Hallo!
Ich suche eine einfache Möglichkeit das analoge Signal eines
Dehnmesssstreifens drahtlos zu übertragen, da ich auf dem Gebiet der
Elektrotechnik nur sehr wenig Kenntnisse habe.
Infrarot und ähnliche Sichtverbindungen kommen nicht in Frage, da sie
schlecht angebracht werden können.
Am besten wäre ein kleines fertiges Funkmodul, wo ich direkt ein
analoges Signal einspeisen kann. Das meiste auf den Markt scheint ja nur
für digitale Signale gedacht zu sein, wie beispielsweise die FM-Module
vom großen C.
Wie lässt sich ein Siganl entsprechend kodieren?
Noch eine Frage: Kommt aus einem Festspannungsregler auch wirklich eine
konstante Spannung oder sind doch gewisse Toleranzen zu erwarten? Ich
muss ja den DMS auch geeignet versorgen, dessen Widerstandänderung ist
ja nicht wirklich groß: 350 Ohm +/-1 Ohm.
Vielen Dank für eure Hilfe.
Ein DMS benoetigt einen Wandler, der das Signal auf einen sinnvollen
Wert versterkt. Hintenran koennte man einen voltage-to-frequency wanler
montieren, dann haette man ein digitales signal zur Uebertragung. Aber
ich denke Du solltest da ein wenig weiter denken. Was kommt auf der
empfangsseite ? Muss gespeichert werden ? usw.
Dankeschön.
Der DMS ist natürlich nicht alleine, über die übliche Wheatstonesche
Messbrücke mess ich nur die Spannungsdifferenz. 1-2 Millivolt so etwa.
Verstärken ist vermutlich nicht das Problem. Das sollt ich hinkriegen.
Kannst du mir nen Tipp geben, welche Module/Chips man wie kombinieren
könnte?
Ich verstehe von ET nur sehr wenig. Gibt es nicht beispielsweise für
Audioanwendungen fertige Lösungen? So dass man möglichst nur an einen
bestimmten "Pegel" anpassen muss.
Am Schluß soll wieder das analoge Signal rauskommen. Die Verbindung soll
"lediglich" ein Kabel ersetzen.
Ein paar zusätzliche Daten würden helfen Dir zu helfen.
Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?
Wie ist das Umfeld?
Wie oft muss der Messwert übertragen werden?
Wie genau willst Du messen (Auflösung)?
Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?
Ich würde (ausgehend von den Daten, die ich bisher habe) folgendes
machen:
Messbrücke mit Differenzverstärker und Spannungsreferenz
|
A/D-Wandler
|
Funkmodul (868, 433, oder 2,4 je nach Umfeld und Datenrate)
Die beiden letzten gibt es auch kombiniert z.B. EnOcean STM110
(http://www.enocean.com/de/enocean_module/stm-110-stm-110c/). Hohe
Datenraten wirst Du damit aber nicht erreichen.
Grüße,
Dirk
Kannst du z.B. mit ZigBee machen. Kauf dir ein ETRX2 Modul, oder eben 2
von telegesis, da hast du direkt analoge Eingänge, die du per Funk
abfragen kannst. Allerdings musst du deine paar mV da erst noch
verstärken. Aber da müsstest du praktisch nix programmieren, die Dinger
lassen sich per UART über AT Kommandos anlabern.
Wie schnell soll die Sache denn abgefragt werden?
Ich versuch mal die Fragen zu beantworten:
Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?
->max.15-20cm
Wie ist das Umfeld?
->wie meinst du das genau? es sind überall Metallteile drumherum,
allerdings schon soweit offen das das Ganze kein faradayschen Käfig
bilden sollte.
Wie oft muss der Messwert übertragen werden?
->naja, das ganze muss schon ein paar Sekunden permanent übertragen
werden, es soll kein konkreter Wert, sondern eher ein charakteristischer
Dehnungsverlauf übertragen werden.
Wie genau willst Du messen (Auflösung)?
->meinst du digital?: 12bit müssten ausreichen, ich will das Signal aber
auch so wenig wie möglich verfälschen, deshalb soll es auch nicht
weniger sein. Ich gehe momentan von einer Abtastfrequenz von etwa 10kHz
aus.
Da kommt schon ein ganz schöner datenstrom zusammen.
Ich bin anfangs davon ausgegangen, das es am einfachsten wäre das Signal
direkt analog über Frequenzmodulation zu übertragen
Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?
->auf Senderseite soll das Ganze mit Batterie versorgt werden und da
wäre es schön wenn man damit, dann schon ein paar Stunden hinkommt. Die
Messbrücke (4x350Ohm) braucht allerdings alleine schon 14mA, wenn man
sie mit der eigentlichen Spannung von 5V betreibt. Man könnte aber die
Spannung auch noch etwas absenken.
Eure Modul-Tipps werd'ich erst morgen auswerten. Vielen Dank erstmal und
schönen Abend.
Was passiert eigentlich am Ende mit den Messwerten? Wenn am Ende
irgendein digitales Glied hängt, dann würde ich das Signal von
vornherein A/D wandeln und als solches übertragen... gerade wo du sagst,
dass es möglichst wenig verfälscht werden soll.
Analog Devices (http://www.analog.com) hat hervorragende A/D-Wandler mit
hoher Wert- und Zeitauflösung und Pollin (http://www.pollin.de) hat
Module zur digitalen Übertragung (115 kbps).
Wenn alles bis zum bitteren Ende analog bleiben muss, dann habe ich
nichts gesagt ;)
Chris wrote:
> Wie weit musst Du mit der Funkübertragung kommen?> ->max.15-20cm
Also ziemlich kurz.
> Wie ist das Umfeld?> ->wie meinst du das genau? es sind überall Metallteile drumherum,> allerdings schon soweit offen das das Ganze kein faradayschen Käfig> bilden sollte.
Metallteile ist eine Information. Ich meinte auch:
* andere Funksysteme
* große Elektromotoren
* Funkenstrecken, etc.
> Wie oft muss der Messwert übertragen werden?> ->naja, das ganze muss schon ein paar Sekunden permanent übertragen> werden, es soll kein konkreter Wert, sondern eher ein charakteristischer> Dehnungsverlauf übertragen werden.
Dann noch die Frage: Wieviel Verzögerung kannst Du Dir erlauben?
Könntest Du die Daten sammeln und zeitversetzt senden oder muss
irgendeine Einrichtung darauf möglichst schnell reagieren, weil sonst
was kaputt geht?
> Wie genau willst Du messen (Auflösung)?> ->meinst du digital?: 12bit müssten ausreichen, ich will das Signal aber> auch so wenig wie möglich verfälschen, deshalb soll es auch nicht> weniger sein. Ich gehe momentan von einer Abtastfrequenz von etwa 10kHz> aus.> Da kommt schon ein ganz schöner datenstrom zusammen.> Ich bin anfangs davon ausgegangen, das es am einfachsten wäre das Signal> direkt analog über Frequenzmodulation zu übertragen
Um eine Digitalisierung wirst Du nicht herum kommen. Ab 1% Genauigkeit
(etwa 10 bit Auflösung) fährt man im Allgemeinen mit digitalen Verfahren
billiger.
> Wieviel Energie (Spannung/Strom) hast Du zur Verfügung?> ->auf Senderseite soll das Ganze mit Batterie versorgt werden und da> wäre es schön wenn man damit, dann schon ein paar Stunden hinkommt. Die> Messbrücke (4x350Ohm) braucht allerdings alleine schon 14mA, wenn man> sie mit der eigentlichen Spannung von 5V betreibt. Man könnte aber die> Spannung auch noch etwas absenken.
Wenn der Messvorgang nur einige Sekunden dauert und dann lange Pause ist
kann das (mit einer vertretbar großen) Batterie machbar sein.
Ein paar hilfreiche Links und Antworten:
Zuerst mal Auswertung des Dehnungsmesstreifens:
http://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentierungsverst%C3%A4rker> Noch eine Frage: Kommt aus einem Festspannungsregler auch wirklich eine> konstante Spannung oder sind doch gewisse Toleranzen zu erwarten? Ich> muss ja den DMS auch geeignet versorgen, dessen Widerstandänderung ist> ja nicht wirklich groß: 350 Ohm +/-1 Ohm.
Sicher hat jeder Festspannungsregler Toleranzen (Billige 5%, teuere
0,X%). Der Trick ist die Festspannung als Betriebsspannung für die
Messbrücke und als Referenz für die A/D-Wandlung zu benutzen. Die
Toleranzen des Reglers werden dann auf die Gleichtaktunterdrückung
deines Instrumentierungsverstärkers reduziert.
Der oben genannte Link zu den A/D-Wandler ist auch nicht verkehrt. Aber
evtl. ist ein µC mit A/D-Wandler besser, da Du Dir einen Haufen
Ansteuerung sparst.
Mit dem RFM12-Modul sollte das auch klappen. Du wirst Dir nur etwas
Gedanken über Absicherung/Plausibilitätsprüfung deiner Daten machen
müssen, sobald ein anderes 433MHz Funksystem in die Nähe kommt. Wobei
Dir die geringe Entfernung sehr entgegen kommt.
Die Widerstände haben ja eine gewisse Toleranz, auch wenn man sie vorher
vermisst, wird der Wert nicht unbedingt genau um Null schwanken, zumal
die DMS durchaus mal getauscht werden sollten.
->lässt sich das Signal also irgendwie automatisch zu "normieren", also
einen unbekannt hohen (Spannungs-)Offset beseitigen?
Ich habe schon gehört, dass die A/D-Wandler-Chips das Signal nur auf
Masse ihrer eigenen Versorgungsspannung beziehen, deshalb ist die
Spannungsreferenz nötig. Wie funktioniert das genau?: Was sind für
Bauteile prinzipiell nötig und und wie könnten sie angeschlossen werden?
Das Signal ist nicht zeitkritisch, es könnte durchaus gespeichert werden
und dann zu einem gewissen Zeitpunkt auf einmal übertragen werden.
Allerdings soll das schon per Funk geschehen. Also nicht nur "vor Ort"
speichern, und irgendwann mal per Kabel und Rechner abholen.
Wie groß schätzt ihr, wird so ein gesamter Aufbau werden?
Funkmodul+Mikrocontroller+A/D-Wandler+Spannungreferenzschaltung+Verstärk
er
Beim Festspannungsregler interessiert mich vorallem das eine konstante
Spannung über einen längeren Zeitraum rauskommt, das scheint ja so zu
sein, nicht primär die Spannungshöhe. Schließlich hätte das riesigen
Einfluß.
Am Ende hängt ein Rechner mit LabView drauf... :-) Nur wie krieg ich das
auf digitalem Wege direkt in das Programm? Zur Zeit ist das halt eine
Art Messwerterfassungskarte speziell für solche Messbrücken. Werd gleich
mal beim Hersteller anfragen. Dir mehrfache Umwandlung ist natürlich
ziemlich ungünstig.
@ 2921:
Was ist eine ID-Diode? Das Teil rotiert, also ändert sich ständig auch
der Abstand zwischen Sender und Empfänger. Magnetische Kopplung wird
wohl da eher nicht in Frage kommen. Es dreht sehr langsam, also ist der
Dopplereffekt in dem ich in einem anderen Beitrag gelesen hab kein
Problem.
Störeinflüsse:
Es gibt zur Zeit einen E-Motor, der den Aufbau in Rotation versetzt.
Aber es wäre durchaus denkbar das später Netzteile, Motoren, andere
Funksysteme etc. in der Nähe sein könnten. Da ist doch eine digitale
Übertragung in einem hohen Frequenzbereich recht störsicher?
Folgendes würde ich unter Zuhilfenahme meiner rudimentären
Elektronikkenntnisse aneinanderschräubeln:
- ATMEGA 8-16 DIP: der hat einen integrierte 10-bit-A/D-Wandler und kann
Messungen im Ruhezustand durchführen, um die Messung nicht durch
digitale Störsignale zu verfälschen. Kostenpunkt 1,70 EUR bei Reichelt
- RFM02 von Pollin (4,95): einfach per SPI an den Microcontroller
anschließen
- Mit irgendeinem LM-schlagmichtot eine konstante Spannung mit dem
Referenzaufbau im Datenblatt erzeugen und einen dicken
Glättungskondensator einsetzen. Kann sein, dass du mehrere Spannungen
erzeugen musst: eine als Referenzspannung für den Analog-Konverter und
eine als Betriebsspannung für den Microcontroller - ich empfehle erstmal
beide auf 5V zu setzen und mit einem OP-Amp das Messignal zu verstärken
(hier hören meine Kenntnisse auf ;) )
- Auf der Gegenseite einfach das zugehörige Funkempfangsmodul (gleicher
Ort, gleicher Preis) aufstellen und per SPI die Daten abgreifen.
Als Programmablauf würde ich Folgendes vorschlagen
- x-mal pro Sekunde mit dem Microcontroller eine Analog-Messung im
IDLE-Zustand durchführen und in einen Puffer ablegen (interner SRAM).
- Wenn der Puffer voll ist: Funkmodul einschalten, Daten senden,
Funkmodul ausschalten
- und so weiter
Natürlich kann man auf den Puffer verzichten, wenn man mag. Auch das
permanente Ausschalten des Funkmoduls wird nicht nötig sein, kann deine
Messung aber nur verbessern.
Was die Größe der Schaltung angeht... ich denke mit einfachsten Mitteln
und wenig Geschick schaffst du's nicht über 6 cm x 6 cm zu kommen. Mit
ausreichend Erfahrung und Werkzeug sollte die Platine nicht größer als
das Funkmodul selbst werden... ca 3 cm x 3 cm. Die Kosten für den Sender
liegen meiner Einschätzung nach bei ca 10 EUR.
Um die Funkstrecke zu testen gibt's bei Pollin ein nettes
Funk-AVR-Evaluationsboard. Einfach zu bauen.
Bevor du jetzt irgendwas bestellst, hol dir lieber nochmal 'ne Meinung
von jemandem ein, der mehr Ahnung davon hat als ich - ich programmiere
eigentlich nur ;)
Naja, bei den RFM Modulen sollte man schon bedenken, dass die keinerlei
Kodierung und keinerlei Datensicherheit bieten. Man muss also mindestens
eine Manchester-Kodierung selber implementieren, eine Checksumme, besser
CRC dazu usw.
Vielleicht kommt man da mit besseren Funkmodulen mit weniger Aufwand ans
Ziel.
ZUR Referenz. Die muss natürlich mit einer Referenzspannungsquelle
bereitgestellt werden und nicht mit einem Festspannungsregler.
Desweiteren brauchst du, wie schon beschrieben einen
Instrumentenverstärker. Gibts mittlerweile schöne Sachen bei LT und
Analog Devices.
Auf jeden Fall musst du einen Zero-Drift nehmen, dessen Offset-Spannung
so klein wie möglich ist, um an deinem DMS was sinnvolles zu messen.
Das ganze ist nicht mal eben so gemacht, das ist ja schon fast eine
Diplomarbeit an der FH. ....Soll es vielleicht sogar eine sein? Hört
sich so an...
Nein keine Sorge: es ist keine Diplomarbeit. Es sollte eine Belegarbeit
werden.
Allerdings komm ich vom anderen "Ufer": Ich studiere Maschinenbau. :-)
Prinzipiell versteh ich diese digitale Lösung, allerdings ist mir nicht
klar wie das konkret umgesetzt werden kann.
Ich brauche eine einfachere Möglichkeit. Ich brauch zunächst nur eine
einfache Verbindung, ohne automatisches Abschalten, zeitverzögertes
Senden usw.
Das ganze am besten auf wenigen Modulen und wenigen zusätzlichen
Bauteilen basierend. Da der Aufbau auch "handwerklich" mit einfachen
Mitteln umgesetzt werden muss.
Kann man das ganze nicht durchweg analog aufbauen? Ähnlich einen
FM-Transmitters für den Mp3-Player?
Der Schaltung darf auch nicht zu groß werden, da er zum einen eine
Unwucht darstellt und zum anderen nicht allzuviel Platz beanspruchen
darf.
Hallo Chris.
ich habe eine Lösung für DMS und Funk schonmal gesehn..ich hab glaub ich
irgendwo die PDF noch rumliegen. War ein gebasteltes FUnkmodul, welches
sehr klein wahr. Hab da für meine Bachelorarbeit recherchieren müssen.
Meld Dich mal unter bastelolli(at)web.de
So long
der Olli
hallo bastelolli(at)web.de (die addy funzt leider nicht...)
ich hab den thread mitgelesen, weil ich eigentlich das selbe problem
habe wie der Chris.
ich besuche die technikerschule und hab ein projekt zu machen in dem ich
einen druck 1-10V analog per funk übertragen will und am andern ende
wieder ablesen möchte (wenn mgl. auch nur am voltmeter)
kannst du mit da bitte auch dein material zukommen lassen
welches du da für deine Bachelorarbeit recherchiert hast ???
und mich evtl. etwas supporten ?
vielen dank im vorraus
jens
(jepewe(at)gmx.com)
Hallo Jens!
Willst du nen Druckverlauf oder einen konkreten Druckwert?
Ich hab dir mal ein paar, vielleicht, mögliche Ideen geschickt. Für mich
entweder zu langsam, zu groß oder was anderes... :-)
Sorry wegen des Doppelpostings: Grade kam das die Mail doch nicht
zugestellt worden ist... Jens, wenn du was vom Olli bekommst, leite es
bitte an mich weiter, hast ja nun meine Mailaddy. Poste sie nur
ungern...
