mimik ist ohne > USV ziemlich sinnlos. Die Uhr hat eh schon eine Stromversorgung für den Aufzugsmotor und eine Powerbank reicht locker, um Stromausfälle zu überbrücken. > Ich würde wirklich alles speichern, was die Sensoren her geben, > und das 2 Mal pro Sekunde. Das reduziert die Änderungswünsche an der > uC-Firmware. Auch hier mein Widerspruch :-) Luftdruck und Temperatur ändern sich nur sehr langsam. Zwar würde ich auch jeden Impuls erfassen, über einen längeren Zeitraum mitteln - 60 s allein schon, um Jitter zu reduzieren - aber erst nach zwei Impulsen auswerten, um die Impulse von immer der gleichen Flanke zu verwenden. Für die gesamte Schaltung bräuchte ich nur in die Schublade zu greifen, nur wie erwähnt verstehe ich den Ansatz nicht. Egal.
Bauform B. schrieb: > Soul E. schrieb: >> Für Latenzen im us-Bereich würde ich eher Hardware (Fpga) oder >> zumindest einen komplett synchronen Mikrocontroller nehmen >> (also identischer Takt für core und IO) > > Hardware für die Erfassung ist ja klar, aber Latenz? Man hat eine halbe > Sekunde Zeit für die Verarbeitung. Warum dann komplett synchron? Bei den meisten 32bit-Controllern, unter anderem bei allen ARM-basierten, läuft das I/O-System asynchron zum Core. Ein pin change interrupt braucht je nach aktuell abgearbeitetem Befehl und Zustand der Pipeline unterschiedlich viele Takte bis er bei der CPU aufschlägt. Genauso ist die Zeit zwischen Lesebefehl und Sampling am Pin unterschiedlich und hängt davon ab, was gerade auf den Bussen los ist. Eine halbe Sekunde Zeit für die Verarbeitung ist kein Problem, aber den Moment der Flanke willst Du auf 100 ns genau erwischen.
Mi N. schrieb: > ... aber erst nach zwei Impulsen auswerten, um die Impulse von immer > der gleichen Flanke zu verwenden. Jeden Pulsabstand separat auszuwerten ergibt schon deswegen keinen Sinn, weil dafür die Lichtschranke genau in er Mitte montiert sein müsste (mit einer Genauigkeit, die deutlich über dem Jitter der Zeitbasis liegen müsste). Mi N. schrieb: > Dazu habe ich noch eine Kurve gefunden, die den 60 ns Jitter > (EM 406A) zeigt. Für mich sieht das erstmal ganz kräftig nach Quantisierungsrauschen/Aliasing aus. 67 ns deutet auf eine Abtastung mit 16 MHz hin. Wie wurde diese Messung durchgeführt? Soul E. schrieb: > ... aber den Moment der Flanke willst Du auf 100 ns genau erwischen. Deswegen überlässt man so etwas der Hardware und mischt da nicht mit der Software drin rum (Stichwort Timer, Capture).
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Bernd F. schrieb: > Pendel elektronisch "Disziplinieren" geht gar nicht. Ich weiss gar nicht, was der TO sich so anstellt. :) Wenn Mann es richtig macht, sieht das keiner... Oder Mann macht es lustig, z.B. ein kleines Maennchen dass das Pendel ab und an "anpustet". > Eine Pendeluhr wird immer (je nach Einflüssen), etwas Vor- > Nachgehen. Es geht um das Mittel im langen Zeitraum. Das ist eben Pendeluhr V0.9beta. Ein "Informatiker" wuerde sagen: "Das ist heute nicht mehr zeitgemaess." Mann sollte heute schon den Mut zur Pendeluhr V2 aufbringen. Bei deinen Sensoren fehlt im uebrigen der "Mondgravitationssensor". Das die Einflussfaktoren nur linear an der Uhr drehen, halte ich im uebrigen fuer ein Geruecht. Und die ganz schlechte Nachricht: Jeder ermittelte Korrekturfaktor ist falsch. Weil eben jedes Jahr anders ist.
Mi N. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> So vorgehen: > > Du schreibst hier immer merkwürdiges Zeugs. Vielleicht mal selber > "1. überlegen". > Lies bitte was der TO möchte. > Bernd F. schrieb: >> Um das Pendel zu optimieren, muss man erst >> mal wissen, welcher Faktor zu optimieren ist. > Das weiß der TO > Und dazu braucht man Laborbedingungen, die Temperatur und Luftdruck > gezielt variieren können. Dann könnte man Meßreihen aufzeichnen, wozu > überschlägig ein Tag reichen könnte und nicht 100. > Nein > Noch ein Punkt: Bei der grafischen Darstellung wird die Kurve für die > Zeitabweichung mehr oder minder in eine Richtung wandern, da sich die > Fehler addieren. Das ist falsch! < Jetzt könnte man zwar die Abweichungen zu einem > Langzeitmittelwert (ein Tag zum Beispiel) anzeigen, aber die absolute > Zeit stimmt trotzdem nicht mehr. Das ist aber der interessante Wert. Das ist nicht wahr.
Die absolute Zeit ist fast egal. Mal angenommen, die Uhr ist soweit reguliert, dass sie 0,5 Sekunden/Woche vorgeht. Das wäre ein recht guter Wert. (Feinregulierung passiert durch Auflegen von Gewichten auf das Pendel, da lässt sich recht einfach feststellen welches Gewicht, Milligramm, welche Abweichung bringen) Aber bei einem Vorlauf von 0,5 Sekunden/Woche wäre ein Vorlauf von 26,5 Sekunden/Jahr zu erwarten. Ist der Wert völlig anders, spielen halt die äußeren Einflüsse mit rein. Die Uhr steht natürlich in einer Glasvitrine. Erstens wegen Staub, aber auch Temperatureinflüsse werden so stark verzögert Einfluss haben. Mal kurz Lüften sollte so abgepuffert werden. Das Pendel hat Invarstäbe. Kohlefaser, oder Glas wären mögliche Optionen, evtl. auch Superinvar. Da könnte man Monate rumspielen. Viele Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Da könnte man Monate rumspielen. Er hat viele Jahre gebraucht: https://de.wikipedia.org/wiki/John_Harrison_(Uhrmacher)
H. H. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Da könnte man Monate rumspielen. > > Er hat viele Jahre gebraucht: > > https://de.wikipedia.org/wiki/John_Harrison_(Uhrmacher) H.H. mit einem Datenlogger hätte er sich Jahre sparen können :-) Hier habe ich ein völlig anderes Hemmungssystem (Ob es was taugt, weiß noch Niemand). Es ist eine Schwerkraft-Hemmung mit konstanter Kraft. Solange die Schwerkraft gleich bleibt, sollte die Uhr doch genau gehen. (Aber, nix Genaues weiß man nicht). Grüße Bernd
Rainer W. schrieb: > Mi N. schrieb: >> Dazu habe ich noch eine Kurve gefunden, die den 60 ns Jitter >> (EM 406A) zeigt. > > Für mich sieht das erstmal ganz kräftig nach > Quantisierungsrauschen/Aliasing aus. 67 ns deutet auf eine Abtastung mit > 16 MHz hin. Wie wurde diese Messung durchgeführt? Die Rohdaten zeigen eine Auflösung von 100 ps. Dann war das wohl doch kein RP2040 und ich habe mich falsch erinnert. Motopick schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Pendel elektronisch "Disziplinieren" geht gar nicht. > > Ich weiss gar nicht, was der TO sich so anstellt. :) > Wenn Mann es richtig macht, sieht das keiner... Meinem Verständnis nach ist das Ziel des TO eine perfekte mechanische Lösung. Smartphone kann jeder.
Motopick schrieb: > Das die Einflussfaktoren nur linear an der Uhr drehen, halte ich > im uebrigen fuer ein Geruecht. Das Konzept der Linearisierung um einen Arbeitspunkt ist dir vielleicht schon einmal begegnet. Darum geht es hier. Bernd F. schrieb: > Solange die Schwerkraft gleich bleibt, sollte die Uhr doch > genau gehen. Den Gefallen wird sie dir allenfalls im Mittel tun. Mit den Gezeiten durch Mond und Sonne muss man leben.
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Rainer W. schrieb: > Motopick schrieb: >> Das die Einflussfaktoren nur linear an der Uhr drehen, halte ich >> im uebrigen fuer ein Geruecht. > > Das Konzept der Linearisierung um einen Arbeitspunkt ist dir vielleicht > schon einmal begegnet. Darum geht es hier. Schon der Einfluss des Luftdrucks ist recht nichtlinear. Der wirkt nicht nur um einen "Arbeitspunkt" herum. > Den Gefallen wird sie dir allenfalls im Mittel tun. Mit den Gezeiten > durch Mond und Sonne muss man leben. Den fehlenden "Mondgravitationssensor" habe ich ja schon erwaehnt. :) > Smartphone kann jeder. Ich komme auch ohne Wischfon durchaus zurecht. Ganz ueberwiegend sogar. > Meinem Verständnis nach ist das Ziel des TO eine perfekte mechanische > Lösung. Davon ist der TO genau so weit entfernt, wie eine Mondsonde die noch auf der Erde steht. Schoenen Sonntag!
Motopick schrieb: >> Meinem Verständnis nach ist das Ziel des TO eine perfekte mechanische >> Lösung. > > Davon ist der TO genau so weit entfernt, wie eine Mondsonde die noch > auf der Erde steht. > > Schoenen Sonntag! Und dennoch ist es das Ziel, zum Mond zu fliegen. Es soll ja sogar zum Mars gehen! In mein Sonntagsgebet habe ich die Hoffnung eingeschlossen, daß der Start möglichst schon morgen stattfinden sollte. Dafür habe ich einige Mitreisennde vorgeschlagen. Auch dabei ist nur das Ziel wichtig. Ob und wo die hinfliegen gebe ich vertrauensvoll in Gottes Hand.
Motopick schrieb: > Schon der Einfluss des Luftdrucks ist recht nichtlinear. > Der wirkt nicht nur um einen "Arbeitspunkt" herum. Niemand hat vor, diese Uhr zwischen Erdoberfläche und Vakuum des Weltraums hin und her zu bewegen und dabei zu erwarten, dass sich die Ganggenauigkeit dabei nicht ändert.
Bernd F. schrieb: > Also: Datenaufzeichnung 100 Tage, besser ein Jahr. > Sensoren: Gabellichtschranke (Am Pendel wären das 2 Durchgänge/ > Sekunde, ohne Richtungserkennung schwierig. Am Hemmrad wahrscheinlich > besser, weil 1 Zahn/Sekunde). Hier kannst du eine passende Gabellichtschranke aussuchen, die mechanisch passt (falls du nicht schon eine hast): https://at.rs-online.com/web/c/displays-und-optoelektronik/optokoppler-und-photodetektoren/gabel-lichtschranken/?rpp=50 Der Auslösezeitpunkt muss sehr genau definiert sein, Streulicht oder unterschiedliches Tageslicht und auch die Temperatur hat einen messbaren Einfluss. Der mechanische Aufbau muss daher 100% passen. Als Temp/Feuchte/Druck Sensor kannst du den BME280 verwenden, Sensirion hat auch vergleichbares: https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-bme280-humidity-barometric-pressure-temperature-sensor-breakout.pdf Wahrscheinlich brauchst du zusätzlich PT1000 Temperatursensoren an verschiedenen Stellen der Uhr. Hier gibt es genaue PT1000 Temperatur Sensoren zum Anschrauben: https://www.sensorshop24.de/temperaturfuehler-pt100-pt1000-sensoren Wenn du den Lichtschranken auf 6 Uhr positionierst, und über den Sekundenzeiger alle 60 Sekunden auswertest, und deine Schaltungenauigkeit der Lichtschranke weniger als 1 Mikrosekunden beträgt, dann hast du eine Genauigkeit von 0.017 ppm. Das entspricht 0.5 Sekunden pro Jahr. Für diese Genauigkeit kannst du nichts fertiges kaufen. Du brauchst einem Print mit einem uC und einen beheizten Oszillator in einem hermetischen Gehäuse. Wenn sich die Temperatur oder der Druck ändert, darf der Oszillator über eine Minute nicht mehr als 0.017 ppm driften. Die besseren erreichen 0.005 ppm über -20 bis 70 Grad und kosten ca. 100-150 Euro, und sollten diese Kurzzeitgenauigkeit bei Raumtemperatur locker erreichen. Dieser Typ kommt in Frage: https://abracon.com/Precisiontiming/AOCJY2.pdf Der uC wartet auf das Auslösesignal der Lichtschranke, dass jede Minute kommt. Wenn das Auslösesignal kommt, liest der uC Temperatur, Druck und Feuchte aus und sendet sie an den PC. Der uC muss ein sehr einfacher Typ sein, der auf den Takt genaue Abarbeitszeiten der Befehle hat, und keinen Cache, keine Wait-Zyklen und keine Interrupts im Hintergrund hat. Am besten einen 8051, MPS430, oder ein einfaches FPGA. Das PC Interface kannst du mit einem FTDI RS232 zu USB Chip machen, das vereinfacht die Programmierung. Der geringe Drift und der Offset des Oszillators kann über die PC Uhr kompensiert werden, wenn notwendig. Die PC Uhr ist mit NTP (dem Netzwerk Time Protokol) mit einer Atomuhr synchronisiert, und über lange Zeiträume sehr genau. Wenn du den mechanischen Aufbau und die benötigten Sensoren festgelegt hast, dann kommen wir einen Schritt weiter. Gruss Udo
Udo K. schrieb: > Du brauchst einem Print mit einem uC und einen beheizten Oszillator in > einem hermetischen Gehäuse. > Der uC wartet auf das Auslösesignal der Lichtschranke, dass jede Minute > kommt. > Der uC muss ein sehr einfacher Typ sein, der auf den Takt genaue > Abarbeitszeiten der Befehle hat, Bernd F. schrieb: > Viele Grüße > Bernd (Null Ahnung von Mikrokontrollern)
Udo K. schrieb: > Der Auslösezeitpunkt muss sehr genau definiert sein, Streulicht oder > unterschiedliches Tageslicht und auch die Temperatur hat einen > messbaren Einfluss. Solange man kein Stroboskop daneben stellt, ist das halb so kritisch. Zwischen zwei Pendeldurchgängen ändern sich Tageslicht, Temperatur und Schaltschwelle nicht nennenswert, d.h. mögliche Verschiebungen der Schwelle sind ziemlich unkritisch, weil beide Messungen unter den selben Bedingungen statt finden. Wenn sich im Tagesverlauf die Schwelle verschiebt, kommt es auf die Pendelamplitude und die Position des Sensors an, genau genommen auf die Geschwindigkeit des Pendels in der Lichtschranke und den Durchmesser des Messquerschnitts (Breite des am Empfänger detektierten Strahls), wie stark sich das auf die Zeitmessung auswirkt. Daran muss man fest machen, was "sehr genau definiert" in Zahlen bedeutet. Solange es darum geht, den Stand der Uhr über 100 Tage zu verfolgen, spielen ein paar Mikrosekunden Eierei über den Tag überhaupt keine Rolle. Falls man z.B. nach 100 Tagen auf 1/10s genau den Stand wissen möchte, darf die täglich Schwankung bei der Messung locker 1ms betragen, ohne dass dies stört. Indem man die Messgenauigkeit (und Auflösung) ausreichend hoch treibt, ist der Einfluss von allem messbar. Kriterium für die geforderte Genauigkeit einer Messung muss immer die Fragestellung und nicht die Machbarkeit sein.
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Rainer W. schrieb: > Falls man z.B. nach 100 Tagen auf 1/10s > genau den Stand wissen möchte, darf die täglich Schwankung bei der > Messung locker 1ms betragen, ohne dass dies stört. Der TE will u.a. den Einfluss des Lufdruckes messen, der bleibt aber keine 100 Tage stabil. 4 oder 6 Stunden würden auch eine deutlich bessere Auflösung bringen, ohne dass sich in dieser Zeit der luftdruck um mehr als 2-3 hPa ändert.
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Udo K. schrieb: > ... > Wahrscheinlich brauchst du zusätzlich PT1000 Temperatursensoren an > verschiedenen Stellen der Uhr. > Hier gibt es genaue PT1000 Temperatur Sensoren zum Anschrauben: > ... Eigentlich muß man nur einen PT1000 unten an's Pendel schrauben, dann ergibt sich der Rest von alleine. Es muß also unbedingt ein FTDI-Chip sein, CH340 geht garnicht? ... Wo lernt man eigentlich so destruktive Lösungsansätze zu finden? :-(
Stephan S. schrieb: > Der TE will u.a. den Einfluss des Lufdruckes messen, der bleibt aber > keine 100 Tage stabil. Das erwartet auch keine. Bei einer Uhr, die nach 100 Tagen nicht mehr als 1s abweicht, muss der MITTLERE Gang unter 10ms pro Tag liegen. Die Lage der Schaltschwelle kann man ziemlich gut eliminieren, indem man nicht den Zeitpunkt nur einer Flanke, sondern die Mittenzeit des Durchgangs (Mittel aus den Zeiten beider Flanke) heran zieht.
Mi N. schrieb: > Eigentlich muß man nur einen PT1000 unten an's Pendel schrauben, dann > ergibt sich der Rest von alleine. Kabel vergessen! :-(
Rainer W. schrieb: > Das erwartet auch keine. Bei einer Uhr, die nach 100 Tagen nicht mehr > als 1s abweicht, muss der MITTLERE Gang unter 10ms pro Tag liegen. Bei 100 Tagen kannst Du aber den Einfluss z.B. des Luftdruckes nicht messen, weil Du den ihn zumindest teilweise herausmittelst.
Stephan S. schrieb: > Mi N. schrieb: >> Eigentlich muß man nur einen PT1000 unten an's Pendel schrauben, dann >> ergibt sich der Rest von alleine. > > Kabel vergessen! :-( Nein! :-)
Stephan S. schrieb: > Bei 100 Tagen kannst Du aber den Einfluss z.B. des Luftdruckes nicht > messen, weil Du den ihn zumindest teilweise herausmittelst. Unsinn. Wer sagt denn, dass du nur am Anfang und am Ende der 100 Tage eine Messung machst. Du verfolgst natürlich über die 100 Tage den Gang und/oder den Stand der Uhr und rechnest dann das Modell für Temperatur- und Druckabhängigkeit über minimale Fehlerquadrate. Systematische Abweichungen erkennst du daran, dass der Restfehler nicht nur aus Rauschen besteht, sondern systematische Anteile enthält, über die man sich dann Gedanken machen muss, wenn man dies in Messungen beobachtet. Dort würden sich dann neben Messrauchen z.B. Tageszyklen oder Gezeiteneinfluss bemerkbar machen. Um periodische Einflüsse zu erkennen, kann man sich z.B. per Fouriertransformation der Restfehler deren Spektrum ansehen.
Ihr seid ja alles Schwadronierer, niemandem heir von denen ist jemals aufgefallen das der TO massiv geschummelt hat. Sein Pendel ist viel zu kurz!
Esmu P. schrieb: > Sein Pendel ist viel zu kurz! "zu kurz" wofür? https://de.wikipedia.org/wiki/Mathematisches_Pendel#Kleine_Amplituden:_Harmonische_Schwingung
Hallo! Wahrscheinlich habe ich irgend eine technische Revolution verpasst. Hier wird eine Uhr gezeigt, die von allen üblichen Zeitanzeigen abweicht. Wie wird die Uhr abgelesen, wenn nach 21:59 die nächste Minute abgelaufen ist? Ist es dann 21:60 oder 22:60? Genau so verwirrend ist die Sekundenanzeige: nach 59 kommt nicht etwa 00 plus einer Minute sondern plus einer Minute und 60 Sekunden??? Welch kranker Geist denkt sich sowas aus?
Beitrag #7842146 wurde vom Autor gelöscht.
Rainer W. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Sein Pendel ist viel zu kurz! > > "zu kurz" wofür? > https://de.wikipedia.org/wiki/Mathematisches_Pendel#Kleine_Amplituden:_Harmonische_Schwingung CHATGPT gildet nich!
Route_66 H. schrieb: > Wie wird die Uhr abgelesen, wenn nach 21:59 die nächste Minute > abgelaufen ist? Ist es dann 21:60 oder 22:60? Genau so verwirrend ist > die Sekundenanzeige: nach 59 kommt nicht etwa 00 plus einer Minute > sondern plus einer Minute und 60 Sekunden??? Das ist wohl für die Schaltsekunden vorbereitet. Woher weißt du überhaupt, welcher der Sekundenzeiger ist?
Bauform B. schrieb: > Woher weißt du > überhaupt, welcher der Sekundenzeiger ist? Es gibt zwei Scalen, wo statt 00 60 steht. Ich besitze keine Uhr, bei der 60 angezeigt wird, weder bei Minuten noch bei Sekunden!
Bauform B. schrieb: > Woher weißt du > überhaupt, welcher der Sekundenzeiger ist? Es gibt zwei Scalen, wo statt 00 60 steht. Ich besitze keine Uhr, bei der 60 angezeigt wird, weder bei Minuten noch bei Sekunden! Auch bei Mitternacht springt die Anzeige von 23:59 auf 00:00 und nicht auf 24:00.
Route_66 H. schrieb: > Auch bei Mitternacht springt die Anzeige von 23:59 auf 00:00 und nicht > auf 24:00. Du hast definitiv keine Bosch Mikrowelle. Die springt auf 24:00 und eine Minute später auf 0:01. Eine schönes Beispiel, wie sich mangelnde Bildung in der Entwicklung auswirken kann. (Obschon das Ding 20+ Jahre alt ist)
Pendel zu kurz? Im Prinzip schon, um das Hemmrad Sekundensprünge machen zu lassen. Übliche Sekundenpendel haben eine Länge von ca. 1 Meter. Eine Grahamhemmung löst aber bei jeder Halbschwingung aus. Die Pendellänge steigt quadratisch, ein Pendel für 1 Sekunde- Vollschwingung ist nur ca. 25 cm lang. Dann braucht man halt eine Hemmung, die nur einseitig auslöst. Schon macht das Hemmrad die gewünschten Sekundensprünge. Zum Zifferblatt: Das ist ein sogenanntes "Regulatorblatt". Sekunden (unten), Minuten (zentral) und Stunden (oben), haben jeweils eigene Blätter/ Ziffernringe. Viele Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Pendel zu kurz? > Im Prinzip schon, um das Hemmrad Sekundensprünge machen zu lassen. > Übliche Sekundenpendel haben eine Länge von ca. 1 Meter. > Eine Grahamhemmung löst aber bei jeder Halbschwingung aus. > Lösen nicht alle Hemmungen bei jedem Tick und Tack aus?
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Esmu P. schrieb: > Lösen nicht alle Hemmungen bei jedem Tick und Tack aus? Das ist ja auch keine normale Hemmung. Normale Hemmung: tick-tack-tick-tack-tick .... Hier: tick......tick......tick... Grüße Bernd
Route_66 H. schrieb: > Hallo! > Wahrscheinlich habe ich irgend eine technische Revolution verpasst. > Hier wird eine Uhr gezeigt, die von allen üblichen Zeitanzeigen > abweicht. > Wie wird die Uhr abgelesen, wenn nach 21:59 die nächste Minute > abgelaufen ist? Ist es dann 21:60 oder 22:60? Genau so verwirrend ist > die Sekundenanzeige: nach 59 kommt nicht etwa 00 plus einer Minute > sondern plus einer Minute und 60 Sekunden??? > Welch kranker Geist denkt sich sowas aus? Bei Uhren mit Regulatorblatt scheint es aber so üblich zu sein. Siehe hier https://lottermann-uhren.de/produkt/uhr-basic/ in sau teuer.
Route_66 H. schrieb: > Welch kranker Geist denkt sich sowas aus? Es soll sogar Ziffernblätter geben, wo für den Stundenzeiger oben eine '12' steht.
Bernd F. schrieb: > Normale Hemmung: tick-tack-tick-tack-tick .... > Hier: tick......tick......tick... Kannst du einen kurzen Film machen, wo man sieht wie die Uhr genau funktioniert? Würde mich interessieren :-) Gruss Udo
Udo K. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Normale Hemmung: tick-tack-tick-tack-tick .... >> Hier: tick......tick......tick... > > Kannst du einen kurzen Film machen, wo man sieht wie die Uhr genau > funktioniert? Würde mich interessieren :-) > > Gruss Udo Mich auch.
Udo K. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Normale Hemmung: tick-tack-tick-tack-tick .... >> Hier: tick......tick......tick... > > Kannst du einen kurzen Film machen, wo man sieht wie die Uhr genau > funktioniert? Würde mich interessieren :-) > > Gruss Udo Mich auch. Heinz R. schrieb: > Ich verstehe das Problem folgendermaßen: > > Er will wissen wie sich Temperatur, Luftfeuchtigkeit auf die > Ungenauigkeit auswirken? > Hierzu braucht es keine Zeitwaage usw > > jeder Tag hat 86.400 Pendelschwingungen Nein, Sekunden > Es sollte ausreichend sein alle 5, 10 oder 60 Minuten einen soll/ist > Vergleich der Anzahl dieser Schwingungen zu loggen? Auch nein
Da gibt es schon ein Video: https://www.youtube.com/watch?v=_DzwmfHL5C4 Hier eine Nummer größer, als Turmuhr. (Die gleiche Uhr steht auch in meinem Büro :-) Es ist dieses Zusammenspiel aus schiefer Ebene mit Rolle im Pendel ( Takte zählen und Energie dem Pendel zuführen) und der Mechanik mit Hemmrad, Greifer und Anker. Die Mechanik sorgt dafür, dass sich das Räderwerk bewegt und die Rolle immer wieder auf ihren Ursprungszustand gehoben wird, dies passiert ohne weiteren Kontakt zum Pendel. Viele Grüße Bernd
Heinz R. schrieb: > oder vielleicht doch? :-) Sehe ich auch so. Längere Zeit -> Mittelung des Jitters, Erhöhung der Auflösung.
Heinz R. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Auch nein > > oder vielleicht doch? :-) Na gut, viele Wege führen nach Nirgendwo.
Esmu P. schrieb: > Na gut, viele Wege führen nach Nirgendwo. na Dein Weg wird wohl der richtige sein, aber bitte gehe ihn alleine Dein besserwisserisches überhebliches Geschwafel ohne jegliche Erklärung, keine Ahnung was DU damit bezweckst
Soul E. schrieb: > Ein pin change > interrupt braucht je nach aktuell abgearbeitetem Befehl und Zustand der > Pipeline unterschiedlich viele Takte bis er bei der CPU aufschlägt. > Genauso ist die Zeit zwischen Lesebefehl und Sampling am Pin > unterschiedlich und hängt davon ab, was gerade auf den Bussen los ist. Ja, man kann natürlich völlig falsch an die Sache rangehen und alles vergurken. Ein simpler ATmega328 kann den Capture Input mit CPU-Takt einlesen, d.h. hat einen Quantisierungsfehler von 50ns @20MHz (20ppm/s bzw. 0,2ppb/d). Irgendwelche Programmlaufzeiten spielen keine Rolle.
Peter D. schrieb: > Ja, man kann natürlich völlig falsch an die Sache rangehen und alles > vergurken. > > Ein simpler ATmega328 kann den Capture Input mit CPU-Takt einlesen, d.h. > hat einen Quantisierungsfehler von 50ns @20MHz (20ppm/s bzw. 0,2ppb/d). > Irgendwelche Programmlaufzeiten spielen keine Rolle. Man kann auch ohne Capture-Funktion einen (Hardware-)Timer per Interrupts auslesen. Die Latenz stört nicht, da sie bei allen Interrupts nahezu gleich bleibt und sich damit aufhebt. Was als Fehler bleibt, ist ein absoluter Fehler, der sich nicht addiert. Die Messung über 100 Tage hat den gleichen Fehler wie die über eine Sekunde. Es werden maximal ein paar µs sein. Da schätze ich den Jitter einer Lichtschranke größer ein. Was man unbedingt machen muß: Man muß es einfach angehen.
Mi N. schrieb: > Was man unbedingt machen muß: Man muß es einfach angehen. Das muss man aber erst mal können. Ich fürchte Bernd kann nicht einfach eine Microcontrollerschaltung bauen und programmieren. Das wäre ein weiter weg, angefangen bei einer Blinkschaltung.
Mi N. schrieb: > Man kann auch ohne Capture-Funktion einen (Hardware-)Timer per > Interrupts auslesen. Das ist zumindest beim AVR deutlich fehlerbehaftet (Dauer des laufenden Befehls, atomare Zugriffe, andere Interrupts). Mi N. schrieb: > Da schätze ich den Jitter einer Lichtschranke größer ein. Schade, daß keinerlei Angaben zur Größe der Uhr, des Pendels und dessen Auslenkung existieren. Es wäre mal interessant, welchen Weg das Pendel in einem CPU-Takt (50ns) zurück legt. Ein Pendel soll ja max um 5° ausgelenkt werden, da es sonst zu ungenau wird.
Cyblord -. schrieb: > Das muss man aber erst mal können. Ich fürchte Bernd kann nicht einfach > eine Microcontrollerschaltung bauen und programmieren. Alter Hut: Das hatte er bereits eingangs mitgeteilt! Mich stört, daß hier Anforderungen künstlich hochgeschraubt werden, weil das Beste mal wieder nicht gut genug ist.
Peter D. schrieb: > Schade, daß keinerlei Angaben zur Größe der Uhr, des Pendels und dessen > Auslenkung existieren. Mal bitte alles lesen!
Peter D. schrieb: > Ein Pendel soll ja max um 5° ausgelenkt werden, da es sonst > zu ungenau wird. Warum soll das Pendel ab 5° Auslenkung zu ungenau werden? Was ist überhaupt ein ungenaues Pendel? Ein reales Pendel weicht sowieso immer vom mathematische Pendel ab, bei dem in der Berechnung der Schwingungsdauer die Näherung sin(x)=x steckt. Beim realen Pendel geht dann die Schwingungsamplitude in die Schwingungsdauer ein. Dort kommt es auf die Stabilität der Amplitude und die Anforderungen an, welche Amplitude als "zu ungenau" eingestuft wird.
Mi N. schrieb: > Peter D. schrieb: >> Schade, daß keinerlei Angaben zur Größe der Uhr, des Pendels und dessen >> Auslenkung existieren. > > Mal bitte alles lesen! Wo steht, wie lang das Pendel ist? Wo steht, wie lange eine Halbschwingung (rechts->links oder links->rechts) dauert?
Mi N. schrieb: > Cyblord -. schrieb: >> Das muss man aber erst mal können. Ich fürchte Bernd kann nicht einfach >> eine Microcontrollerschaltung bauen und programmieren. > > Alter Hut: Das hatte er bereits eingangs mitgeteilt! > Mich stört, daß hier Anforderungen künstlich hochgeschraubt werden, weil > das Beste mal wieder nicht gut genug ist. Relativ. Ein normaler Microcontroller mit externen Quarz reicht in jedem Fall erst mal aus. Das ist korrekt. Da brauchts keine sonstigen Verrenkungen. Trotzdem ist der Input Capture hier der richtige Ansatz und man muss nicht ohne Not vom einfachsten und besten Ansatz abrücken. Aber wie stellst du dir das mit dem "Anfangen" konkret bei Bernd vor? Ich hatte ihm teure aber fertige Geräte empfohlen. Weil das das einzige ist, was er überhaupt nutzen kann. Eine weitere Alternative wäre ein digitales Oszi mit dem die Pendelbewegungen gemessen werden. Über die Statistikfunktionen kann man dann auch einiges zur Genauigkeit sagen.
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Cyblord -. schrieb: > Relativ. Ein normaler Microcontroller mit externen Quarz reicht in jedem > Fall erst mal aus. Das ist korrekt. Da brauchts keine sonstigen > Verrenkungen. > Eine weitere Alternative wäre ein digitales Oszi mit dem die > Pendelbewegungen gemessen werden. Über die Statistikfunktionen kann man > dann auch einiges zur Genauigkeit sagen. Und wie genau ist die Zeitbasis dieser µC bzw. Geräte? Bernd F. schrieb: > Das Ziel soll sein, > nach 100 Tagen eine Abweichung zur Referenzuhr? von 1-10 Sekunden > zu bestimmen.
Stephan S. schrieb: > Und wie genau ist die Zeitbasis dieser µC bzw. Geräte? Genau genug. Oszis sind Zeitmäßig recht genau und ein 20 MHz Standardquarz ist ebenfalls genau genug. Zumindest für den Anfang. Man kann später immer noch an der Genauigkeit optimieren. Aber mit Maximalforderungen rein zu gehen führt dazu dass er nie etwas haben wird.
L.S. schrieb: > Mi N. schrieb: >> Peter D. schrieb: >>> Schade, daß keinerlei Angaben zur Größe der Uhr, des Pendels und dessen >>> Auslenkung existieren. >> >> Mal bitte alles lesen! > > Wo steht, wie lang das Pendel ist? > 1. Eingangsposting Foto, dann hast du eine grobe Vorstellung davon 2. Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr" > Wo steht, wie lange eine Halbschwingung (rechts->links oder > links->rechts) dauert? 1. Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr"
Esmu P. schrieb: > 1. Eingangsposting Foto, dann hast du eine grobe Vorstellung davon > 2. Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr" > >> Wo steht, wie lange eine Halbschwingung (rechts->links oder >> links->rechts) dauert? > 1. Beitrag "Re: Datenlogger Pendeluhr" Da stehen nur 2 Beispiele, aber nicht die tatsächlichen Daten Bernd F. schrieb: > Übliche Sekundenpendel haben eine Länge von ca. 1 Meter. > Eine Grahamhemmung löst aber bei jeder Halbschwingung aus. > > Die Pendellänge steigt quadratisch, ein Pendel für 1 Sekunde- > Vollschwingung ist nur ca. 25 cm lang.
Rainer W. schrieb: > Warum soll das Pendel ab 5° Auslenkung zu ungenau werden? Das mußt Du einen Uhrenbauer fragen. Ich habe früher mal RFT-Pendeluhren revisioniert. Dabei mußte überprüft werden, daß der Ausschlag 5° nicht überschreitet, d.h. die Hemmung zuviel Energie zuführt. Ansonsten läßt sich die Uhr nicht ordnungsgemäß justieren. Man hat dann ständig Gangabweichungen.
Peter D. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Warum soll das Pendel ab 5° Auslenkung zu ungenau werden? > > Das mußt Du einen Uhrenbauer fragen. > > Ich habe früher mal RFT-Pendeluhren revisioniert. Dabei mußte überprüft > werden, daß der Ausschlag 5° nicht überschreitet, d.h. die Hemmung > zuviel Energie zuführt. Ansonsten läßt sich die Uhr nicht ordnungsgemäß > justieren. > Man hat dann ständig Gangabweichungen. ein Pendel soll sinusförmig schwingen, wenn die auslenkung zu groß wird dann bekommst du Oberschwingungen
Esmu P. schrieb: > ein Pendel soll sinusförmig schwingen, wenn die auslenkung zu groß wird > dann bekommst du Oberschwingungen Wirst Du für Deine Beiträge hier von Verschwören bezahlt? Die sind alle total unterirdisch :-)
Mi N. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> ein Pendel soll sinusförmig schwingen, wenn die auslenkung zu groß wird >> dann bekommst du Oberschwingungen > > Wirst Du für Deine Beiträge hier von Verschwören bezahlt? > Die sind alle total unterirdisch :-) Berechne dir die Lösung der DGL selber aus.
Esmu P. schrieb: > Berechne dir die Lösung der DGL selber aus. Ich würde keinesfalls die Lösung der DGL ausrechnen, weitaus zielführender wäre es, die Lösungen von BYE, GSM, MFG, USA, BRD, UPS, DPD, PPM, ADE, CIA oder BND zu berechnen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit. ;-) Edit1: PPM hinzugefügt Edit2: CIA und BND hinzugefügt
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Stephan S. schrieb: > Und wie genau ist die Zeitbasis dieser µC bzw. Geräte? Kann man nachmessen und solange das Gerät bei Raumtemperatur steht, eiert das auch nicht wild durch die Gegend. Einen GNSS-Empfänger mit 1PPS-Ausgang gibt es für ein paar €. Das Oszilloskop muss nur die Phasenlage von Pendel zu 1PPS ausmessen, d.h. wenn man das in mehreren Minuten Abstand macht, spielt die Genauigkeit der Zeitbasis fast keine Rolle mehr.
Peter D. schrieb: > Ein simpler ATmega328 kann den Capture Input mit CPU-Takt einlesen, d.h. > hat einen Quantisierungsfehler von 50ns @20MHz (20ppm/s bzw. 0,2ppb/d). > Irgendwelche Programmlaufzeiten spielen keine Rolle. Ein Atmega hat synchrones Timing. Da laufen Core und IO mit dem selben Takt. Entsprechend sind die Latenzen der Hardware auch immer gleich. Bei ARM-basierten SOCs sieht es anders aus. Deshalb sind die "kleinen" Controller für solche Aufgaben besser geeingnet als ein SoC oder gar ein PC.
1 Tag = 86.400 Sekunden 365 Tage = 31.536.000 Sekunden Seine Uhr macht 4 Schläge pro Sekunde so wie ich es verstanden habe. So und jetzt möchte der To wissen ob sie von 31.536.000 +/- 1 bis 10 abweicht. Und vielleicht sogar noch genauer. Die Anfangsbedingung start der Messung und gleichzeitiger start des Pendels wird wie realisiert?
Das Pendel hat 1 Hz. Das bedeutet, dass die Pendelstange in 1 Sekunde eine mittig angeordnete Lichtschranke 2 x durchläuft. (in unterschiedlicher Richtung). Das Hemmrad springt bei meiner Hemmung pro Sekunde einen Zahn weiter. Grüße Bernd
Beitrag #7843461 wurde vom Autor gelöscht.
Esmu P. schrieb: > Die Anfangsbedingung start der Messung und gleichzeitiger start des > Pendels wird wie realisiert? Mit dem ersten Pendeldurchgang wird die Messung gestartet - kann so einfach sein
Rainer W. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Die Anfangsbedingung start der Messung und gleichzeitiger start des >> Pendels wird wie realisiert? > > Mit dem ersten Pendeldurchgang wird die Messung gestartet - kann so > einfach sein Also beliebig? Dann stimmt die Uhrzeit ja nicht mehr.
Esmu P. schrieb: > Also beliebig? Dann stimmt die Uhrzeit ja nicht mehr. Man misst nicht die absolute Uhrzeit sondern die Zeitdifferenz zwischen dem Impuls der Lichtschranke und einem Referenztimer, z.B. dem 1PPS von GPS, geht die Uhr falsch, wird die Differenz immer grösser. Zur Erhöhung der Genauigkeit misst man nicht jede Sekunde sondern z.B. alle 2000 Pendelimpulse vs. alle 1000 1PPS-Impulse. Bei 1000 Sekunden kommt man schon in die Nähe von 1-2 ppm, wenn man Millisekunden messen kann.
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Esmu P. schrieb: > Also beliebig? Dann stimmt die Uhrzeit ja nicht mehr. Es geht um den Gang der Uhr in Abhängigkeit von Temperatur und Druck, nicht um den Stand. Esmu P. schrieb: > ein Pendel soll sinusförmig schwingen, wenn die auslenkung zu groß wird > dann bekommst du Oberschwingungen Hört das Pendel dann plötzlich auf zu schwingen, oder was ist daran so schlimm?
Rainer W. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Also beliebig? Dann stimmt die Uhrzeit ja nicht mehr. > > Es geht um den Gang der Uhr in Abhängigkeit von Temperatur und Druck, > nicht um den Stand. > > Esmu P. schrieb: >> ein Pendel soll sinusförmig schwingen, wenn die auslenkung zu groß wird >> dann bekommst du Oberschwingungen > > Hört das Pendel dann plötzlich auf zu schwingen, oder was ist daran so > schlimm? Die Pendelfrequenz soll sich kontinuierlich mit der Pendellänge einstellen lassen. Und das soll wohl bei größerem Ausschlag des Pendels so nicht richtig möglich sein.
Stephan S. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Also beliebig? Dann stimmt die Uhrzeit ja nicht mehr. > > Man misst nicht die absolute Uhrzeit sondern die Zeitdifferenz zwischen > dem Impuls der Lichtschranke und einem Referenztimer, z.B. dem 1PPS von > GPS, geht die Uhr falsch, wird die Differenz immer grösser. > > Zur Erhöhung der Genauigkeit misst man nicht jede Sekunde sondern z.B. > alle 2000 Pendelimpulse vs. alle 1000 1PPS-Impulse. Bei 1000 Sekunden > kommt man schon in die Nähe von 1-2 ppm, wenn man Millisekunden messen > kann. Wenn man ein Diagramm zeichnet auf der dann auf der x-Achse die "richtige" Zeit eingetragen wird und auf der Y-Achse die Zeit dieser Uhr, dann sollte es eine Gerade im 45 Grad Winkel sein. Es werden sich diverse andere Störungen ergeben die dazu führen das es eben nicht so sein wird.
Esmu P. schrieb: > Die Pendelfrequenz soll sich kontinuierlich mit der Pendellänge > einstellen lassen. Und das soll wohl bei größerem Ausschlag des Pendels > so nicht richtig möglich sein. Das ist bei Pendelausschlägen jedweder Größe so! Allerdings wirkt es sich bei geringen** Auslenkungen kaum** aus. Wer mit g und tan() nicht gänzlich auf dem Kriegsfuß steht, kann sich das ja mal ausrechnen. **Alles ist relativ.
Esmu P. schrieb: > Wenn man ein Diagramm zeichnet auf der dann auf der x-Achse die > "richtige" Zeit eingetragen wird und auf der Y-Achse die Zeit dieser > Uhr, dann sollte es eine Gerade im 45 Grad Winkel sein. Die Daten für das Diagramm differenzierst du besser erstmal, d.h. du trägst nicht die angezeigte Zeit gegen die "richtige" Zeit auf, sondern den Gang. Sonst siehst du da gar nichts, weil der "Bleistiftstrich" viel zu breit ist.
Rainer W. schrieb: > Esmu P. schrieb: >> Wenn man ein Diagramm zeichnet auf der dann auf der x-Achse die >> "richtige" Zeit eingetragen wird und auf der Y-Achse die Zeit dieser >> Uhr, dann sollte es eine Gerade im 45 Grad Winkel sein. > > Die Daten für das Diagramm differenzierst du besser erstmal, d.h. du > trägst nicht die angezeigte Zeit gegen die "richtige" Zeit auf, sondern > den Gang. Sonst siehst du da gar nichts, weil der "Bleistiftstrich" viel > zu breit ist. Dann drehe das Koordinatensystem uim 45 Grad und passe den Maßstab an.
Esmu P. schrieb: > Dann drehe das Koordinatensystem uim 45 Grad und passe den Maßstab an. Den Unterschied zwischen Differenzieren und Drehmatrix kannst du dir selber einmal ausrechnen. Du verlierst mit deinem Pragmatismus das Ziel aus den Augen.
Bernd F. schrieb: > Meine mechanische Pendeluhr nähert sich der Fertigstellung. > Die Unterschiede zwischen "kinetischer Plastik" und genauer Uhr > sind aber ein anderes Thema. > Hallo Bernd mit Interesse habe ich mitgelesen. Ich selbst habe vor 60Jahren Feinmechaniker gelernt. Wegen wenigen Lehrlingen waren wir zusammen mit den Uhrmachern auf der Berufsschule. Im späternen Leben war ich dann hauptsächlich erlektronisch orientiert. Durch meine Frau auch künstlerisch angehaucht. Deshalb hab ich folgende Meinung zu diesem Projekt: Ich denke der Schwerpunkt dieser Diskussion sollte mit dem Schwerpunkt auf "kinetischer Plastik" liegen. Die hast du anscheinlich sehr schön gelöst. Mechanisch wohl auch optimal. Und wenn du die Ideen legendärer Uhrmacher berücksichtig hast, dann ist die Ganggenauigkeit wohl mehr als ausreichend. Und damit solltest du mit deinem Werk zufrieden sein. Außer den physikalischen Schwierigkeiten, die du messen willst, fallen mir auch viele mechanische Randbedingungen ein, die aber meist durch Alterung eintreten. Nicht umsonst haben alle Wissenschaftler, die hochgenaue Zeitmessungen benötigen, von einer mechanischen Lösung Abstand genommen, sobald die Technologie bereit war. Zunächst elektronisch mit Quarz, dann als Atomuhr. Die ist beim DCF77 eine riesen Einrichtung. Vielleicht kommt mal auch noch was besseres, evtl. Quantenzeugs. Wenn ich noch was beitragen kann, schreib mir eine PN. Gruß Rudi
@Rudi Ich kann Bernd verstehen, dass er nicht nur eine schöne, sondern auch eine möglichst genaue mechanische Uhr bauen will und auch noch externe Einflüsse untersuchen will. Die grosse Aufmerksamkeit hier bestätigt das doch, auch wenn - wie hier üblich - einige Beiträge an der eigentlichen Frage vorbei gehen.
Norbert schrieb: > **Alles ist relativ. Richtig. Ein Haar in der Suppe ist relativ viel. Ein Haar auf dem Kopf ist relativ wenig.
Stephan S. schrieb: > @Rudi > > Ich kann Bernd verstehen, dass er nicht nur eine schöne, sondern auch > eine möglichst genaue mechanische Uhr bauen will und auch noch externe > Einflüsse untersuchen will. Die grosse Aufmerksamkeit hier bestätigt das > doch, auch wenn - wie hier üblich - einige Beiträge an der eigentlichen > Frage vorbei gehen. Diese Uhr läuft bei mir unter "Versuchsuhr". Das Ziel ist jetzt nicht, möglichst schnell damit fertig zu werden, sondern Fehler zu finden und weiter zu optimieren. Und die Möglichkeiten sind fast grenzenlos, ganze Generationen von Uhrmachern haben da Beiträge geleistet. Den Bauplan für die Superuhr gibt es nicht, da muss man sich im Rahmen seiner Möglichkeiten rantasten. Das ist doch eine spannende Aufgabe. Grüße Bernd
Stephan S. schrieb: > Man misst nicht die absolute Uhrzeit sondern die Zeitdifferenz zwischen > dem Impuls der Lichtschranke und einem Referenztimer, z.B. dem 1PPS von > GPS, geht die Uhr falsch, wird die Differenz immer grösser So ist es. Siehe auch: Wolle G. (wolleg) vom 08.03.2025 13:22 Wolle G. schrieb: > Dazu wurde ein Frequenzzähler/Periodendauermesser verwendet und mit > Hilfe eines FF-IC der Abstand zwischen den Sekundenimpulsen der Uhr und > dem Tonstart des Zeitzeichens gemessen. > Könnte man heute evtl. so ähnlich mit DCF77 als Vergleichsbasis machen.
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Wolle G. schrieb: >> Könnte man heute evtl. so ähnlich mit DCF77 als Vergleichsbasis machen. DCF77 ist sehr unsicher und funktioniert nur als Mittelwert über einen längeren Zeitraum, weil es schwierig ist, den exakten Beginn der Impulse zu bestimmen, das können die üblichen einfachen DCF77-Bausteine nicht sehr gut. 1PPS von GPS funzt auch mit einfachen GPS-Platinen sehr stabil, z.B. ublox Neo-6M etc
Stephan S. schrieb: > Ich kann Bernd verstehen, dass er nicht nur eine schöne, sondern auch > eine möglichst genaue mechanische Uhr bauen will Für die Genauigkeit ist auch der Aufbau der Hemmung ganz entscheidend. Es ist erstaunlich, daß selbst nach 2000 noch neue Hemmungen entwickelt wurden, um die Genauigkeit zu erhöhen. https://de.wikipedia.org/wiki/Hemmung_(Uhr) Details sind leider auf seinem Bild nicht zu erkennen. Ich nehme an, daß er nur eine recht einfache Hemmung verwendet und daher weit weg von der Genauigkeit typischer Pendelhauptuhren sein wird, wie sie früher in Betrieben und Schulen verwendet wurden. https://de.wikipedia.org/wiki/Hauptuhr Genaue mechanische Uhren arbeiten mit 2 Pendeln. Damit die Schwingung des Hauptpendels möglichst wenig gestört wird, erfolgt die Anregung nur alle 30s. Auch muß es kein Anzeige- und Signaleinrichtungen treiben. https://de.wikipedia.org/wiki/Shortt-Uhr "Der Gangfehler dieser fast reibungsfreien Konstruktion liegt bei einigen Millisekunden pro Tag, was erst von temperaturstabilisierten Quarzuhren übertroffen wurde."
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Frank E. schrieb: > GPS-Modul Wenn ich mir einmal so ein 20 € Modul ansehe und dann diesen popeligen Uhrenquarz entdecke, dann ist Schluß mit der Genauigkeit bzw. Vertrauenswürdigkeit.
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Esmu P. schrieb: > Frank E. schrieb: >> GPS-Modul > > Wenn ich mir einmal so ein 20 € Modul ansehe und dann diesen popeligen > Uhrenquarz entdecke, dann ist Schluß mit der Genauigkeit. Die 1PPS-Impulse werden nicht direkt von Quarz abgeleitet, sondern mit der GPS-Zeit korrigiert. Die sind sehr genau und auch monoton. Sozusagen ein GPSCXO.
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Esmu P. schrieb: > Wenn ich mir einmal so ein 20 € Modul ansehe und dann diesen popeligen > Uhrenquarz entdecke, dann ist Schluß mit der Genauigkeit bzw. > Vertrauenswürdigkeit. Wäre die Genauigkeit der GPS Zeit bzw. der GPS Impuls von diesem Quarz abhängig könnte das GPS niemals eine annährend korrekte Position liefern. Bei GPS würden 0,5s zeitliche Abweichung, 30.000km räumliche Abweichung verursachen.
L.S. schrieb: > @Bernd > Wie geht es jetzt bei Dir weiter, hast Du schon einen Plan? Ja. Ich bin etwas erschlagen von den Infos. Mein Plan: Erstmal die Uhr komplett fertigbauen. Dazu gehört noch ein ganz besonderes Teil. Das ist eine Feinregulierung an der Pendelfeder. Eine Gabel greift um die Pendelfeder und erlaubt, den Festpunkt zu verschieben. Bei einem M 2 Gewinde als Verstellschraube ergibt sich 0,4 mm/ Umdrehung. Ein Verstellweg von 0,8 mm wäre schon ausreichend. Minimale Auflösung der Stellschraube wäre ca. 1/60 einer Um- drehung. Das wäre eine Verschiebung der Gabel um 0,0066 mm. Das sollte fein genug sein. (Eine große Herausforderung ist der Schlitz in der Gabel, die Feder ist 0,04 mm dick, der Schlitz sollte 0,041 mm haben). Dann noch optisch schön machen und die Glashaube bauen. Jetzt etwas Fleißaufgabe: Erstmal möglichst genau regulieren. Täglich Buch führen über Temperatur und Luftdruck. Gangabweichung immer mit der gleichen Referenzuhr prüfen. Das ist natürlich längst nicht so elegant und genau, wie die elektronische Lösung, aber unsere Vorfahren haben die Ermittlung der Ursachen der Abweichungen auch damit erreicht. Grüße Bernd
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Bernd F. schrieb: > Jetzt etwas Fleißaufgabe: Erstmal möglichst genau regulieren. > Täglich Buch führen über Temperatur und Luftdruck. > Gangabweichung immer mit der gleichen Referenzuhr prüfen. Der Luftdruck kann sich innerhalb eines Tages um 10 hPa ändern. Siehe Anlage, am 24.02.2025 Bernd F. schrieb: > Das Ziel soll sein, nach 100 Tagen eine Abweichung > zur Referenzuhr? von 1-10 Sekunden bestimmen. D.h. Du kannst erst nach 100 Tagen fein regulieren (grob geht natürlich schneller).
Bernd F. schrieb: > Bei einem M 2 Gewinde als Verstellschraube > ergibt sich 0,4 mm/ Umdrehung. Mit einem M2 Feingewinde DIN 13-2 wäre 0,25 mm möglich
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Stephan S. schrieb: > Bernd F. schrieb: >> Bei einem M 2 Gewinde als Verstellschraube >> ergibt sich 0,4 mm/ Umdrehung. > > Mit einem M2 Feingewinde DIN 13-2 wäre 0,25 mm möglich Natürlich. Aber Schraube und Mutter (Gewindebohrer und Schneideisen) kosten min: 50,-€. Ein wenig viel, für eine Schraube. Mit kleinem Zeiger und Sekundenzifferblatt (20 mm Durchmesser). reicht auch M 2 Regelgewinde. Das Problem (fertigungsmäßig) ist die Spielfreiheit der Gabel auf der haarfeinen Pendelfeder. Unsere Vorfahren haben aber auch da schon sinnreiche Konstruktionen entwickelt. Auf dem Bild so eine alte Konstruktion. Die Pendelfeder ist völlig verbogen, man kann aber erkennen, dass durch die Schlitze rechts und links der Pendelfeder eine gewisse Vorspannung und Spielfreiheit erreicht wird. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Bei einem M 2 Gewinde als Verstellschraube > ergibt sich 0,4 mm/ Umdrehung. Ein Verstellweg von 0,8 mm > wäre schon ausreichend. > Minimale Auflösung der Stellschraube wäre ca. 1/60 einer Um- > drehung. Das wäre eine Verschiebung der Gabel um 0,0066 mm. Warum machst Du bei der Stellschraube kein Feingewinde, für Deine M2 Schraube eine 0,2'er Steigung. Dies ist eine genormte Steigung und da dürfte es noch die passenden Werkzeuge geben. Stephan war schneller Bernd F. schrieb: > Natürlich. > Aber Schraube und Mutter (Gewindebohrer und Schneideisen) > kosten min: 50,-€. Ein wenig viel, für eine Schraube. Ja ist viel Holz, aber bei so einem Projekt würde ich da nicht sparen.
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Du kannst doch den Schwerpunkt des Pendels auch unten ändern durch eine Nuss.
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Die einfachste Lösung für die Zeitmessung wäre eine Gabellichtschranke, die mittig unter dem Pendel sitzt. Der Abstand zwischen Pendellinse und Fuß ist aber so groß, dass das grauenhaft aussehen würde. Jetzt habe ich gerade diese Linienlaser¹ entdeckt. Die könnte man im Fuß versenken und daneben eine Fotodiode. Das Pendel braucht dann einen Spiegel, z.B. eine Art Hutmutter statt der Sechskantmutter. Der Laser erzeugt eine Linie senkrecht zur Pendelbewegung. Die Reflexion wandert durch die Pendelbewegung zwangsläufig über die Fotodiode, man muss nichts genau ausrichten. Nachteil: der Laser muss sichtbar sein (650nm geht gerade noch), deshalb funktioniert es nicht, wenn die Sonne drauf scheint. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitz (Foto, Gewitter) stört, ist sehr gering. Der Datenlogger weiß ja, wann das Pendel das nächste Mal vorbei kommt. 1) https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/linien_lasermodul_rot_90_650_nm_3-12_vdc_9x20_mm_klasse_1-254428
Ich werfe mal folgendes in den Raum. Das Projekt mit einem vernünftigen Referenz (GPS) sollte noch für den Anfang taugen, oder? https://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzz%C3%A4hlermodul
Bernd F. schrieb: > Ich bin etwas erschlagen von den Infos. Und dafür gibt es einen Grund: Du kannst keine der genannten Selbstbau Lösungen umsetzen. Die sind für dich eine Sackgasse. Konzentriere dich auf die Messung mit fertigen Geräten (Oszi, Zähler, Datenlogger o.ä.).
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Stephan S. schrieb: > Der Luftdruck kann sich innerhalb eines Tages um 10 hPa ändern. > Siehe Anlage, am 24.02.2025 Der Luftdruck kann sich auch um 40 hPa innerhalb von 3h ändern ;-) https://www.vos.noaa.gov/MWL/201412/cyclones.shtml
Rainer W. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Der Luftdruck kann sich innerhalb eines Tages um 10 hPa ändern. >> Siehe Anlage, am 24.02.2025 > > Der Luftdruck kann sich auch um 40 hPa innerhalb von 3h ändern ;-) > https://www.vos.noaa.gov/MWL/201412/cyclones.shtml Deswegen laufen Präzisionsuhren auch nur im Vacuum. Welche Temperatur herrscht dort?
Die Uhr des TE läuft aber nicht im Vakuum und der TE will den eventuellen Einfluss des Luftdruckes erfassen: Bernd F. schrieb: > Es geht also darum, wie ändert sich die Ganggenauigkeit wegen > Temperatur oder Luftdruckschwankungen.
Guten Morgen, Erst einmal Respekt für den Bau! Ich wollte noch mal alternativ Lösungen zur Lichtschranke vorschlagen: Den Sensor eines Fahrradcomputers, dies hätte man vermutlich aber früher im Bau berücksichtigen müssen. Einen Time of Fly sensor, das ist ein Radar seitlich auf das Pendel gerichtet, bei genauer Zeitbasis würde man die Position des Pendels über die Zeit auftragen können, Viele Grüße
Esmu P. schrieb: > Deswegen laufen Präzisionsuhren auch nur im Vacuum. Welche Temperatur > herrscht dort? Das Vakuum besitzt keine Temperatur. Da musst du schon die Temperatur der Uhr direkt messen. Bestimmt wird die Temperatur dann durch Strahlungsaustausch mit der Umgebung.
Rainer W. schrieb: > Das Vakuum besitzt keine Temperatur. Grob falsch. Es gibt dort evt. keine Lufttemperatur. Aber Wärmeeintrag durch Strahlungswärme. Auf dem Mond herrscht quasi ein Vakuum, trotzdem hast du 3 stellige Celciuswerte. Im freien Raum genauso. Ist man in der Sonne, heizt sich alles extrem auf.
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L. G. schrieb: > Ich wollte noch mal alternativ Lösungen zur Lichtschranke vorschlagen: > > Den Sensor eines Fahrradcomputers, dies hätte man vermutlich aber früher > im Bau berücksichtigen müssen. Genauso wie eine gute Lösung für eine Lichtschranke. Fahrradsensor und Lichtschranke möchte man beide mittig unter dem Pendel im Fuß verstecken. Für die Lichtschranke muss an die Gewindestange ein Blech montiert werden. Für den Fahrradsensor müsste das ein kleiner Magnet sein. Das scheint mir genauso einfach (oder schwierig) zu sein. Aber: Magnet und Spule bremsen das Pendel, das mag man eigentlich nicht. Würde ein Hallsensor auch bremsen?
Einen Sensor verwenden, der die Messung evtl beeinträchtigen kann, ist natürlich obsolet. Ein Hallsensor könnte beim Vorbeischwingen des Pendels zu Luftverwirbelungen führen, da die Abstände meist recht klein sind. M.E. ist daher nur eine Lichtschranke geeignet.
Bauform B. schrieb: > Aber: Magnet und Spule bremsen das Pendel, das mag man eigentlich nicht. Nö, die Spule bremst nur, wenn auch ein Strom fließt. Also einfach mit einem MOSFET oder CMOS-IC das Signal auswerten.
Peter D. schrieb: > Nö, die Spule bremst nur, wenn auch ein Strom fließt. > Also einfach mit einem MOSFET oder CMOS-IC das Signal auswerten. Wenn kein Strom fließt kannst du den Durchgang auch nicht auswerten. Du kannst nur argumentieren dass der Strom sehr klein ist und nur kurz zum umladen fließt. Trotzdem fließt er und bremst. Warum sollte man das tun wenn es die Möglichkeit gibt optisch zu messen?
Stephan S. schrieb: > Ein Hallsensor könnte beim Vorbeischwingen des > Pendels zu Luftverwirbelungen führen, da die Abstände meist recht klein > sind. Das gilt natürlich für jeden Sensor, an dem das Pendel nahe vorbeischwingt.
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Cyblord -. schrieb: > Wenn kein Strom fließt kannst du den Durchgang auch nicht auswerten. Die Spannung ist proportional der Geschwindigkeit des Magneten, hat also im Nulldurchgang des Pendels ein Maximum. Ein Strom darf nicht fließen. https://youtu.be/m6bqWlAB2mI?t=35
Beitrag #7848135 wurde vom Autor gelöscht.
Cyblord -. schrieb: > Peter D. schrieb: >> Nö, die Spule bremst nur, wenn auch ein Strom fließt. >> Also einfach mit einem MOSFET oder CMOS-IC das Signal auswerten. > > Wenn kein Strom fließt kannst du den Durchgang auch nicht auswerten. Du > kannst nur argumentieren dass der Strom sehr klein ist und nur kurz zum > umladen fließt. Trotzdem fließt er und bremst. > Warum sollte man das tun wenn es die Möglichkeit gibt optisch zu messen? Zwecks der Schönheit, eine Lichtschranke kann man kaum unsichtbar montieren. Die Idee mit dem Laser funktioniert auch nur vielleicht.
Peter D. schrieb: > Ein Strom darf nicht fließen. Ohne Stromfluss kannst du die Spannung in der Spule aber nicht messen. Auch bei CMOS fließt Strom. Sowohl als Leckstrom als auch im Umlademoment. Aber ich frage mich, wieso muss die Messmimik unsichtbar sein? Das soll doch nicht dauerhaft an der Uhr bleiben, oder doch?
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Cyblord -. schrieb: > L. G. schrieb: >> Time of Fly > > "Flight" Stimmt, Danke! Das ein Magnet wie beim Fahrrad nun nur noch schwer umsetzbar ist, war mir klar. Ich glaube so ein ToF Sensor wäre hier richtig. So könnte man die Sinus Bewegung des Pendels schön Sichtbar machen.
Die klassische Zeitwaage für die Armbanduhr reagiert auf Körperschall. D.h. sie wertet nicht die Drehschwingung des Pendels aus, sondern "hört" auf das Klackern der Hemmung. Der Ansatz wäre hier auch denkbar -- man könnte das sicherlich hörbare Rasten der Hemmung auswerten. Oder dort die Lichtschranke unterbringen.
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Soul E. schrieb: > Die klassische Zeitwaage für die Armbanduhr reagiert auf Körperschall. > D.h. sie wertet nicht die Drehschwingung des Pendels aus, sondern "hört" > auf das Klackern der Hemmung. Der Ansatz wäre hier auch denkbar -- man > könnte das sicherlich hörbare Rasten der Hemmung auswerten. Oder dort > die Lichtschranke unterbringen. An der Hemmung ist kein Platz für eine Lichtschranke, siehe Bild. Bernd F. schrieb: > Also: Datenaufzeichnung 100 Tage, besser ein Jahr. Und der TE will Langzeit-Messungen machen, da kommen leicht mal "fremde Töne" rein.
Stephan S. schrieb: > Und der TE will Langzeit-Messungen machen, da kommen leicht mal "fremde > Töne" rein. Na ja, da gibt es ja nur ein sehr kleines, fast winziges Zeitfenster, in dem gelauscht werden muss. Außerdem muss man ja nicht unmittelbar mit einem solchen Zeit-Schnappschuss arbeiten. Die packt man in ein gleitendes Fenster und prüft jeweils die letzten n auf eventuelle Ausreißer.
Eine Gabellichtschranke ist eine bewährte Lösung, um eine Pendeluhr zu überwachen. Die Befestigung wäre temporär, also nach max. einem Jahr sollte alles geklärt sein. Feine Litzen zum Anschluss könnten zwischen Sockel und Glas- haube eingeklemmt werden. Im Moment gab es noch ein gravierendes mechanisches Problem zu lösen. Ich habe die Uhr exakt im Gleichklang zu einer Quarzuhr reguliert. Null Abweichung nach 8 Stunden. Eine Stunde später: 3 Sekunden Vorgang. Finde die U(h)rsache. Zufällig konnte ich beim elektrischen Aufzugsvorgang beobachten, dass es wegen Fertigungstoleranzen bei der Kette und meinem Kettenrad während des Aufzugsvorganges zu einem Aufklettern der Kette kam. Das passiert äußerst selten. In der Folge rutscht das Antriebsgewicht schlagartig einige Millimeter zurück, das gab Mehrfachauslösung der Hemmung. Lösung: Neues Kettenrad fräsen. Viele Grüße Bernd
Cyblord -. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Das Vakuum besitzt keine Temperatur. > > Grob falsch. Falsch > Es gibt dort evt. keine Lufttemperatur. Aber Wärmeeintrag durch Strahlungswärme. Das sagte ich. Wärmeübertragung durch Strahlung läuft in beide Richtungen.
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Bernd F. schrieb: > Zufällig konnte ich beim elektrischen > Aufzugsvorgang beobachten, dass es wegen Fertigungstoleranzen > bei der Kette und meinem Kettenrad während des Aufzugsvorganges > zu einem Aufklettern der Kette kam. Herzlichen Glückwunsch, Lotto spielen brauchst du jetzt nicht mehr ;) Das heißt, der Datenlogger sollte auch das Aufziehen registrieren. > Eine Gabellichtschranke ist eine bewährte Lösung, um > eine Pendeluhr zu überwachen. > Die Befestigung wäre temporär, also nach max. einem Jahr > sollte alles geklärt sein. > Feine Litzen zum Anschluss könnten zwischen Sockel und Glas- > haube eingeklemmt werden. Sehr schön. Darf man den Datenlogger auf den Fuß schrauben? Dann könnte man alles auf eine Leiterplatte bauen, also Lichtschranke, Druck-, Temperatur- und Erschütterungssensor, GNSS-Empfänger, Mikrocontroller, Datenspeicher, USV und WLAN. Die Lichtschranke muss natürlich dort sitzen. Den Luftdruck will man auch innerhalb der Haube messen. Nur für Erschütterungen und evt. Temperatur(en) gibt es vielleicht bessere Plätze? Die wären aber auch innerhalb der Haube, oder? So braucht man wenige bis keine Kabel und vor allem nur 2 nach "draußen" für die Stromversorgung. Dafür könnte man die Befestigungsschrauben benutzen, dann könnte die Haube ziemlich dicht werden. Innen im Fuß sitzt doch der Aufzugsmotor? Kann man da 12 Volt abzapfen? Wenn nicht, ist ein Kabel vom Steckernetzteil in den Fuß immer noch schöner als feine Litzen einzuklemmen. Interessiert uns überhaupt die Luftfeuchtigkeit oder stört die nur mit Holzpendeln? Ich fürchte nämlich, dass Feuchtesensoren schwierig zu löten sind. Und das ist interessant, weil ich so eine Leiterplatte bauen möchte.
Bauform B. schrieb: > Den Luftdruck will man auch innerhalb der Haube messen Druckdicht ist die Haube sowieso nicht. Da ist es ziemlich egal, wo der Sensor sitzt. Selbst wenn der Kamin oder die Dustabzugshaube den Druck im Raum senkt, gleich er sich innerhalb kürzester Zeit an.
Rainer W. schrieb: > Selbst wenn der Kamin oder die Dustabzugshaube den Druck > im Raum senkt, gleich er sich innerhalb kürzester Zeit an. Natürlich, aber schnelle Druckschwankungen werden gedämpft und das spart Speicherplatz ;)
Bauform B. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Selbst wenn der Kamin oder die Dustabzugshaube den Druck >> im Raum senkt, gleich er sich innerhalb kürzester Zeit an. > > Natürlich, aber schnelle Druckschwankungen werden gedämpft und das spart > Speicherplatz ;) Und je weniger Speicher man braucht, desto weniger Draht muss man durch Ringkerne fädeln.
Falls der TE (Bernd F.) noch mit liest, eine kleine Frage/Bitte. Wäre es möglich das Klicken des Uhrwerkes aufzuzeichnen? Eine Minute vielleicht? Oder zwei. Smartphone wäre vermutlich schon in Ordnung, besser wäre natürlich besser. ;-) Mich interessiert die akustische Auswertung mittels Mikrocontroller in besonderem Maße. Und trotz intensiver Suche, ich habe kein einziges mechanisches Uhrwerk im Haushalt.
Norbert schrieb: > Mich interessiert die akustische Auswertung mittels Mikrocontroller in > besonderem Maße. Würde dafür nicht ein NE555 mit angeschlossener Piezokapsel reichen? > Und trotz intensiver Suche, ich habe kein einziges mechanisches Uhrwerk > im Haushalt. Dafür habe ich zwei Uhren mit Pendel ;-) Jedoch finde ich in meinen Schubladen keine Lichtschranke für eigene Versuche. Zum Experimentieren würde ich Laser verwenden und vor den Sensor ein Röhrchen zum Abschirmen gegen Seitenlicht anbringen. Laser deshalb, um eine möglichst abrupte Unterbrechung des gebündelten Strahls zu erhalten. Natürlich wird so ein Aufbau die Optik stark verändern, aber anders wird es vermutlich nicht gehen. Vielleicht funktioniert auch eine Erkennung per Reflexion des Pendels von hinten durch's Gehäuse.
Mi N. schrieb: > Würde dafür nicht ein NE555 mit angeschlossener Piezokapsel reichen? Nee, was mir vorschwebt geht deutlich weiter. Dazu bräuchte ich einen »akustischen Fußabdruck« nebst einiger Variationen.
Mi N. schrieb: > Jedoch finde ich in meinen Schubladen keine Lichtschranke für eigene > Versuche. Zum Experimentieren würde ich Laser verwenden und vor den > Sensor ein Röhrchen zum Abschirmen gegen Seitenlicht anbringen. Laser > deshalb, um eine möglichst abrupte Unterbrechung des gebündelten Strahls > zu erhalten. Es reicht, vor die Photodiode eine Schlitzmaske anzubringen. Ggf. einen Schmitt-Trigger zwischen OPAMP und µC https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst%C3%A4rker
Mi N. schrieb: > Laser deshalb, um eine möglichst abrupte Unterbrechung des gebündelten > Strahls zu erhalten. Bei einer Gabellichtschranke erreichst du das durch einen schmalen Spalt vor dem Empfänger. In (vernünftigen) Datenblättern ist das Schaltverhalten dazu angegeben. Eine Laserdiode mit gutem Kollimator bietet lediglich den Vorteil, dass man mit den Abständen flexibler ist. > Natürlich wird so ein Aufbau die Optik stark verändern So große ist eine geeignete Laserdiode mit Kollimator nun wirklich nicht, zumal man damit einfach Reflexlichtschranke aufbauen kann, die von der Pendelstange unterbrochen wird und hinter dem Querbalken kurz über dem Pendel sitzen könnte. https://www.amazon.de/dp/B07H9514ZX
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Rainer W. schrieb: > Eine Laserdiode mit gutem Kollimator bietet lediglich den Vorteil, dass > man mit den Abständen flexibler ist. Das wäre aber evtl. wichtig, denn wenn Sender oder Empfänger zu dicht am Pendel sitzen, kommt es evtl. zu Störungen der Bewegung durch Luftwirbel. Man kann aber auch mit Schlitzmaske Entfernungen von einigen cm gut überbrücken, das hätte den Vorteil, dass man mit IR 950 nm arbeiten kann.
Stephan S. schrieb: > Das wäre aber evtl. wichtig, denn wenn Sender oder Empfänger zu dicht am > Pendel sitzen, kommt es evtl. zu Störungen der Bewegung durch > Luftwirbel. Man wird mit einem Selbstbau nichtmal annähernd die Genauigkeit einer alten Hauptpendeluhr erreichen können. Daher ist es vollkommen müßig, Erbsen zu zählen. Ich würde in der Bodenplatte einfach einen DCF-77 Empfänger verstecken und damit die Uhr synchronisieren.
Peter D. schrieb: > Ich würde in der Bodenplatte einfach einen DCF-77 Empfänger verstecken > und damit die Uhr synchronisieren. Das ist aber Schummeln in Reinkultur! ;-)
Tom Van Baak betreibt das genaueste private Zeitlabor der Welt. Er hat im Keller eine Pendeluhr (Synchronome 2), die er mitloggt. http://www.leapsecond.com/hsn2006/ http://www.leapsecond.com/pend/pdf/ hier sieht man die Auswirkungen eines 2500 km entfernten Erdbebens, nach 20 Minuten ging die Uhr 200 µs falsch: http://www.leapsecond.com/pend/synchronome/quake.htm
Peter D. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Das wäre aber evtl. wichtig, denn wenn Sender oder Empfänger zu dicht am >> Pendel sitzen, kommt es evtl. zu Störungen der Bewegung durch >> Luftwirbel. > > Man wird mit einem Selbstbau nichtmal annähernd die Genauigkeit einer > alten Hauptpendeluhr erreichen können. Daher ist es vollkommen müßig, > Erbsen zu zählen. > Ich würde in der Bodenplatte einfach einen DCF-77 Empfänger verstecken > und damit die Uhr synchronisieren. Kann man machen ... https://dvaluch.web.cern.ch/hh3/ Aber als unauffällig würde ich das nicht bezeichnen ;-)
Stephan S. schrieb: > Man kann aber auch mit Schlitzmaske Entfernungen von einigen > cm gut überbrücken, das hätte den Vorteil, dass man mit IR 950 nm > arbeiten kann. Die Schlitzmaske vor dem Empfänger wird bedeutungslos, wenn der Abstand zur unterbrechenden Kante groß wird. Dann entscheidet die Ausdehnung der Lichtquelle. Eine dicke 5mm LED wäre deswegen z.B. denkbar ungeeignet.
Peter D. schrieb: > Man wird mit einem Selbstbau nichtmal annähernd die Genauigkeit einer > alten Hauptpendeluhr erreichen können. Daher ist es vollkommen müßig, > Erbsen zu zählen. Das würde ich nicht unbedingt mit Absolutheit sagen. Wie gut die Uhr wird hängt am Ende vom Geschick des Erbauers, dessen Werkzeugaustattung, der richtigen Materialwahl und einigen anderen Dingen ab. Schau Dir einfach mal hier http://www.tatjavanvark.nl/Youtube.html an, was man soals Einzelkämpfer erreichen kann. Geschaffen hat den Kram die im Anhang abgebildete Dame. Auf ihrer Webseite (http://www.tatjavanvark.nl) kann man sich die Geräte genauer ansehen. Eine spezielle Pendeluhr hat sie auch gebaut. Peter D. schrieb: > Ich würde in der Bodenplatte einfach einen DCF-77 Empfänger verstecken > und damit die Uhr synchronisieren. Es soll eine mechanische Uhr ohne elektronische Gangkorrektur sein, da wäre DEin Vorschlag ein Stilbruch. Das Du da eher pragmatisch ran gehst und auch recht schnell alte Zöpfe abschneidest ist ja allseits bekannt. Ist ja am Ende auch DEine Sache. Es soll aber Leute geben die das anders sehen. Ich würde meinem alten Regulator (ca. 120 Jahre alt) auch keinen "Herzschrittmacher" verpassen. Der bleibt so wie er ist mit seinen Macken. Das der in der Woche 5Min nachgeht, stört mich nicht weiter - wird eh beim nächsten Aufziehen korrigiert. Ich erfreue mich einfach an dem alten Teil, welches an sich auch nichts Besonderes ist. Es ist ein ganz einfaches Uhrwerk, wie es früher in den meisten Haushalten zu finden war. Es ist einfach schön das es auch nach so langer Zeit noch seinen Dienst tut.
Peter D. schrieb: > Ich würde in der Bodenplatte einfach einen DCF-77 Empfänger verstecken > und damit die Uhr synchronisieren. Die haben aber einen ziemlichen Jitter, den man auch durch Phasendemodulation nicht ganz weg kriegt. Der 1PPS-Impuls eines GPS ist da deutlich besser. Ausserdem will der TE ja keine disziplinierte Uhr, sondern er will erfassen welche Einflüsse sich wie auswirken (so habe ich ihn jedenfalls verstanden).
Hans schrieb: > Schau Dir einfach mal hier http://www.tatjavanvark.nl/Youtube.html an, 404 Object not found!
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Hans-Georg L. schrieb: > Kann man machen ... > https://dvaluch.web.cern.ch/hh3/ > Aber als unauffällig würde ich das nicht bezeichnen ;-) Bei der RFT HU22 erfolgt die Synchronisation auf halber Pendellänge.
Natürlich lese ich noch mit. Hier gibt es eine "Zeitwaage" auch für Pendeluhren. Allerdings ist das nicht für Langzeitbeobachtung gedacht. https://c.web.de/@337134913998293880/iyFhJT3AQwO0rOJYnSiTnA/ROOT Interessant die Gabellichtschranke. Zur Klarstellung: Eine elektronische Zeitwaage dient dazu, dass der Uhrmacher in kurzer Zeit eine venünftige Regulierung erreichen kann (Zeit ist Geld). Darum geht es mir nicht. Ich möchte das Langzeitverhalten meiner Konstruktion bezüglich Temperatur und Luftdruck wissen, um evtl. durch eine geänderte Konstruktion einzugreifen. Dazu ist es recht egal, ob die Uhr eine Sekunde/Tag vor- oder nachgeht. Grüße Bernd
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Peter D. schrieb: > Hans schrieb: >> Schau Dir einfach mal hier http://www.tatjavanvark.nl/Youtube.html an, > > 404 Object not found! Macht Dein Browser aus der URL ein https://... ? Das funktioniert wirklich nicht. Mit http so wie von mir angegeben geht es. Die Webseite ist allerdings sehr einfach gehalten (s. Bildle). Die Links zu Home bzw. Index funktionieren aber. Mit Index kommst Du zu Gerätegalerie. Kannst ja mal diesen Link http://www.tatjavanvark.nl/projects.html probieren, damit solltest Du auf die Projektseite kommen.
Hans schrieb: > Kannst ja mal > diesen Link http://www.tatjavanvark.nl/projects.html probieren, damit > solltest Du auf die Projektseite kommen. Und wenn man dann den Link "The Free Pendulum Shortt-Synchronome system (1999)" anklickt kommt die 404
Die Temperaturkompensation würde ich berechnen und nicht messen. Da du schon eine Invarpendelstange hast, bei der der Ausdehnungskoeffizient bekannt sein dürfte, fehlt nur noch ein Rohr für die Kompensation. Hier sollte ebenso ein Material mit definierten thermischrn Verhalten genommen werden. Das Verhältnis der Längen ist dann ganz einfach zu berechnen so das die mathematische Länge konstant bleibt. Beim thermischen Fehler bleibt dann natürlich noch die Spannungsänderung der Pendelfeder. Die Pendelfeder bringt darüber hinaus auch noch einen nicht linearen Fehler bei Amplitudenschwankungen mit. Mit ein Grund warum man bei Präzisionsuhren die Pendelfeder häufig durch eine Schneidenlagerung ersetzt hat. Zur Pendelfederfeineinstellung: was hältst du davon, den Schlitten mit einer Klemmung auszuführen? Die eine Backe fährt dann genau auf der einen Seite der Pendelfeder entlang und die andere kann duch eine einfache Klemmvorrichtungen angelegt werden. Insgesamt finde ich die Pendelfeder allerdings viel zu lang. Umso länger sie ist, umso mehr kann irgendwo schlackern. Tempatatur und Luftdruck würde ich mit einem klassischen Smarthome-Sensor den man übersNetz auslesen kann erfassen. Damit erspart man sich schon viel Bastelei und teurer als eine gebastelte Lösung ist es wahrscheinlich auch nicht. Das Ganggeräusch würde ich mal versuchen ganz simpel über ein Mikrofon aufzunehmen. Z.b. auf einem RasPi sollte die Auswertung nicht ins Gewicht fallen. Ich denke, dass auf jeden Linux-System ntp standardmäßig installert ist. Damit hat man eine ausreichend genaue Zeitbasis, die mann dann mit der realen Frequenz der Soundkarte verrechnet. Die Genauigkeit bei jedem Schlag zu erfassen ist nur nötig, wenn man Gleichlaufschwankungen der Räderwerks ermitteln will. Da du ja eine Hemmung mit konstanter Kraft hast - ich hätte gern mal ein gutes Foto davon 😉, ist es für dich also irrelevant. Eine Messung pro Stunde sollte voll ausreichen, da sich die Umwelteinflüsse so schnell ja auch nicht ändern.
Detlef W. schrieb: > Ich denke, dass auf jeden Linux-System ntp standardmäßig > installert ist. Damit hat man eine ausreichend genaue Zeitbasis, Warum sollte man NTP nehmen (das z.B. einen Jitter hat), wenn es ganz genaue Zeitbasen wie GPS gibt. > Zur Pendelfederfeineinstellung: was hältst du davon, den Schlitten > mit einer Klemmung auszuführen? Die eine Backe fährt dann genau auf > der einen Seite der Pendelfeder entlang und die andere kann duch > eine einfache Klemmvorrichtungen angelegt werden. Insgesamt finde > ich die Pendelfeder allerdings viel zu lang. Umso länger sie ist, > umso mehr kann irgendwo schlackern. Das wurde am 13.03. schon erörert.
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Stephan S. schrieb: > Und wenn man dann den Link "The Free Pendulum Shortt-Synchronome system > (1999)" anklickt kommt die 404 Nö bei mir kommt die Seite wie auf dem Bildle. Man muß penibel darauf achten das in der Adresszeile kein https steht. Mein Browser (aktueller Mac Safari auf aktuellem Mac OS) macht aus dem geposteten Link https://..., wenn ich drauf klicke und die Indexseite wird dann auch nicht korrekt angezeigt. Korrigiert man das in der Adresszeile zu http:// da funktioniert alles und auch der Link "The Free ..." führt dann zum richtigen Ziel. Man kann es sich auch hier https://craftsmanshipmuseum.com/artisan/tatjana-van-vark/tatjana-van-vark-photos/ anschauen.
Stephan S. schrieb: > Warum sollte man NTP nehmen (das z.B. einen Jitter hat), wenn es ganz > genaue Zeitbasen wie GPS gibt. Weil man dem PPS nicht trauen darf. Ohne Fix wird der Ausgang abgeschaltet oder, noch schlimmer, er läuft frei weiter. Man braucht auf eine lokale Zeitbasis, die wenigstens solche Ausfälle überbrücken kann. Wenn die stabil genug ist, funktioniert NTP genauso gut wie GPS. Man braucht NTP und GPS, damit man Fehler erkennen kann. Zum Beispiel kann der uC einen GPS-Empfänger simulieren. Der wird dann vom ntpd als refclock benutzt. So sieht man sehr schön, wie weit der daneben liegt. Und schließlich gibt es NTP geschenkt, weil wir einen Linux-Rechner einfach voraussetzen. Schon alleine, um die Messwerte ganz einfach über diverse Protokolle in beliebigen Formaten zu liefern.
Stephan S. schrieb: > Warum sollte man NTP nehmen (das z.B. einen Jitter hat), wenn es ganz > genaue Zeitbasen wie GPS gibt. Weil man Ahnung hat? Egal, ob NTP, DCF oder GPS, alle haben Jitter und brauchen einen lokalen Takt, der mit einer großen Zeitkonstante korrigiert wird. Ein PC mit NTP wird Stunden nach nach dem Start um mehrere hundert Millisekunden abweichen, sägezahnartig in beide Richtungen. Lässt man ihn mehrere Tage laufen, wackelt er nur noch wenige Millisekunden, weil er die Korrekturen integriert. Bauform B. schrieb: > Weil man dem PPS nicht trauen darf. Ohne Fix wird der Ausgang > abgeschaltet oder, noch schlimmer, er läuft frei weiter. Man braucht auf > eine lokale Zeitbasis, die wenigstens solche Ausfälle überbrücken kann. > Wenn die stabil genug ist, funktioniert NTP genauso gut wie GPS. Ja, nicht "Ausfälle überbrücken", sondern integrieren. Bauform B. schrieb: > Und schließlich gibt es NTP geschenkt, weil wir einen Linux-Rechner > einfach voraussetzen. NTP funktioniert auch ohne die Zeugen des Linux.
Manfred P. schrieb: > Egal, ob NTP, DCF oder GPS, alle haben Jitter und > brauchen einen lokalen Takt, der mit einer großen Zeitkonstante > korrigiert wird. Kann ich absolut bestätigen, habe selbst ein solches Ding hier seit Ewigkeiten laufen. Manfred P. schrieb: > Ein PC mit NTP wird Stunden nach nach dem Start um mehrere hundert > Millisekunden abweichen, sägezahnartig in beide Richtungen. Lässt man > ihn mehrere Tage laufen, wackelt er nur noch wenige Millisekunden, weil > er die Korrekturen integriert. Das sieht bei mir dann doch glücklicherweise deutlich besser aus, aber die Grundaussage stimmt ebenfalls. Hat nicht nur mit der Synchronisation zu tun, sondern auch mit dem Aufwärmprozess des Mainboards bis eine Art thermische Stabilität erreicht ist. Kurz nach dem Einschalten (erste halbe Stunde): Grauenvoll. Ein bis zwei Stunden nach dem Einschalten: Innerhalb 30ms…50ms, oft weniger. Abends: Verdammt stabil.
Bauform B. schrieb: > Weil man dem PPS nicht trauen darf. o.m.g. > Man braucht NTP und GPS, damit man Fehler erkennen kann. Unsinn Man muss nur den GSA-Sentence in den NMEA-Daten angucken. Dann weiß man, wie die Empfangssituation des GNSS-Empfängers ist.
Wir sollten bedenken, dass hier kein Kosten-optimiertes Produkt entstehen soll, eher im Gegenteil. Aber wenn man NTP praktisch geschenkt bekommt, nimmt man es natürlich mit. Wenn man z.B. der Erschütterungssensor einen I2C-Adresspin hat, schließt man natürlich einen zweiten an; wenn nicht, dann eben nicht.
Detlef W. schrieb: > Die Temperaturkompensation würde ich berechnen und nicht messen. Da du > schon eine Invarpendelstange hast, bei der der Ausdehnungskoeffizient > bekannt sein dürfte, fehlt nur noch ein Rohr für die Kompensation. Hier > sollte ebenso ein Material mit definierten thermischrn Verhalten > genommen werden. Das Verhältnis der Längen ist dann ganz einfach zu > berechnen so das die mathematische Länge konstant bleibt. Im Prinzip ja, aber. Leider stimmen die angegebene Werte für die verschiedenen Materialien nicht wirklich. Die Streuungen bei Stahl und Messing sind zu groß, dass es möglich wäre, anhand der Berechnung ein Temperatur konstantes Pendel zu bauen. Da hilft nur Messen des vorliegenden Materials (mit Hausmitteln nicht machbar), oder Probieren. Eine Längenausdehnung des Pendel von 1 Millionstel Millimeter = 1 Sekunde/Jahr. Dazu kommt eine andere Sache. Der Luftdruck. Über das Jahr gesehen, ergibt sich: Hochdruck=Schönwetter=Warm. Mit einer gewissen Über- kompensation (Kürzer, wenn wärmer) , lassen sich Luftdruckeinflüsse etwas wegzaubern, ohne zusätzliche Hilfskonstruktionen, wie Quecksilber- röhren oder Anaeroiddosen. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Viel gemeiner sind Luftdruckschwankungen: Das Pendel "schwimmt" > in der Luft, steigt der Luftdruck kriegt es mehr Auftrieb. > Gleichzeitig wird die Luft etwas zäher. Nein! Die Viskosität von Gasen ist vom Druck unabhängig. Erst im Bereich von Feinvakuum ändert sich das. Aber die Viskosität ist stark temperaturabhängig, und zwar werden Gase -anders als Flüssigkeiten- mit zunehmender Temperatur zäher. Ausserdem hängt die Viskosität von der Gasart (Molekulargewicht) ab. Die Zusammensetzung von Luft ändert sich aber ständig (Feuchtigkeit, CO2-Gehalt). Möglicherweise bewirken Luftschadstoffe auch noch Korrosion oder Verschmutzung des Mechanismus. Das mit dem Auftrieb stimmt allerdings, und dieser Druck- und temperaturabhängige Fehler ist garnicht so klein. Man muss ihn schon bei genauen Wägungen mit der Apothekerwaage berücksichtigen. Bernd F. schrieb: > Optimal ist es, wenn sich das aufhebt.Aber auch dafür gibt es > mechanische Lösungen (Quecksilber, Anerodiddosen ...) Viel einfacher ist es das Uhrengehäuse zu evakuieren. Dann sind alle durch die Luft hervorgerufenen Fehler vom Tisch. Insbesondere entfällt dann die Luftreibung völlig, und somit steigt die Güte des Resonators und die Schärfe der Resonanz. Bernd F. schrieb: > Eine Pendeluhr wird immer (je nach Einflüssen), etwas Vor- > Nachgehen. Sogar täglich durch den Einfluss des Mondes auf die Gravitation. Heinz R. schrieb: > jeder Tag hat 86.400 Pendelschwingungen ...und ab und an bastelt die PTB noch eine Schaltsekunde hinein, weil die Erde sich immer langsamer dreht... R. L. schrieb: > Eine Pendeluhr in einem > Kupfergehäuse mit Vakuum, die schwingungsmäßig vom Fundament isoliert im > Keller steht, möchte wohl niemand Wenn die Uhr nur als Anschauungsmodell dienen soll, braucht auch niemand die Genauigkeit und Stabilität eines solchen Aufbaus. Dann kann man die Uhr auch unter eine luftdicht verschlossene Glasglocke stellen, damit zumindest die Menge und Art des eingeschlossenen Gases konstant ist, und der Auftrieb sich nicht ändert. Evtl kann man dann mittels eines leichten Unterdrucks den Auftrieb und damit den Gang regulieren und gleichzeitig die Glasglocke auf der Bodenplatte fixieren. Eine vollständige Evakuierung sollte man aber wegen der Implosionsgefahr vermeiden. https://de.wikipedia.org/wiki/Shortt-Uhr
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Hp M. schrieb: > ...und ab und an bastelt die PTB noch eine Schaltsekunde hinein, weil > die Erde sich immer langsamer dreht... ... und das wird von Jahr zu Jahr häufiger, weil der Mond durch die Gezeiten immer weiter angehoben wird. Die Energie dafür wird von der Erdrotation abgezapft, so dass die Tage immer länger werden und die Jahreslänge, gerechnet in Erdtagen, immer weiter abnimmt.
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Gäbe es für den Datenlogger auch eine Alternativlösung? Ein Kollege aus dem Uhrmacherforum hat z.B. eine Soundkarte samt zugehöriger Software für (hier allerdings kurzzeitige) Messungen missbraucht. Es gibt doch Möglichkeiten langfristig Daten von Solaranlagen aufzuzeichnen. (Oder Ähnliches). Den PC auf genauere Uhrzeit zu trimmen, sollte doch möglich sein, bleibt die Anbindung der Sensoren. Ich bitte um Entschuldigung, falls meine Gedankengänge Blödsinn sind. Viele Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Den PC auf genauere Uhrzeit zu trimmen, sollte doch möglich sein, > bleibt die Anbindung der Sensoren. Die Uhrzeit des PC ist nicht monoton da Windows nicht echtzeitfähig ist. Von Linux gibt es Versionen die das mit gewissen Einschränkungen können. Ich habe meine Zeitmessungen daher mit ESP32 gemacht und die Messungen per Timer-Ticks mit einem GPS-1PPS-Signal verglichen, letzteres ist monoton wenn das GPS genug Satelliten hat.
Bernd F. schrieb: > Ein Kollege aus dem Uhrmacherforum hat z.B. eine Soundkarte > samt zugehöriger Software für (hier allerdings kurzzeitige) > Messungen missbraucht. Kannst du das Ticken der Pendeluhr mit einem Mikrofon über einige Stunden aufnehmen? Ich kann dir ein Matlab Skript schreiben, dass die Intervalle zwischen den Ticks mit einer einfachen PLL auswertet. Wie genau das wird, müsste man ausprobieren. Die Temperatur und Luftdruck kannst du mit einem USB Logger parallel aufzeichenn (VOLTCRAFT DL-220 oder ähnlich). Eventuell kannst du nach einer Stunde das Fenster aufmachen, damit der Temperatureffekt deutlicher ist. Für die Aufnahme kannst du Audacity verwenden: Das Icon Audioeinrichtung klicken, Mono auswählen und 16 Bit, 16000 Hz. Das ergibt für 24 Stunden 2.8 GByte. Gruss Udo
Udo K. schrieb: > Kannst du das Ticken der Pendeluhr mit einem Mikrofon … aufnehmen? Hatte ich schon mal nach gefragt. Wäre eine schöne kleine Aufgabe für einen 4€ Controller. Hüllkurve und FFT, da sollte was gehen. Temp. und Baro. macht er dann noch nebenher.
Natürlich könnte ich auch ein Mikrofon einsetzen. Die Uhrmacher favorisieren halt die Lichtschranke, weil es da keine Probleme mit Störgeräuschen gibt. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > weil es da keine Probleme mit Störgeräuschen gibt. Norbert schrieb: > Hüllkurve und FFT Unterschätze niemals, was kundige Hände selbst aus mäßiger Hardware mittels Software alles machen können. ;-)
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Norbert schrieb: > Unterschätze niemals, was kundige Hände selbst aus mäßiger Hardware > mittels Software alles machen können. ;-) Bernd F. schrieb: > Bernd (Null Ahnung von Mikrokontrollern) baust du es für ihn?
R. L. schrieb: > baust du es für ihn? Möchtest du dich auch einbringen? Oder wolltest du nur ein wenig substanzlos schwätzen?
Bernd F. schrieb: > Das Ziel soll sein, > nach 100 Tagen eine Abweichung zur Referenzuhr? von 1-10 Sekunden > zu bestimmen. Aus dem Mittel was rauszufinden dürfte schwierig sein. Das wird ein Mischmasch aus schwankenden Temperaturen und Drücken und im Mittel sinds sowas wie 21°C+-0.2°C und 965mbar+-5mbar auf 300m. Für sinnvolle Ergebnisse würde ich da eher kucken, die Ganggenauigkeit nach spätestens 1 Tag auswerten zu können. Wäre auch für die Entwicklung sinnvoller. Nach jedem der mindestens 10 (eher 50-100) Tests 100 Tage warten, um zu sehen, dass was falsch ist oder das Konzept doch nichts taugt ist kaum praktikabel. Und dann will man ja auch noch die Modifikation testen. Also wieder 100 Tage warten ... Evtl. nen Klimaschrank aus nem Kühlschrank basteln, um zumindest die Temperatur kontrolliert zu testen. Das ganze im Keller aufgestellt. Die Referenz muss dann natürlich deutlich besser als 10ms/Tag und auch deutlich besser als +-10ms Jitter sein. Keine Ahnung, ob das über günstige GPS-Empfänger machbar ist. Lokal brauchts vermutlich trotzdem einen TCXO besser als 100ppb. Korrekturen durch GPS o.Ä. lassen sich zwar statistisch grob rausrechnen, aber das wird dann auch schnell anspruchsvoll. Für den Druck ggf. nen sehr gut regelbaren Hochdrucklüfter und den Klimaschrank abdichten. PC-Lüfter dürften zu wenig statischen Druck haben. Aber fertig wirds das halt kaum geben. Und dann wirds ohne MC-Kenntnisse ziemlich dünn.
Wenn man die Abweichung auf 1 ms genau messen kann, dann reichen 10.000 Sekunden (= 2 3/4 h), um in den Bereich von 2 ppm zu kommen. Das ganze 3-4x und nach einem halben Tag hat man brauchbare Werte.
Bernd F. schrieb: > Die Uhrmacher favorisieren halt die Lichtschranke, weil > es da keine Probleme mit Störgeräuschen gibt. Wir brauchen mehr Details: Wer sind DIE Uhrmacher und was ist DIE Lichtschranke? R. L. schrieb: > baust du es für ihn? Das geht nur, wenn man alles auf dem Tisch hat. Für jede kleine Änderung auf Verdacht (undurchführbare) Ratschläge zu geben oder den Postweg zu bemühen, ist sehr aufwendig. Die Sensoren und eine kleine RP2040-Platine samt GPS-Empfänger zusammenzuschalten, ist recht überschaubar. Der zeitliche Aufwand hingegen, alles zusammen für einen elektronischen Laien handhabbar zu machen, ist m.E. schlecht einzuschätzen. Wer hat denn Langeweile? ;-) Somit bleibt hier wohl alles im Konjunktiv.
Stephan schrieb: > Die Referenz muss dann natürlich deutlich besser als 10ms/Tag und auch > deutlich besser als +-10ms Jitter sein. Keine Ahnung, ob das über > günstige GPS-Empfänger machbar ist. Lokal brauchts vermutlich trotzdem > einen TCXO besser als 100ppb. ich habe mit einem NEO 7M als Zeitbasis einen 8stelligen Frequenzzähler gebaut. Das pps-Signal wird direkt als Torzeit verwendet. Der Messwert eines 10Mhz OCXO schwankt damit um max.1digit. Der Jitter des GPS-Empfängers liegt also deutlich unter 100ns. An anderer Stelle hier hat jemand +-30ns gemessen. Das ganze soll ebenfalls eine Messeinrichtung für eine Uhr werden, allerdings nur mit einer Anzeige, ohne Aufzeichnung.
Stephan schrieb: > Für sinnvolle Ergebnisse würde ich da eher kucken, die Ganggenauigkeit > nach spätestens 1 Tag auswerten zu können. Das ist gemeinhin der Sinn einer Zeitserie. Sonst würde es reichen, am ersten und am 100. Tag den Stand der Uhr zu bestimmen und man könnte sich den Datenlogger sparen. > Die Referenz muss dann natürlich deutlich besser als 10ms/Tag und auch > deutlich besser als +-10ms Jitter sein. Eine zeitgemäße Referenz ist ohne Probleme etwa einen Faktor 10^5 besser (GNSS 1PPS). Stephan S. schrieb: > Wenn man die Abweichung auf 1 ms genau messen kann, dann reichen 10.000 > Sekunden (= 2 3/4 h), um in den Bereich von 2 ppm zu kommen. Das Problem ist nicht die Abweichung so genau zu messen, sondern der Jitter bei der Erfassung des Pendeldurchgangs.
Mi N. schrieb: > Somit bleibt hier wohl alles im Konjunktiv. Man könnte (Konjunktiv?) es doch wenigstens versuchen. Aufgeben kann man immer noch ;) Meine Vorstellungen von dem Teil sind ziemlich konkret. Natürlich kann man alles und jedes Detail anders machen, aber wenn's auch so funktioniert... Besonders interessant ist wohl die Lichtschranke. Ich würde es mit einer Reflexlichtschranke versuchen. Im Datenblatt vom TCND5000 wird Karton, also Papier, als Reflektor verwendet. Man könnte eine Rändelmutter statt der Sechskantmutter auf die Pendelstange schrauben und da einen Klebepunkt mit 12mm Durchmesser aufkleben. Die Platine ist z.Zt. 50x50mm groß, etwas weniger geht wohl noch. Die Lichtschranke sitzt in der Mitte und hohe Bauteile gibt es nur am Rand. Die Platine muss wohl fest am Fuß angeschraubt werden (z.Zt. nur 2xM3). Damit kann der Erdbebensensor hoffentlich etwas sinnvolles messen. Alle Chips auf der Platine liefern auch Temperaturdaten, teils mit perverser Auflösung. Da der absolute Fehler nicht kritisch ist, hat man zumindest einen Wert unterhalb des Pendels. Zusätzlich gibt es 3 Eingänge für 10kΩ-NTCs; die liefern ca. 0.2K Auflösung. Reichelt hat diverse Ausführungen, z.B. mit Ringöse zum Anschrauben am Rahmen. Bernd F. schrieb: > Feine Litzen zum Anschluss könnten zwischen Sockel und Glas- > haube eingeklemmt werden. Wie fein ist fein? Flachkabel ist 0.65mm dick und knapp 8mm breit. Das gibt es fertig konfektioniert oder zum Selbstbau bis 3 Meter. Vor allem gibt es passende und solide Stecker. FFC/FPC ist halb so dick, aber ich finde nur sehr wenig lieferbares, was zusammen passt. Und RM0.5 muss es doch wirklich nicht sein. Einzelne Kupferlackdrähte gibt es theoretisch mit 0.05mm... Wie kommen eigentlich die Kabel zum Aufzugsmotor?
Rainer W. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Wenn man die Abweichung auf 1 ms genau messen kann, dann reichen 10.000 >> Sekunden (= 2 3/4 h), um in den Bereich von 2 ppm zu kommen. > > Das Problem ist nicht die Abweichung so genau zu messen, sondern der > Jitter bei der Erfassung des Pendeldurchgangs. Bei einer (1) Messung nach 20.000 Pendeldurchgängen spielt der Jitter keine Rolle mehr.
R. L. schrieb: > Der Jitter des > GPS-Empfängers liegt also deutlich unter 100ns. > An anderer Stelle hier hat jemand +-30ns gemessen. Dann reichts locker. Stephan S. schrieb: > Wenn man die Abweichung auf 1 ms genau messen kann, dann reichen 10.000 > Sekunden (= 2 3/4 h), um in den Bereich von 2 ppm zu kommen. Das ganze > 3-4x und nach einem halben Tag hat man brauchbare Werte. Ist das evtl. zu kurz? Die Zentripetalkraft der Sonne könnte so +-0.06% Schwankung an der Gewichtskraft im Tagesverlauf verursachen (bei Tag-Nachtgleiche am Äquator und ohne Bahnneigung). Oder deformiert sich die Erde da auch und gleicht das damit aus? Das Pendel müsste dann nachts etwas langsamer laufen als tagsüber. In unseren Breiten vielleicht ein Schwankung von +-0.5Sek/Stunde zwischen Mitternacht und Mittag. Glaubs aber irgendwie selber nicht.
@Stephan (stephan_h623) Wie kommst Du auf die Zahlenangaben? Dass die Lage der Uhr eine Rolle spielt, ist bekannt. Ist hier irrelevant, da eine Pendeluhr meist immer gleich steht und an der gleichen Stelle. Ich schrieb ja oben, dass man die Messung (je 2 3/4 h) wiederholen sollte, da sollte das dann auffallen, falls reproduzierbar. Da haben wir aber wieder Änderungen des Luftdruckes und ggf. auch der Temperatur.
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Stephan S. schrieb: > Wie kommst Du auf die Zahlenangaben? Nur mal überschlägig gerechnet. - 30km/s Bahngeschwindigkeit - 150 Mio. km Bahnradius - az = 30e3^2/150e9 m/s^2 = 0.006 m/s^2 Sind grob 0.06% der Erdbeschleunigung und wirken verstärkend oder abschwächend dazu. Das wären dann mit der Wurzel in der Pendelgleichung und Linearisiert +-0.03% Gangfehler je nach Tageszeit. Aber eigentlich glaub ichs ja selber nicht.
Stephan S. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Stephan S. schrieb: >>> Wenn man die Abweichung auf 1 ms genau messen kann, dann reichen 10.000 >>> Sekunden (= 2 3/4 h), um in den Bereich von 2 ppm zu kommen. >> >> Das Problem ist nicht die Abweichung so genau zu messen, sondern der >> Jitter bei der Erfassung des Pendeldurchgangs. > > Bei einer (1) Messung nach 20.000 Pendeldurchgängen spielt der Jitter > keine Rolle mehr. Nach 3h eher nicht mehr das Problem. Interessant wären aber vmtl. noch deutlich schnellere Messungen. So sie denn auf Grund der Physik Sinn machen (die eventuelle Tageszeitabhängigkeit und nach Temperaturänderungen dauerts ja auch erst mal, bis alle Teile durchgewärmt sind). Könnte da nicht was in der Art wie 2 schwache Laser rechts und links vom Pendel in der untersten Position gehen? Sauber ausgerichtet, so dass im Stillstand beide Strahlen zu 25+-5% durchgelassen werden. Das ganze auf 2 schnelle Photodioden und nen Komparator. Photodioden mit eher großer Öffnung oder ne Linse davor. Der Komparator dann noch mit ner langsamen Offsetkorrektur, so dass im stationären Zustand wirklich 50%+-0.1% Tastverhältnis rauskommen. Darf das Pendel dann natürlich nur um ca. +-90% des Durchmessers schwingen. Man kann dann ja zusätzlich noch nur auf eine der beiden Flanken gehen und die Daten über nen längeren Zeitraum aufzeichnen. Oder eher analog: Ne eng fokusierte LED hinter dem Pendel jede Sekunde aus dem PPS-Signal vom GPS für 20µs Blitzen lassen. Braucht dann natürlich ne Offset-Einstellung, damit die auch bei der richtigen Pendelstellung blitzt. Dafür sollte aber auch ein normaler Quarz reichen. Der Quarz ist aber eigentlich immer im Subsekundenbereich zwischen den GPS-Signalen relevant. Sollte dann mit jedem Handy (im dunklen Zimmer) gut erkennbar sein und im Bereich von 5ms auflösen. Wäre halt ohne Log. Dafür eher schnell. Wenn die Uhr nicht grob ungenau geht wärs aber zumindest keine Frage, ob der beobachtete Offset über Nacht um eine Pendelschwingung übergelaufen ist.
Stephan S. schrieb: > Bei einer (1) Messung nach 20.000 Pendeldurchgängen spielt der Jitter > keine Rolle mehr. Alle 5h ist nun wirklich eine erbärmliche Auflösung, die wahrschwinlich deutlich geringer ist, als alle Systemzeitkonstanten. Die Zeitkonstante für die Änderung der Pendellänge als Reaktion auf Temperaturänderungen wird z.B. eher im Minutenbereich liegen (zumindest wenn die Vitrine offen ist). Stephan schrieb: > Das ganze auf 2 schnelle Photodioden und nen Komparator. Photodioden mit > eher großer Öffnung oder ne Linse davor. Was bezeichnest du als "schnelle Photodiode"? Hast du einmal die Geschwindigkeit eines Sekundenpendels im 0-Durchgang ausgerechnet. Da brauchst du keine 1µs-Photodiode. Indem man das Pendel sauber auf die Photodiode abbildet, bekommt man zumindest eine scharfe Kante auf dem Detektor, die unabhängig von der Strahldicke ist.
Stephan S. schrieb: > 0,03% wären ja 300 ppm Ja. In unseren Breiten dann eher nur 200ppm oder max. +-0,7Sekunden pro Stunde. Da müsste so ne Mittags gestellte Pendeluhr dann gegen 18 Uhr um 2.5 Sekunden vor gehen, Mitternacht wieder stimmen, um 6 Uhr 2.5 Sekunden nach gehen und Mittags wieder stimmen. Wie gesagt noch nie von so nem Effekt gehört.
Rainer W. schrieb: > Hast du einmal die Geschwindigkeit eines Sekundenpendels im 0-Durchgang > ausgerechnet. Da brauchst du keine 1µs-Photodiode. Jetzt. So 0.25m/s. Da sollte die Geschwindigkeit eher kein Thema sein. Rainer W. schrieb: > Indem man das Pendel sauber auf die Photodiode abbildet, bekommt man > zumindest eine scharfe Kante auf dem Detektor, die unabhängig von der > Strahldicke ist. Dann hängts halt exakt am Aufbau. Und die Kennlinie/Temperatur beeinflusst den Schaltzeitpunkt. Drum dachte ich eher an was differenzielles mit 2 Sensoren.
Stephan schrieb: > Stephan S. schrieb: >> 0,03% wären ja 300 ppm > > Ja. In unseren Breiten dann eher nur 200ppm oder max. +-0,7Sekunden pro > Stunde. > > Da müsste so ne Mittags gestellte Pendeluhr dann gegen 18 Uhr um 2.5 > Sekunden vor gehen, Mitternacht wieder stimmen, um 6 Uhr 2.5 Sekunden > nach gehen und Mittags wieder stimmen. > > Wie gesagt noch nie von so nem Effekt gehört. Das müsste in Uhrenkreisen ja bekannt sein. Bernd F. (metallfunk) weiss vielleicht mehr.
Stephan schrieb: > Die Zentripetalkraft der Sonne könnte so +-0.06% Schwankung an der > Gewichtskraft im Tagesverlauf verursachen (bei Tag-Nachtgleiche am > Äquator und ohne Bahnneigung). > Oder deformiert sich die Erde da auch und gleicht das damit aus? > Das Pendel müsste dann nachts etwas langsamer laufen als tagsüber. In > unseren Breiten vielleicht ein Schwankung von +-0.5Sek/Stunde zwischen > Mitternacht und Mittag. > > Glaubs aber irgendwie selber nicht. hier ist von anderen Zahlen dir Rede: Steht der Mond senkrecht über einem 100 Kilogramm schweren Menschen, wird dieser – im Moment der Mondpassage – ganz sachte angehoben und dadurch um 0.01 Gramm leichter! Die Gravitation der Sonne erleichtert ihn zur Mittagszeit noch einmal um weitere 0.005 Gramm. (Quelle:https://www.thomasjermann.ch/meeresblog/auswirkungen-des-vollmondes/) wie der zu den Zahlen kommt, steht da allerdings nicht. Selbst ausgerechnet hat er es vermutlich nicht.
Stephan schrieb: > Jetzt. So 0.25m/s. Da sollte die Geschwindigkeit eher kein Thema sein. Die Geschwindigkeit hängt auch noch von der Pendelamplitude ab, aber nehmen wir die 0.25 m/s. Um da den Pendeldurchgang auf 1 µs genau zu bestimmen, müsste die Position des Pendels auf 250 nm genau detektiert werden, also im Bereich der Wellenlänge von recht hartem UV-Licht. Im Vergleich zu LIGO ist das ein Witz, aber mit Hausmitteln wird das schwierig. So viel zum Thema "schnelle Photodiode". Das Problem ist, die Strahlunterbrechung so scharfkantig hin zu bekommen, dass man nicht auf mit einer vergleichweise flachen Flanke über den Schwellwert des Empfängers rutscht. > Dann hängts halt exakt am Aufbau. Und die Kennlinie/Temperatur > beeinflusst den Schaltzeitpunkt. Nochmal: Wenn man den Abstand aufeinanderfolgender Pendeldurchgänge misst, ändert sich die Temperatur dazwischen praktisch nicht. Der Schaltpunkt verschiebt sich dazwischen nicht. Eher dürfte das Rauschen für Jitter bei der Detektion sorgen - auch bei einer differentiellen Messmethode.
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Der Meeresblog sollte da eher hinkommen. Ich hatte die Gravitation der Sonne als nicht relevant angenommen. Die hat aber grob den umgekehrten Effekt. In Summe ist die Schwankung nur noch minimal.
Rainer W. schrieb: > Das Problem ist, die Strahlunterbrechung so scharfkantig hin zu > bekommen, dass man nicht auf mit einer vergleichweise flachen Flanke > über den Schwellwert des Empfängers rutscht. Dafür gibt es Schmitt-Trigger.
Stephan schrieb: > Ich hatte die Gravitation der Sonne als nicht relevant angenommen. Der Gravitationseinfluss der Sonne ist etwa halb so groß, wie der des Mondes. "Nicht relevant" beschreibt das nur bedingt zutreffend. ;-) Was meinst du wohl, wieso es auf der Erde Spring- und Nipptiden gibt?
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Rainer W. schrieb: > Um da den Pendeldurchgang auf 1 µs genau zu bestimmen, müsste die > Position des Pendels auf 250 nm genau detektiert werden, also im Bereich > der Wellenlänge von recht hartem UV-Licht. Im Vergleich zu LIGO ist das > ein Witz, aber mit Hausmitteln wird das schwierig. Andersrum gerechnet: die haushaltsübliche Gabellichtschranke hat eine 0.5mm Blende. Der Fotostrom hat daher eine Anstiegszeit von 2ms für 0 bis 1mA. An 1kΩ macht ein 10mV-Fehler der Schaltschwelle also 20µs oder 5µm aus. Die Anstiegszeit des Fototransistors selbst ist ziemlich genauso groß. Ein normaler Komparator gibt auch nicht mehr her. Und dann die Wellenlänge der IR-LED... Irgendwie passt das alles gut zusammen, mehr kann ich als Bastler wohl nicht verlangen.
Bauform B. schrieb: > Man könnte eine Rändelmutter statt > der Sechskantmutter auf die Pendelstange schrauben und da einen > Klebepunkt mit 12mm Durchmesser aufkleben. Jegliche Veränderungen an der Mechanik wären für mich tabu! Ebenso ein Tabu, die Drehung um die Sonne während der Messung anzuhalten, um katastrophale Fehlmessungen zu verhindern :-( > Man könnte (Konjunktiv?) es doch wenigstens versuchen. Aufgeben kann man > immer noch ;) Meine Vorstellungen von dem Teil sind ziemlich konkret. Dann beginne Deine Versuche mit der Lichtschranke und berichte. Bei Deinem Schaltplan vermisse ich den Eingang für die Referenzfrequenz. Ich hoffe, Du hast den Schaltplan doch noch abgespeichert ;-)
Mi N. schrieb: > Bauform B. schrieb: >> Man könnte eine Rändelmutter statt der Sechskantmutter... > > Jegliche Veränderungen an der Mechanik wären für mich tabu! OK, ihr habt mich überzeugt, die Reflexlichtschranke taugt nicht. Die war auch nur wegen der schnellen Fotodiode drin. Eine normale Gabellichtschranke ist gerade richtig. Allerdings passt die Pendelstange nicht durch den 3mm-Spalt, 5mm finde ich auch sehr knapp und mit 8mm Spalt und 0.5mm Blende ist nur genau eine lieferbar (EE-SX1070). Insofern wäre eine winzige Veränderung am Pendel sehr vorteilhaft, also eine schmale Verlängerung ohne Außengewinde als "Unterbrecher". > Bei Deinem Schaltplan vermisse ich den Eingang für die Referenzfrequenz. Das ist erstmal nur eine kleine Sensorplatine. Man möchte nicht so viel Elektronik innerhalb der Haube unterbringen (und wenig Kabel nach draußen).
Bauform B. schrieb: > Andersrum gerechnet: die haushaltsübliche Gabellichtschranke hat eine > 0.5mm Blende. Das bekommt man durch Abbildung der Pendelkante auf den Empfänger sicher besser hin. > ... ein 10mV-Fehler der Schaltschwelle ... Der Fehler ist schnell zusammen, falls man den Empfänger nicht extrem gut gegen Raumlicht abgeschirmt bekommt. Es reicht, wenn jemand das Licht einschaltet und damit den Lichtuntergrund gegenüber der Schwelle verschiebt, egal wie stabil die Schwelle ist. Man könnte das Umgebungslicht mit messen und nur Messungen auswerten, zwischen denen sich der Pegel nicht nennenswert ändert. Um mit der Auflösung der Ganggenauigkeit in den Bereich 1 s/a zu kommen, muss man einen Zeitfehler von etwa 30ns/s sicher messen können. Bei 20µs Messfehler bräuchte man also ein Messintervall in der Gegend von mindestens 1000s, falls ich mich da nicht irgendwo verrechnet habe.
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Stephan S. schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Das Problem ist, die Strahlunterbrechung so scharfkantig hin zu >> bekommen, dass man nicht auf mit einer vergleichweise flachen Flanke >> über den Schwellwert des Empfängers rutscht. > > Dafür gibt es Schmitt-Trigger. Ein Schmitt-Trigger mag das Signal für die nachfolgende Zeitmessung mundgerecht machen. Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass der Zeitfehler durch einen bestimmten Amplitudenfehler um so größer wird, je flacher die Flanke des Signals des elektrischen Signals ist, das vom Empfänger kommt.
Rainer W. schrieb: > Stephan schrieb: >> Ich hatte die Gravitation der Sonne als nicht relevant angenommen. > > Der Gravitationseinfluss der Sonne ist etwa halb so groß, wie der des > Mondes. "Nicht relevant" beschreibt das nur bedingt zutreffend. ;-) > Was meinst du wohl, wieso es auf der Erde Spring- und Nipptiden gibt? Ja. War ein Denkfehler. Nur mit der Gravitation der Sonne komme ich auch auf die "0.005g bei 100kg" aus dem Meeresblog. Mit der sich ändernden Fliehkraft sinds noch "0.0026g". Ausgehend vom Mittelwert dann "+-0.0013g" oder +-13ppb. Für die Periodendauer des Pendel wärens dann +-6.5ppb. Bzw. für den "doppelt so starken" Mond +-13ppb. Jedenfalls grob Faktor 10 weniger als die 1 Sekunde in 100 Tagen und damit nicht mehr relevant. Rainer W. schrieb: > Um mit der Auflösung der Ganggenauigkeit in den Bereich 1 s/a zu kommen, > muss man einen Zeitfehler von etwa 30ns/s sicher messen können. Bei 20µs > Messfehler bräuchte man also ein Messintervall in der Gegend von > mindestens 1000s, falls ich mich da nicht irgendwo verrechnet habe. Kommt hin. Allerdings war das Ziel ja 1s in 100 Tagen. Dann wär das Messinterval nur mindestens 300s. Schneller muss es meines Erachtens auch nicht gehen. Zum einen werden die Abweichungen anfangs eher größer sein und damit auch Abweichungen früher sichtbar werden. Für finale Tests, wenn die Methodik erst mal passt, dürften auch längere Messintervalle nicht mehr kritisch sein. Zum anderen ändern sich weder Temperatur noch Luftdruck so schnell. Und die Uhr muss auch annähernd durchgewärmt sein. Wenn ich eh nen Tag oder ne Woche auf Tief-/Hochdruck warten muss ists egal, ob ne Messung dann 10 Sekunden oder ne Stunde dauert. Und falls Temperatur / Druck simuliert werden können, dann kann man ja auch die Amplitude z.B. 3x höher machen als in der Natur realistisch. Dann sieht man auch schneller was.
Da muss ich mich doch auch mal melden. Im Moment ist die Uhr zerlegt, alle Messingteile werden (home) vernickelt. Morgen wird das endgültig zusammengebaut. Zum Pendel: Unterhalb der Pendellinse ist ein M3 Gewindestab, an dem Reguliermutter und Feinreguliermutter sitzen. Dieses Teil werde ich nochmal bauen, um mehr Gewinde für die Feinreguliermutter zu erhalten. Bei der Aktion könnte ich das Ende des Gewindestabes noch weiter Verlängern und Vierkantik (2 x 2 mm) ausführen. Das wäre dann der Teil, der durch die Gabellichtschranke durch- läuft. Das Pendel schwingt mit max. 2 Grad Auslenkung. Die Geschwindigkeit eines Durchgangs durch die Lichtschranke ist eher moderat. Grüße Bernd
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Bernd F. schrieb: > Das Pendel schwingt mit max. 2 Grad Auslenkung. Die Geschwindigkeit > eines Durchgangs durch die Lichtschranke ist eher moderat. 2° bei 25 cm sind knapp 9 mm, dafür braucht das Pendel 0.5 sec, da müsste man sich das Signal der Lichtschranke ansehen, das dürfte eine ziemlich flache Flanke werden
Stephan S. schrieb: > 2° bei 25 cm sind knapp 9 mm, dafür braucht das Pendel 0.5 sec, da > müsste man sich das Signal der Lichtschranke ansehen, das dürfte eine > ziemlich flache Flanke werden Dann sinds auch nur 0,05m/s.
Bernd F. schrieb: > Dieses Teil werde ich nochmal bauen, um mehr Gewinde für > die Feinreguliermutter zu erhalten. > Bei der Aktion könnte ich das Ende des Gewindestabes noch > weiter Verlängern und Vierkantik (2 x 2 mm) ausführen. > > Das wäre dann der Teil, der durch die Gabellichtschranke durch- > läuft. Passt ein 2 x 2 mm Vierkant durch eine Lichtschranke mit 3 mm Spalt? Ich finde nämlich nur eine einzige Lichtschranke mit 3 mm breitem Spalt (TCST1202). Die breiteren haben anscheinend alle kein Tageslichtfilter, Omron und Lite-On erwähnen das mit keiner Silbe. Rainer W. schrieb: > Der Fehler ist schnell zusammen, falls man den Empfänger nicht extrem > gut gegen Raumlicht abgeschirmt bekommt. Es reicht, wenn jemand das > Licht einschaltet und damit den Lichtuntergrund gegenüber der Schwelle > verschiebt, egal wie stabil die Schwelle ist. Man könnte das > Umgebungslicht mit messen und nur Messungen auswerten, zwischen denen > sich der Pegel nicht nennenswert ändert. Man kann die Schaltschwelle und den LED-Strom mit ca. 10 Bit einstellen. Aber die Diode sieht nur reflektiertes Fremdlicht, z.B. von der Wand hinter der Uhr oder dem Gewicht. Das sieht ganz unterschiedlich aus, je nachdem, wo sich das Pendel gerade befindet. Und messen kann ich nur, wenn das Pendel weit genug weg ist. Ein zweiter Sensor sitzt sich woanders und hat eine andere Empfindlichkeit. Naja, man kann immer noch 100 Tage lang die Sekunden zählen ;)
Diesen letzten Zipfel des Pendel könnte ich auch 1 mm dick machen,
dann passt das.
Zur Lichtschranke: Wenn sie exakt mittig sitzt, gäbe es 4 Aus-
lösungen/Sekunde.
Etwas seitlich versetzt, gäbe es
x...x......x......x...x...x.......x......x...
/......1 Sekunde....../
Es wäre also möglich, die Durchgangsrichtung eindeutig zu bestimmen.
Grüße Bernd
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ich würde keine Lichtschranke nehmen, sondern einen Spiegel am Pendel anbringen, wie bei einem Spiegelgalvanometer. Den Spiegel mit einem Laser anstrahlen und den Leuchtpunkt in größerer Entfernung detektieren. Die Geschwindigkeit des Leuchtpunktes ist wesentlich größer als die des Pendels Das würde sogar von außen durch die Glasglocke funktionieren.
R. L. schrieb: > ich würde keine Lichtschranke nehmen, sondern einen Spiegel am > Pendel anbringen Jede Änderung am Pendel ändert das Zeitverhalten und ist nicht erwünscht
Mein letzter Beitrag war Käse.
In einer Sekunde wird die Lichtschranke nur 2 mal durchlaufen.
Bei Lichtschranke exakt Mitte ergäbe sich:
(R = Richtungsumkehr Pendel, x= Auslösung Lichtschranke).
.....x.....R.....x.....R.....x.....R....
Bei aus der Mitte versetzter Lichtschranke:
....x....R....x......R......x....R....x......R.....x.....
/.......1 Sekunde......./
So passt das.
Grüße Bernd
Stephan S. schrieb: > Jede Änderung am Pendel ändert das Zeitverhalten und ist nicht erwünscht der Spiegel müsste natürlich dauerhaft montiert bleiben, ein 5mm Spiegel wäre ja ausreichend.
Ich würde so eine Lichtschranke nehmen, getriggert auf Interrupt und dann für 800 MS oder so mittels Timer den Interrupt wieder einschalten, denn in der Interrupt Routine wird dieser ausgeschalten. Diese 800ms müssen natürlich gemessen/verifiziert werden ob das stimmt. https://de.aliexpress.com/item/1005008001770390.html?spm=a2g0o.productlist.main.7.2b3940debXa3cc&aem_p4p_detail=202503271136565239413310694680000353290&algo_pvid=893a4702-f646-4ba9-9563-5a660bb05849&algo_exp_id=893a4702-f646-4ba9-9563-5a660bb05849-3&pdp_ext_f=%7B"order"%3A"50"%2C"eval"%3A"1"%7D&pdp_npi=4%40dis%21EUR%210.43%210.39%21%21%213.25%212.92%21%402103890117431006166453336ecd7a%2112000043219848358%21sea%21IT%210%21ABX&curPageLogUid=KyYnGmz9Qb4x
Nur am Rande: Bereits 1727 hat John Harrison in England Pendeluhren gebaut, die deutlich besser, als 1 Sekunde/Monat waren. Da stellt sich natürlich die Frage: Wie hat er das überprüft? Eigendlich ganz einfach. (Gewisse Astronomiekentnisse vorausgesetzt). https://de.wikipedia.org/wiki/Sterndurchgang Grüße Bernd
Eine fertige Alternative zur Lichtschranke ist ein Fahrradcomputer mit Satistikauswertung am PC. Der Magnetsensor dürfte weniger empfindlich auf Störungen sein, wie eine Lichtschranke (Tageslichtschwankungen!). Zumindest wenn in der Nähe keine Starkstromleitungen vorbeigehen, aber 50 Hz Störungen lassen sich leicht durch eine PLL rausmitteln. Wenn der Quarz zu temperaturempfindlich ist, kann man ihn mit einem temperaturkompensierten Referenzoszillator ersetzen. Die Auswertung direkt am Pendel ist ungenau. Da braucht man eine PLL, die man mit dem Triggersignal mitlaufen lässt. Den Schleifenfilter der PLL setzt man auf ein paar Minuten. Damit ist man noch deutlich unter der Temperaturzeitkonstante für das Pendel. Oder mann misst gleich am Minutenzeiger, mit einer 60x besseren Genauigkeit. Schliesslich wird die Zeit auch nicht am Pendel abgelesen.
Udo K. schrieb: > Der Magnetsensor dürfte weniger > empfindlich auf Störungen sein, wie eine Lichtschranke > (Tageslichtschwankungen!). Hatten wir schon oben, das Zauberwort heisst Infrarot. Ist eine gängige Technik.
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Stephan schrieb: > Dann sinds auch nur 0,05m/s. Um so schlimmer ;-) Je langsamer das Pendel ist, um so genauer muss die Position gemessen werden, um unter einem bestimmten Messfehler bei der Zeit zu bleiben. Udo K. schrieb: > Der Magnetsensor dürfte weniger empfindlich > auf Störungen sein, wie eine Lichtschranke (Tageslichtschwankungen!). Und wie willst du damit die Position genau bestimmen?
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Stephan S. schrieb: >> Der Magnetsensor dürfte weniger >> empfindlich auf Störungen sein, wie eine Lichtschranke >> (Tageslichtschwankungen!). > > Hatten wir schon oben, das Zauberwort heisst Infrarot. Ist eine gängige > Technik. Noch schlimmer, da geht die Raumtemperatur direkt in die Schwelle ein...
Bauform B. schrieb: > Ein zweiter Sensor sitzt sich woanders und hat eine andere Empfindlichkeit. Warum willst du einen zweiten Sensor nehmen. Die Lichtschranke hat doch einen. Den müsste man nur zusätzlich analog auswerten, um vergleichbare Lichtverhältnisse zu haben, z.B. unmittelbar nachdem das Pendel durchgegangen ist. Udo K. schrieb: > Noch schlimmer, da geht die Raumtemperatur direkt in die Schwelle ein... Die geht da nicht anders ein, als bei einer Lichtschranke mit rotem Licht. Udo K. schrieb: > Da braucht man eine PLL, die man mit dem Triggersignal mitlaufen lässt. Das wäre nicht besser, als wenn der auswertende µC gleitende Mittelwerte über die Dauer mehrerer Schwingungen rechnet.
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Stephan S. schrieb: > IR LED LD274, IR Phototransistor TEFT4300, dann spielt das Tageslicht > keine Rolle mehr Ja, elektrisch und optisch ist der TEFT sehr nett. Aber was ist mit der Blende, wie baust du einen 0.5 mm Schlitz? Wenn das mit dem 1 mm Vierkant doch zu eng wird, schneide ich lieber einen TCST2300 in der Mitte durch. Die beiden Hälften wären dank Flansch immer noch an 3 Punkten befestigt. Der hat übrigens eine 0.25 mm Blende, passend zur Miniaturisierung der Pendelbewegung. Rainer W. schrieb: > Bauform B. schrieb: >> Ein zweiter Sensor sitzt sich woanders und hat eine andere Empfindlichkeit. > > Warum willst du einen zweiten Sensor nehmen. Will ich nicht; das sind 2 Gründe, warum ein zweiter nutzlos ist. > Die Lichtschranke hat doch einen. Den müsste man nur zusätzlich > analog auswerten, um vergleichbare Lichtverhältnisse zu haben, > z.B. unmittelbar nachdem das Pendel durchgegangen ist. Ganz genau so, die Hardware dafür gibt es geschenkt.
Bauform B. schrieb: > Ja, elektrisch und optisch ist der TEFT sehr nett. Aber was ist mit der > Blende, wie baust du einen 0.5 mm Schlitz? Ich habe fuer meinen TEFT4300 eine Huelse gedreht und in die Stirnseite ein Loch mit 0.5 mm gebohrt.
Stephan S. schrieb: > R. L. schrieb: >> ich würde keine Lichtschranke nehmen, sondern einen Spiegel am >> Pendel anbringen > > Jede Änderung am Pendel ändert das Zeitverhalten und ist nicht erwünscht Der Reguliermutter könnt man doch nen sauber zylindrischen „Hals“ verpassen. So 4mm hoch. Das ganze vernickelt und poliert. Dazu ein ordentlicher „Laserpointer“ mit zusätzlicher Blende in Stecknadelgröße. Besser wäre aber ne Schlitzblende. Mit nem recht neuen Teelöffel sahs ganz gut aus. Die silbrige Spitze von nem Plastikkugelschreiber dagegen war Müll weil zu uneben. Die Mutter könnte man denke ich auch später austauschen. Dann halt nochmal einstellen. Aber auf Temperatur- und Druckkompensation sollte die keinen Einfluss haben.
Hi https://www.mikrocontroller.net/user/show/metallfunk >Da stellt sich natürlich die Frage: Wie hat er das überprüft? Zumindest hat er sich nicht auf solche Keksperten wie in diesem "Foru.m" verlassen. Jetzt bekommst du nur Krümel. MfG Spess
Spess53 .. schrieb: > ... solche Keksperten wie in diesem "Foru.m" ... Genau - seit 19 Jahren bist du dabei und hast immer noch nicht verstanden, wie die Sache mit Zitaten und Links auf andere Beiträge in diesem Forum funktioniert ...
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Rainer W. schrieb: > wie die Sache mit Zitaten und Links auf andere Beiträge in diesem Forum > funktioniert . Oder ein Folgeschaden nach den Besuchen von Lehrgaengen, also das Vollprogramm mit allen Breitseiten abbekommen, zum Datenschutzbeauftragten.
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Mahlzeit, Bernd F. schrieb: > Feine Litzen zum Anschluss könnten zwischen Sockel und Glas- > haube eingeklemmt werden. das wird ein 0.125 mm dickes FFC-Kabel, RM1.0 und 10 Adern, also 11 mm breit. Inzwischen gibt es immerhin Bestellnummern und ein fast richtiges Muster. Das fühlt sich sehr flexibel und erstaunlich robust an. Trotzdem würde ich es direkt außerhalb der Haube mit einem normalen Kabel verlängern. Das Kabel verbindet die Sensor-Platine ("pensor") unter dem Pendel mit der eigentlichen Logger-Platine ("penhub" -- da fehlt noch ein vernünftiger Name). Auf der sitzt auch ein SAM-M10Q, deshalb muss das Kabel evt. ein paar Meter lang werden. Kernstück sind ca. sechs 32-Bit Capture Register, die die Sekundenmarken vom Pendel, GPS, drei RTCs und (mehr oder weniger) NTP erfassen. Die Daten werden zusammen mit Luftdruck, bis zu 5 Temperaturen und Erschütterungen in 190 MByte NOR-Flash gespeichert. Ein RPi-3B exportiert diese Daten ins Netzwerk, mindestens als CSV-Datei per HTTP. Aber da läuft ein Debian, also sollte deutlich mehr machbar sein. Der RPi kann ohne USV mit einer SD-Karte laufen, weil da nichts gespeichert wird (ro root). Wenn die 190 MByte Flash nicht reichen, muss man auf einen normalen PC kopieren. Was man ja sowieso macht, zwecks Backup ;) Der uC auf dem penhub wird von einem VCTCXO mit 10MHz getaktet, das ist mehr als schnell genug (laut diverser Beiträge in diesem Thread). Außerdem gibt es eine 9V Lithium Batterie als USV. Versorgt wird alles zusammen aus einem 5.1V Netzteil, natürlich ein original Raspberry. Zur pensor Platine fällt mir nichts weiter ein, die könnte ich fast bestellen. Die andere Schaltung ist auf dem Stand "noch 7 Signale und nur noch 7 freie Pins" ;) Edit: noch können Änderungswünsche eingebaut werden...
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Bauform B. schrieb: > Zur pensor Platine fällt mir nichts weiter ein, die könnte ich fast > bestellen. Die andere Schaltung ist auf dem Stand "noch 7 Signale und > nur noch 7 freie Pins" ;) > > Edit: noch können Änderungswünsche eingebaut werden... Ich hätte als Vorschlag noch folgenden Sensor mit 3 Anschlüssen: Beitrag "IR Sensor für Spülkasten (Ausgangssignal?)"
Bernd F. schrieb: > Aber, wie haben die das überprüft? Ich habe mal was über spezielle > astronomische Instrumente zum Sterndurchgang gelesen. > (Aber woher will ich wissen, dass das stimmt?). Das ist eine Frage des Zeitnormals. Wie lang eine Sekunde ist, war bis 1960 offiziell durch die astronmisch meßbare Länge des sogenannten tropischen Jahrs ("Sonnenjahr") bestimmt. Da diese Länge etwas schwankt, hat man die Länge des Sonnenjahrs 1900 gewählt. Damit war die astronomische Messung im Rahmen der damaligen Verfahrenspräzision per definitionem genau. https://de.wikipedia.org/wiki/Tropisches_Jahr Man konnte damit bei den mechanischen Uhren deren Schwankungen/Abweichungen im Vergleich zur nicht exakt bekannten Erddrehung messen. Mehr nicht.
Bernd F. schrieb: > Aber, wie haben die das überprüft? Ich habe mal was über spezielle > astronomische Instrumente zum Sterndurchgang gelesen. > (Aber woher will ich wissen, dass das stimmt?). Das ist eine Frage des Zeitnormals. Wie lang eine Sekunde ist, war bis 1960 offiziell durch die astronomisch meßbare Länge des sogenannten tropischen Jahrs ("Sonnenjahr") bestimmt. Da diese Länge etwas schwankt, hat man die Länge des Sonnenjahrs 1900 gewählt. Damit war die astronomische Messung im Rahmen der damaligen Verfahrenspräzision per definitionem genau. https://de.wikipedia.org/wiki/Tropisches_Jahr Man konnte damit in der alten Zeit bei den mechanischen Uhren deren Schwankungen/Abweichungen im Vergleich zur nicht exakt bekannten Erddrehung messen. Mehr nicht.
Bernd F. schrieb: > Ich habe mal was über spezielle > astronomische Instrumente zum Sterndurchgang gelesen. Der mittlere Abstand zwischen zwei Sterndurchgängen, wenn man einmal von unserem eigenen absieht, beträgt 23h 56m 4,0989s und schwankt natürlich etwas mit der Dicke der Gletscher in den Gebirgen und dem Laub auf den Bäumen. Übersichtlicher wird ein Uhrabgleich dadurch nicht.
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Fortschritte an der Uhr: Messing vernickelt, Pendelstange länger ausgeführt, um mehr Weg für die Feinreguliermutter und Platz für die Gabellicht- schranke zu erhalten. Glashaube UV verklebt. Ziffernringe in Neusilber und vernünftige Zeiger kommen noch. Grüße Bernd
Genaue Ortsmessungen mit "Lichtschranken" gehen relativ einfach. Eine statische, helle Lichtquelle, z.B. einen Laser, ein Stück Rasierklinge am unteren Ende des Pendels, eine Kombination aus konvexer Linse, Lochblende und Photodiode in einem lichtdichten Röhrchen verpackt und ein simpler Transimpedanzverstärker mit Komparator sind völlig ausreichend. Die konvexe Linse bildet die Ebene, in der die Rasierklinge schwingt, auf die Lochblende ab. Nach der Linsengleichung kann man hier sinnvoll rund 10x Vergrößerung z.b. mit einer Linse mit 50mm Fokuslänge erreichen. Lochblenden gibt es runter bis 1um Durchmesser frei erwerblich. Das gibt also eine theoretische Auflösung von 100nm an der Rasierklinge. Allerdings müsste es dafür dann wohl schon etwas mehr als eine einfache Linse sein. Einfache, im endlichen abbildende 10x Mikroskopobjektive gibt's aber z.B. auch gebraucht spottbillig. Nimmt man dazu dann eher eine 10um Lochblende, hat man 1um theoretische Auflösung, das sollte langen. Den Fokus finden ist hierbei auch sehr einfach, so lange verschieben bis die Flanke am steilsten ist. :)
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Ich verstehe (Als Nichtelektroniker) nicht das Problem mit der Lichtschrankenauswertung. 1: Könnte man das Hemmrad auswerten, mit exakten Sekundensprüngen. 2: Beim Pendel alle Halbsekunde messen. 3: 2 Lichtschranken nebeneinander einbauen zur Richtungserkennung. Die Dinger kosten doch nichts: https://www.tme.eu/de/details/ee-sx4070/fotoelektronische-pcb-sensoren/omron-electronic-components/?brutto=1¤cy=EUR&utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=NIEMCY%20[PMAX]&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMI_IfKjbTDjAMVEo5QBh2bQBXtEAQYBiABEgJgz_D_BwE Es geht ja bei dem Datenlogger nicht darum, in Sekundenbruchteilen einen Messwert zu erhalten, sondern um eine Langzeitbeobachtung über Wochen, Monate und Jahre. Viele Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Es geht ja bei dem Datenlogger nicht darum, in Sekundenbruchteilen > einen Messwert zu erhalten, sondern um eine Langzeitbeobachtung > über Wochen, Monate und Jahre. eine Langzeitmessung sagt wenig aus, wenn du den Einfluss von Umweltparametern ermitteln möchtest. Deine Messrate sollte so schnell ein, wie sich die Parameter ändern. Und wenn du in diesem Intervall eine Aussage über den Gang der Uhr machen möchtest, musst du entsprechend genau messen.
Das Problem ist das langsame Pendel und dementsprechend die verhältnismäßig langsame Intensitätsänderung. Irgendwo zwischen Lichtschranke ist komplett offen und Lichtschranke ist komplett dicht musst du einen Grenzwert für die Helligkeit definieren. Wird dieser unterschritten, wird digital z.B. über einen Komparator weiter gemeldet, dass das Pendel gerade in der Lichtschranke ist. In Kombination mit Rauschen und unterschiedlich hellem Umgebungslicht kann sich dieser Umschaltpunkt signifikant verschieben. Mit einer einfachen Lichtschranke kannst du die gewünschten paar ppm also schon direkt auf der Ebene Helligkeit über Zeit vergessen - völlig unabhängig von dem danach, wo auch noch genug schief gehen kann.
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Brüno schrieb: > Das Problem ist das langsame Pendel und dementsprechend die > verhältnismäßig langsame Intensitätsänderung. Irgendwo zwischen > Lichtschranke ist komplett offen und Lichtschranke ist komplett dicht > musst du einen Grenzwert für die Helligkeit definieren. Wird dieser > unterschritten, wird digital z.B. über einen Komparator weiter gemeldet, > dass das Pendel gerade in der Lichtschranke ist. In Kombination mit > Rauschen und unterschiedlich hellem Umgebungslicht kann sich dieser > Umschaltpunkt signifikant verschieben. Mit einer einfachen Lichtschranke > kannst du die gewünschten paar ppm also schon direkt auf der Ebene > Helligkeit über Zeit vergessen - völlig unabhängig von dem danach, wo > auch noch genug schief gehen kann. Soweit verstanden. Aber: Nach 30 Tagen wäre der Unterschied zwischen Hell-Dunkel im Tausendstel Sekundenbereich. Diese Grenze (Hell-Dunkel) ließe sich konstruktiv über scharfe Kante und mattschwarze Oberfläche bestimmt besser definieren. Ich erkenne das Problem immer noch nicht. Unsere Vorfahren waren da schon weiter: Hier ein Auszug aus; " Riefler, Präzisions-Pendeluhren 1890-1965" Grüße Bernd
R. L. schrieb: > eine Langzeitmessung sagt wenig aus, wenn du den Einfluss von > Umweltparametern ermitteln möchtest. Deine Messrate sollte so schnell > ein, wie sich die Parameter ändern. Und wenn du in diesem Intervall eine > Aussage über den Gang der Uhr machen möchtest, musst du entsprechend > genau messen. Es reicht wenn man den Zeitbedarf für ca 10.000 "Pendelsekunden" misst und mit echten 10.000 Sekunden (z.B. aus GPS) vergleicht, dann kann man schon mit einem ESP32 leicht auf 1-2 ppm kommen. In diesen knapp 3 Stunden wird sich der Luftdruck nicht relevant ändern und die Temperatur muss man halt einigermassen konstant halten. Die Langzeitmessungen über Monate sind dann halt viele solcher 3-h-Intervalle. Brüno schrieb: > Das Problem ist das langsame Pendel und dementsprechend die > verhältnismäßig langsame Intensitätsänderung. Irgendwo zwischen > Lichtschranke ist komplett offen und Lichtschranke ist komplett dicht > musst du einen Grenzwert für die Helligkeit definieren. Wird dieser > unterschritten, wird digital z.B. über einen Komparator weiter gemeldet, > dass das Pendel gerade in der Lichtschranke ist. In Kombination mit > Rauschen und unterschiedlich hellem Umgebungslicht kann sich dieser > Umschaltpunkt signifikant verschieben. Das Umgebungslicht ist für eine IR-Schranke mit schmalbandigem Empfänger kein Problem und das Messintervall von 10.000 "Pendelsekunden" mittelt das raus. Notfalls schaltet man einen Schmitt-Trigger hinter die Lichtschranke.
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Stephan S. schrieb: > Es reicht wenn man den Zeitbedarf für ca 10.000 "Pendelsekunden" misst > und mit echten 10.000 Sekunden (z.B. aus GPS) vergleicht, dann kann man > schon mit einem ESP32 leicht auf 1-2 ppm kommen. der Vergleich mit den echten Sekunden ist nicht das Problem. Bernd hatte eine Abweichung von 1 bis 10s in 100 Tagen in den Raum geworfen. 1s in 100 Tagen ist ca. 0,1 ppm. Bei einem Messintervall von 10 000s entspricht das 1ms. Bei 2° Auslenkung und 25cm Pendellänge bewegt sich das Pendel mit 45mm/s, also 0,045mm in 1ms. Ich weiß nicht, ob man das mit einer Lichtschranke mit 0,5mm Schlitzbreite erreicht. Ich hoffe, dass ich mich nicht verrechnet habe.
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Bernd F. schrieb: > Ich erkenne das Problem immer noch nicht. Das Problem ist keins; Leute wie ich sind nur überrascht, dass sich Bewegung so viel schwerer als Zeit messen lässt. Stephan S. schrieb: > Das Umgebungslicht ist für eine IR-Schranke mit schmalbandigem Empfänger > kein Problem Hier scheint gerade die Sonne und die billigen Lichtschranken EE-SX1070 oder TCST2300 sind damit hoffnungslos überfordert. Den Unterschied zwischen direktem Sonnenlicht und den Reflexionen von hellem Beton sieht man schon deutlich. Und wenn die nur die Reflexionen im Zimmer erwischen, sehe ich ab 20 bis 30 mA LED-Strom keinen Einfluss mehr. Also so freihändig, mit dem Ohmmeter. Messen geht nur mit einem halbwegs realistischen Aufbau. Die TCST2300 dürfte 2 Vorteile gegenüber der EE-SX1070 haben: - 0.25 statt 0.5 mm Blende - nur 3 statt 8 mm Spaltbreite. Der Fototransistor sieht umso mehr Umgebungslicht, je größer der Abstand zwischen Fototransistor und Pendel ist. Erstens direkt und zweitens als Reflexion am Pendel. Dabei fällt mir ein: die Platine mit der Lichtschranke sollte Langlöcher bekommen. Mit der EE-SX_1_070 hat man mehr Möglichkeiten als mit 3070 oder 4070. Man könnte den Fotostrom messen und den LED-Strom regeln. Auch wenn's nachher nichts bringt, man sollte es probieren. R. L. schrieb: > Bei 2° Auslenkung und 25cm Pendellänge bewegt sich das Pendel mit > 45mm/s, also 0,045mm in 1ms. > Ich weiß nicht, ob man das mit einer Lichtschranke mit 0,5mm > Schlitzbreite erreicht. Das könnte gerade noch funktionieren, siehe Bild.
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Bauform B. schrieb: > Hier scheint gerade die Sonne und die billigen Lichtschranken EE-SX1070 > oder TCST2300 sind damit hoffnungslos überfordert. Probieren geht über studieren. Ich hatte gottseidank 2 Stücke aus meinem Fundus zur Hand: 1. eine alte Pendeluhr meines Grossvaters 2. eine Lichtschranke mit IR-Sender (LD274-3) und -Empfänger (TEFT4300). Letzterer reagiert auf Sonnenlicht praktisch gar nicht (> 880 nm) Dazu ein Mini-Oszi und einen Logik-Analysator plus Pulseview. Jetzt zu den Bildern: die "situation" zeigt Bild 1. Die Sonne steht tief und scheint ins Zimmer. Vorne ist der Sensor, hinten die IR-LED (das "lila" Licht). Man sieht, dass das Pendel schräg auf den Sensor trifft, also eher ungünstig. Daraus resultiert eine Flanke von immerhin 15 ms (flanke1), die aber im LA sogar ohne Schmitt-Trigger verschönert wird (flanke 2, Abtastrate = 8 MHz). Das dürfte für eine Auswertung ausreichend sein, sofern man das Messintervall lang genug macht (siehe oben). Selbst diese extrem schlechte Flanke reicht für die Messung aus. Edit1: vor dem LA sitzt ein SN74LVC244 Edit2: der Sensor hatte keine Loch- oder Schlitz-Blende davor, die 15 ms kann man also noch verbessern
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Bernd F. schrieb: > Aber: Nach 30 Tagen wäre der Unterschied zwischen Hell-Dunkel > im Tausendstel Sekundenbereich. Nach 30 Tagen hat sich die Temperatur 135 Mal geändert der Luftdruck 53 mal. Du lernst also aus dem Unterschied nach 30 Tagen kein bisschen über die Korrelation zwischen Gang und Temperatur bzw. Luftdruck, weil du keinen Zusammenhang mehr herstellen kannst, sondern nur den mittleren Gang über diesen Zeitraum kennst. Stephan S. schrieb: > Daraus resultiert eine Flanke von immerhin 15 ms > (flanke1), die aber im LA sogar ohne Schmitt-Trigger verschönert wird > (flanke 2, Abtastrate = 8 MHz). > > Das dürfte für eine Auswertung ausreichend sein, sofern man das > Messintervall lang genug macht Wenn du den Gang der Uhr jede Stunden auf 1s/a genau bestimmen willst, muss du dazu dazu den Durchgang des Pendels auf etwa 100µs genau erfassen. Der Schmitt-Trigger redet nur die Flank schön und verhindert Flackern des digitalen Signals durch Rauschen - sonst nicht. Oder anders ausgedrückt: Du musst dazu die Position deiner 15ms langen Flanke auf 100µs genau auf der Zeitskala verorten.
Rainer W. schrieb: > Oder anders ausgedrückt: Du musst dazu die Position deiner 15ms langen > Flanke auf 100µs genau auf der Zeitskala verorten. Wenn man die Gesamtdauer von 10.000 Flanken auf 1 ms genau messen kann, dann ist man unter 1 ppm (10.000 Sekunden sind 10.000.000 ms - entspräche 0.1 ppm). Das Pendel pendelt ja monoton, nicht mal so und ein andermal so - von Erdbeben o.ä. abgesehen, da muss man halt ein anderes Mal nochmal messen - und einzelne Abweichungen mitteln sich bei 10.000 Pendelschlägen raus. Wenn Bernd dann mehrere Messintervall bei gleichen Bedingungen auswertet, würde er ja Abweichungen sehen.
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Stephan S. schrieb: > Wenn man die Gesamtdauer von 10.000 Flanken auf 1 ms genau messen kann, > dann ist man unter 1 ppm Bei einem Sekundenpendel hast du pro Stunde nur 3600 Flanken. Außerdem brauchst du zur Bestimmung des Ganges auf 1s/a immerhin 0.03 ppm
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Rainer W. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Wenn man die Gesamtdauer von 10.000 Flanken auf 1 ms genau messen kann, >> dann ist man unter 1 ppm > > Bei einem Sekundenpendel hast du pro Stunde nur 3600 Flanken. Außerdem > brauchst du zur Bestimmung des Ganges auf 1s/a immerhin 0.03 ppm 10.800 Flanken sind 3 Stunden. Und Bernd hat nicht von 0.03 ppm gesprochen: Bernd F. schrieb: > Das Ziel soll sein, nach 100 Tagen eine Abweichung zur Referenzuhr? > von 1-10 Sekunden zu bestimmen. Das wäre in 1 Jahr 3,7 - 37,5 Sekunden. Also ca 0,1 - 1,2 ppm
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Alle 18 Stunden bekommt man einen Referenzwert in ppm. Wenn man diesen Eingeregelt hat, dann bekommt man in 24 Tagen raus, wie viel die Jahresabweichung beträgt, bei den aktuellen Umweltbedingungen.
Womit wir wieder hier gelandet wären: Brüno schrieb: > Eine statische, helle Lichtquelle, z.B. einen Laser, ein Stück > Rasierklinge am unteren Ende des Pendels, eine Kombination aus konvexer > Linse [oder unendlich korrigiertem Mikroskopobjektiv], [10um] Lochblende und Photodiode in einem lichtdichten Röhrchen verpackt > und ein simpler Transimpedanzverstärker mit Komparator sind völlig > ausreichend. Der Aufbau klappt mit ein bisschen handwerklichem Geschick oder 3D-Druck im Handumdrehen, das Material liegt grob geschätzt unter 50€.
Chris S. schrieb: > Alle 18 Stunden bekommt man einen Referenzwert in ppm. Bei typische Temperaturänderungszyklen in einem bewohnten Haus reichen 18h als Zeitauflösung bestimmt nicht aus (s. Abtasttheorem v. Shannon). Aliasing-Effekte sind absolut schädlich, wenn es um die Korrelation der Gangwerte mit den anderen Größen geht.
Bernd F. schrieb: > Ich verstehe (Als Nichtelektroniker) nicht das Problem mit > der Lichtschrankenauswertung. Wenn Du die Gelegenheit und viel Geduld hast, zerlege mal eine Zeiger-Funkwanduhr. Die haben je ein Loch in den Zahnrädern und erkennen per Lichtschranke, wann diese ihre 12:00-Stellung haben.
Ich verstehe die Problematik immer noch nicht. Natürlich könnte ich Sensorscheiben auf der Sekundenwelle (1x Auslösung/Minute) oder Stundenwelle (1x Auslösung/Stunde) anbringen. Würde die Datenmenge reduzieren, aber die Nachverfolgung kleiner Störungen durch Temperaturänderungen (Türöffnung) oder Erschütterungen (Vorbeifahrender Autokran) fast unmöglich machen. Erst die synchrone Aufzeichnung von Temperatur, Luftdruck und Erschütterungen im Vergleich zu den Gangwerten der Uhr ist doch aussagekräftig. All diese Werte sollten als Graph synchron sein. Grüße Bernd
Bernd F. schrieb: > Würde die Datenmenge reduzieren, aber die Nachverfolgung kleiner > Störungen durch Temperaturänderungen (Türöffnung) oder Erschütterungen > (Vorbeifahrender Autokran) fast unmöglich machen. Und damit das bei den geforderten paar ppm nicht erst nach 10000 Sekunden klappt, muss man den Durchgang des Pendels wiederholbar im us-Bereich erfassen können. Das klappt am einfachsten wie oben beschrieben, eine stupide Lichtschranke mit dank den langsamen Bewegungen 15ms Flanke ist damit völlig überfordert.
R. L. schrieb: > Bei 2° Auslenkung und 25cm Pendellänge bewegt sich das Pendel mit > 45mm/s, also 0,045mm in 1ms. Brüno schrieb: > eine stupide Lichtschranke mit dank den langsamen > Bewegungen 15ms Flanke ist damit völlig überfordert. Bernd F. schrieb: > https://www.youtube.com/watch?v=_DzwmfHL5C4 In dem Video von der Turmuhr gibt es ein Bauteil, das sich deutlich schneller bewegt als der ganze Rest. Bei den meisten Uhren gibt es sowas nicht, aber: Bernd F. schrieb: > Das ist ja auch keine normale Hemmung. Gibt es hier auch so einen "springenden Hebel"? Evt. kann man den sogar noch verlängern, einmal für eine noch steilere Flanke und zweitens, damit man die sperrige Lichtschranke leichter unterbringt. An der Stelle wäre auch Platz für eine Abdeckung gegen Tageslicht.
Bauform B. schrieb: > Evt. kann man den sogar noch verlängern, einmal für eine noch steilere > Flanke und zweitens, damit man die sperrige Lichtschranke leichter > unterbringt. Soetwas macht man mit einem Lichtzeiger bzw. optischer Abbildung und bastelt nicht an der Uhr rum. Ein Doppelphotodiode zusammen mit vernünftiger Optik dürfte es erlauben, den Pendeldurchgang auf bestimmt 10µm genau zu erfassen, wenn man die beiden Signale auf einen Komparator gibt (z.B. PR5001 S.4). https://www.tme.eu/Document/2d3a2176dc8709997338748b84fb58cc/PR5001.pdf
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Rainer W. schrieb: > https://www.tme.eu/Document/2d3a2176dc8709997338748b84fb58cc/PR5001.pdf Spektrum geht weit in das sichtbare Licht -> Fehlfunktionen vorprogrammiert
Stephan S. schrieb: > Spektrum geht weit in das sichtbare Licht -> Fehlfunktionen > vorprogrammiert Eine vernünftige Optik darf auch gerne ein IR-Filter enthalten ;-) Aber du scheinst das Prinzip nicht verstanden zu haben. Beide Photodioden bekommen das gleiche Störlicht. Prinzipbedingt bleibt damit die Position des Schnittpunktes unabhängig vom Untergrundlicht. Das Empfindlichkeitsmaximum liegt sowieso außerhalb des sichtbaren Spektrums. Falls es beruhigt, kann man vor dem Empfänger ein IR-Filter einbauen. Stephan hatte so eine differentielle Messung auch schon angeregt. Stephan schrieb: > Drum dachte ich eher an was differenzielles mit 2 Sensoren.
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Rainer W. schrieb: > Beide Photodioden bekommen das gleiche Störlicht. Prinzipbedingt bleibt > damit die Position des Schnittpunktes unabhängig vom Untergrundlicht. ...wenn beide die gleiche Empfindlichkeit haben. Mit der PR5001 könnte es funktionieren: "Produced as one chip, the photodiodes offer a very good symmetry". Dann fehlen nur noch 2 logarithmische Verstärker mit ähnlich gutem Gleichlauf. Normal misst man ja den Kurzschlussstrom, aber könnte man nicht doch die Spannung messen? Dann hätte man doch log(Helligkeit)?
Rainer W. schrieb: > Aber du scheinst das Prinzip nicht verstanden zu haben. > Beide Photodioden bekommen das gleiche Störlicht. Prinzipbedingt bleibt > damit die Position des Schnittpunktes unabhängig vom Untergrundlicht. > Das Empfindlichkeitsmaximum liegt sowieso außerhalb des sichtbaren > Spektrums. Falls es beruhigt, kann man vor dem Empfänger ein IR-Filter > einbauen. Kapiert und akzeptiert. Ich dachte zuerst, dass die 2 Sensoren die Bewegungsrichtung erfassen sollen. Ich fürchte nur, dass an der Hemmung dafür eben kein Platz ist https://www.mikrocontroller.net/attachment/664375/IMG_1419.jpeg
Stephan S. schrieb: > Das dürfte für eine Auswertung ausreichend sein, sofern man das > Messintervall lang genug macht (siehe oben). Selbst diese extrem > schlechte Flanke reicht für die Messung aus. Danke für diese Information. Kannst Du vielleicht die Einzelintervalle über 24 h aufzeichnen, nachdem die Aufwärmphase der Messeinrichtung erreicht ist? Da würde man sicherlich den kurzzeitigen Jitter und längerfristig eine Tag-Nacht Abweichung erkennen.
Mi N. schrieb: > Stephan S. schrieb: >> Das dürfte für eine Auswertung ausreichend sein, sofern man das >> Messintervall lang genug macht (siehe oben). Selbst diese extrem >> schlechte Flanke reicht für die Messung aus. > > Danke für diese Information. > Kannst Du vielleicht die Einzelintervalle über 24 h aufzeichnen, nachdem > die Aufwärmphase der Messeinrichtung erreicht ist? > Da würde man sicherlich den kurzzeitigen Jitter und längerfristig eine > Tag-Nacht Abweichung erkennen. Die Uhr meines Grossvaters (vermutlich sogar Urgrossvaters) stammt aus der Mitte des 19. Jahrhunderts und wird nur zur Zierde genutzt. Ich habe die für den Versuch gestern nur ganz kurz aufgezogen (lief dann vielleicht 1 Minute, die Feder hat eine Macke). Es ging mir nur darum, ob eine schräge Flanke des Phototransistors sauber zu einem digitalen Impuls gewandelt werden kann (ohne bzw. ggf. mit Schmitt-Trigger). Ob die Uhr 24 Stunden durchhält möchte ich nicht riskieren.
Viel Palaver hier und nix konkretes... Wenn hier hie ultimative Lösung gesucht wird die aus dem Stegreif richtig funktioniert, dann seid ihr alle auf dem Holzweg!
Esmu P. schrieb: > Viel Palaver hier und nix konkretes... > > Wenn hier hie ultimative Lösung gesucht wird die aus dem Stegreif > richtig funktioniert, dann seid ihr alle auf dem Holzweg! Ein wahrer Kenner und Könner hat gesprochen... Muahahahaaa...😆😆😆
Bauform B. schrieb: > Dann fehlen nur noch 2 logarithmische Verstärker mit > ähnlich gutem Gleichlauf. Niemand braucht einen hohen Dynamikbereich. So weit sollte man das Untergrundlicht schon im Zaum halten. Den Kurzschlussstrom kann man mit je einem Transimpedanzverstärkern in eine Spannung für einen Komparator umwandeln. Der Gleichlauf ist dann recht gut durch die Paarung von zwei Widerstand definiert, falls man für den Komparator und die OPs nicht den billigsten Müll nimmt (Offsetspannung).
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Stephan S. schrieb: > Es ging mir nur darum, ob eine schräge Flanke des Phototransistors > sauber zu einem digitalen Impuls gewandelt werden kann (ohne bzw. ggf. > mit Schmitt-Trigger). Natürlich geht das irgendwie. Die hier geforderten paar ppm hast du aber um Größenordnungen verfehlt.
Rainer W. schrieb: > Niemand braucht einen hohen Dynamikbereich. So weit sollte man das > Untergrundlicht schon im Zaum halten. OK; es lohnt sich nicht. Das Nutzsignal ist ja der Unterschied zwischen Fremdlicht und Laser und wenn der zu klein wird, hilft alles nichts. Stephan S. schrieb: > An der Hemmung ist kein Platz für eine Lichtschranke, siehe Bild. Also gehört die Fotodiode senkrecht über die Hemmung, so weit oben wie möglich. Sie muss nur den entscheidenden "Hebel" sehen können. Eine Laserdiode müsste irgendwo schräg darüber montiert werden, so, dass der reflektierte Lichtpunkt über die Fotodiode wandert. Dieses bewegliche Teil könnte z.B. poliert und verchromt werden. Oder könnte man direkt einen Spiegel aufkleben, weil das Gewicht an der Stelle keine Rolle spielt? Das hört sich fast zu einfach an. Wahrscheinlich sind zu viele Zahnräder im Weg. Aber im Prinzip könnte das die Auflösung deutlich verbessern, besonders, wenn sich der Spiegel sprunghaft bewegt. Rainer W. schrieb: > Den Kurzschlussstrom kann man mit > je einem Transimpedanzverstärkern in eine Spannung für einen Komparator > umwandeln. Der Gleichlauf ist dann recht gut durch die Paarung von zwei > Widerstand definiert, falls man für den Komparator und die OPs nicht den > billigsten Müll nimmt (Offsetspannung). Was hält man vom OPA2607?
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