Beschleunigungsmessung: Sensoren, Aufzeichnung etc. [Archiv] - Dynamic-Soaring.de

Tim Medhurst

02.01.2010, 11:52

Folgende Beiträge sind verschoben aus:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/showthread.php?t=299

Hallo Christoph,

Jaro und ich haben vor circa 1 Jahr auch über die Beschleunigungskräfte diskutiert, mit dem Resultat,
dass ich versucht habe, einen Sensor mit einfachen Mitteln zu bauen.
Herausgekommen ist das:

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1600&stc=1&d=1262425239

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1601&stc=1&d=1262425909
Im Prinzip ein simpler Biegebalken mit einer Masse am freien Ende.
Appliziert sind 4 DMS (Dehnungsmesstreifen) in einer Vollbrückenschaltung.
Funktioniert auch ganz gut, hat aber einige Nachteile:

ziemlich groß
nicht gedämpft, schwingt sich auf (Eigenfrequenz)
Empfindlichkeit sehr gering, braucht aufwändige Verstärker

Die Dämpfung und Größe sind nicht so kritisch, aber die Brücke gibt
typisch nur ein paar µVolt her. Das bedingt sehr hohe Verstärkungen
von einigen Tausend. Und genau da liegt der Grund warum ich das
Projekt nicht weiter verfolgt habe: Ich kann keinen vernünftigen
Verstärker der Güte und Größe bauen.
Kaufen ist möglich, aber teuer, das ist es mir nicht wert. Aber vielleicht
hat ja hier jemand das Know-How und die Möglichkeiten?

Zum Testen habe ich auf der Arbeit industrielle Messverstärker benutzt,
aber die sind zu groß (19" Rackeinschub) und vor allem teuer (>2k€). Dort haben wir
auch 3-Achs DMS Sensoren, aber die sind groß und teuer (>5k€)....
SolidState Sensoren müsste es auch geben, welche direkt eine
brauchbare (5V) Spannung ausgeben. Das wäre optimal für den Unilog...
WII, PS Controller, Kameras, IPhone etc haben so etwas ja drin, allerdings
wohl zu empfindlich für unseren Zweck.

Die Quadcopter haben ja auch solche Sensoren, evtl. gibt's da was mit
analogem Ausgang. Muss mal suchen...

GrußTim

Christoph Meier

02.01.2010, 12:17

Hey Tim,

es gibt ja auch fertige Bautweile für "wenig" Geld. Hier ein Link zu einem Datenblatt eines dual axis G-Sensor mit +/-70 G in X Achse und +/- 37G in Y Achse: http://www.farnell.com/datasheets/85384.pdf Kostet: 29,19€

Das Problem ist, dass er ein 0,5-4,5V Signal ausgibt, der Unilog aber nur 0-1,5V misst. Sprich man braucht einen Spannungsteiler o.Ä.. Für die Auslegung sind aber meine elektrotechnischen Fähigkeiten doch etwas zu eingeschlafen...

Gruß Christoph

PS: Vielleicht sollte man das in einen anderen Thread verschieben?!

Tim Medhurst

02.01.2010, 12:56

Hi,

das Teil sieht gut aus! Kannte ich bisher nicht.
Braucht scheinbar nur eine 5V Quelle und gibt dann analog
mit 27 bzw 55mV/g eine Spannung aus.

Das heist direkt am Unilog gingen bei max 1,5V circa 55g für den Sensor mit
27mV/g Empfindlichkeit, glaube ich. Sofern man keinen Offset hat....

Der max Swing des Outputs ist 0,25V-4,75V, das wird er aber so nicht erreichen,
glaube ich?

Very interesting....

Tim

Christoph Meier

02.01.2010, 19:12

Hi!

Der Nullpunkt des Sensors liegt bei 2,5V von da aus geht es dann + oder - 27mV/G.

Im Prinzip ist es wirklich Simpel 5V vom EMP-Akku dran (ok, wer es schön will schaltet noch nen Spannungsregler vor kosten ca. 0,50€) und greift das G-Kräftel (mSpannung mit Faktor 27*x-2500 umgerechnet) am Sensor ab.

Allerdings kann der Unilog nur 0-1,5V verarbeiten. Also muss man die 0,5-4,5V "hernunter Regeln". Man bräuchte also einen Faktor 1:3 am Ausgangssignal. Dann hätte man ein Siganl von 166-1500mV bzw. 9mV/g, Nullpunkt bei 833mV.

Das geht über zum einen per Spannungsteiler: Ohmische Widerstände, z.B. 1000K Vorwiederstand und über 500ohm die Spannung abgreifen - wobei hier nur das Prinzip beschrieben wurde, es fehlt noch die Berücksichtigung der Belasbarkeit des Sensors und der zusätzliche Messwiderstand im Unilog. Wie gesagt, da verlassen mich meine E-Technik Kentnisse

Bei der zweiten Möglichkeit habe ich einen Tip von einem Bekannten bekommen nach Operationverstärkern zu gucken, hatte hierfür aber noch keine Zeit. Denke aber das müsste auch simpel zu lösen sein. Hat keiner Erfahrung mit OPV?

Halte euch aber auf dem laufenden ;)

Gruß Christoph

Tim Medhurst

02.01.2010, 19:35

Hallo Christoph!

Wenn da ein Offset drin ist, muss man wie Du schreibst mit einem
Spannungsteiler arbeiten.
Das sollte gehen, der Eingangswiderstand des Unilog dürfte im 100kOhm
Bereich liegen, also kein Problem. Lässt sich ja ausprobieren mit
besagten Widerständen und einem Netzteil.

9mv/g ergibt dann immer noch einen großen nutzbaren Bereich, auch ohne
den OPamp. Obwohl es mit schöner wäre, dann könnte man den Offset gleich
wegmachen...
Montag rede ich mal mit "meinem" Elektroniker, evtl. kann der etwas basteln.

Gibt es noch andere Quellen außer Farnell, die langen was den Preis angeht
ganz schön zu, der Hersteller schreibt was von rund 10$ ?

GrußTim

Christoph Meier

02.01.2010, 20:34

Nabend!

Ja, Farnell ist schon eine Apotheke aber haben halt eine riesen Auswahl! Keine Ahnung wo es sonst noch welche gibt, Conrad hat nur welche bis 7g aber das wäre ja mehr als lutscher DS ;)
Für einen Versuch würde ich den bei Farnell kaufen, wenn es funktioniert und alle einen wollen kann man ja nochmal suchen :p

Hmmm, habe gerade versucht mich etwas bei den OPV "schlau" zu lesen... (hat nicht geklappt)
Das müsste eigentlich auch recht einfach gehen. Wenn man solch eine Schaltung aufbaut:

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9a/Op-verstaerker-a.png

Dann ergeibt sich eine Verstärkung von:

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/math/0/e/7/0e75efa02c1cfce3760c831b0cc40d02.png

(Quelle: http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen (http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen))

Wenn ich also an Ue die Ausgangsspannung des G-Sesnors anschließe, R4/R3 ein Verhältnis von 1/3 hat und ich an Ua den Unilog verkehrt herum ("-" an Ua, "+" and GND) anschließe müsste ich doch mein Messergebnis korrekt erhalten?!

Solch ein OPV müsste das doch können und kostet 2,50€: http://de.farnell.com/rohm/bd7542f-e2/cmos-op-amp-14-5v-sop8/dp/1716077

Frag das doch gleich auch mal deinen Eelektroniker ;)

Gruß Christoph

Bob Hopman

02.01.2010, 21:40

Hi Christoph, Tim,

TOP Lesefutter hier ;)

Hast Du, Christoph, schon Erfahrung mit Unilog und "Fremdsensoren"? Du redest zwar über ein eingangs Spannungsbereich, aber mann müsste die Makros in Excel auch noch umprogrammieren, damit er die Daten richtig darstellt in nach dem Auslesen!

Grüsse,

Bob

Christoph Meier

02.01.2010, 22:22

Hi Bob,

jain, hatte ein Pitot Rohr angefangen zu entwickeln, welches ich auf gleiche Art und weise betreiben wollte. Als dann der Sensor endlich mal kam (Farnell USA, hat ewig gedauert) hatte Stefan schon seinen im Angebot. Habe dann nicht mehr weiter gemacht weil kaufen doch einfachen ist ;)

Du könntest einfach die mV aufzeichen und dann in der Tabelle umrechnen. Ich arbeite allerdings nicht mit Ecel als Auswert Software sondern mit Logview. Wenn ich mich aber richtig erinner geht das dort auch recht simpel... Wenn alle strike reißen muss man mal ganz nett den Stefan fragen, der ist da auch extrem hilfsbereit! (Und sicher an solch einer Lösung auch interessiert)

In der Unilogbeschreibung steht auch das man Fremdsensoren betreiben kann.

Gruß Christoph

Bob Hopman

02.01.2010, 22:29

Ok! Das kann ich mal probieren!

Stephan ist immer freundlich und hilfsbereit, aber leider konnte er noch nicht Antworten auf meine Frage wann er mit GPS kommt ;) Das wäre echt super... einen 10Hz Sensor wie bei Eagle Tree und dann auf den UniLog anschliessen. Und dann noch einen G-Force Sensor und das Ding ist wiederum unschlagbar!

Liebe Grüsse,

Bob

PS ich beteilige mich gerne, vielleicht bekommt man Mengenrabatt :), an Komponenten auch zum Testen!

Tim Medhurst

03.01.2010, 10:39

Der Schaltplan zum Verstärker sieht gut aus, genauso geht's.
Ein paar zusätzliche Komponenten wären schön, um den Nullabgleich und
die Kalibrierung zu machen (Trimmpotis), aber sonst ist es wirklich so einfach.
Man muss evtl. ein wenig auf die gemeinsamen elektischen Massen achten,
keine Ahnung ob die Teile allergisch reagieren wenn man den Sensor, Unilog
und Verstärker aus einer Quelle mit gemeinsamer Masse speist?

Die Auswertung der Messdaten ist einfach, sowohl das Unilog Exel als auch
LogView haben ja eine Tabellenförmige Messdatenausgabe, danach kann
man per Hand frei umrechnen, im einfachsten Fall Messwert/27=G, evlt. noch einen
konstanten Offset abziehen. Den Unilog Eingang kann man ja auch Spannungs-
aufzeichnung umstellen.

Morgen werden hoffentlich die Unklarheiten beseitigt, dann wird bestellt.

Schönen Sonntag!Tim

Christoph Meier

03.01.2010, 13:44

Also bin dabei, können die Bestellung auch gerne über meinen Account machen... Wie viele sollen es denn werden... ab 5 gibt es Mengenrabatt?! ;)

Gruß Christoph

Bob Hopman

03.01.2010, 14:35

Christoph, ich bin dabei.. für 1 Stück! Die 5 sollten wir doch hinbekommen oder?!

Grüsse,

Bob

Jaro_U

03.01.2010, 15:22

Wow, das geht ja gut voran hier! Sehr interessant!

Tim, Du bist mein Mann! Ich stelle dann ein Modell zur Verfügung und quäle das Ding im DS... :)

Wahrscheinlich wird das ja recht klein, oder? Dann könnte man es in mehreren Modellen mitfliegen lassen. Mit was für Abmessungen rechnet ihr für alles zusammen, also Sensor, Messverstärker, Logger usw.?

Es gibt den besagten Sensor auch mit nur einer Achse "ADXL78", vielleicht ist der günstiger?

Habe bei der Recherche auch noch eine Seite mit diversen anderen Sensoren gefunden: http://www.sander-electronic.de/be00006.html
Vielleicht ist davon irgendwas noch besser geeignet? :confused: Ich kenne mich mit diesem Kram überhaupt nicht aus... Dort gibt es auch welche mit 100g (und mehr, aber das ist vielleicht nicht nötig!?).

Diesen Link hatte ich Tim vor einiger Zeit schon geschickt, als wir über das Thema sprachen, der Vollständigkeit halber füge ich ihn hier nochmal ein: http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9364
Vielleicht gibt es clevere Elektroniker, die sowas umbasteln können...!? Oder es gibt ein passendes Evaluation Board auch für andere Sensoren?

Zu erwartende g-Kräfte: Ich habe mal ein paar Videos von sehr schnellen DS-Flügen analysiert, bei denen ich, durch die angesagten Geschwindigkeiten und gemessenen Zeiten pro Kreis, die Z-Beschleunigung abgeschätzt habe. Dabei kamen mittlere Werte von 20-30g (das würde für exakt runde Kreise gelten) und Maximalwerte für geschätzte kleinere Kurvenradien (aufgrund der elliptischen Flugbahn) von 50-75g heraus.

Liebe Grüße,
Jaro

Christoph Meier

03.01.2010, 19:25

Hallo,

bei Franell ist das Maxium an G 70, es gibt noch einen weiteren 2-Achs Sensor, der kann auch auf beiden Achsen 70 und kostet das gleiche. Die 1-Achs können alle weniger... Sonst habe ich noch keine mit vernünftigem Datenblatt finden können. Leider ist bei deinem Link kein Datenblatt dabei.

Es gibt auch erst bei 10 Mengenrabatt, sorry hatte ich falsch in Erinnerung :o

Jetzt aber was positives: War zwar eben nicht Dissen aber zumindest am Platz etwas Pylons scheuchen... Zufällig war auch jemand da, der sich mit Elektronik gut auskennt. Der sagte er fände das mit dem OPV unnötig. Ein Spannungsteiler würde voll ausreichen für unsere Zwecke, der OPV macht das ganze nur unnötig teuer und wird erst benötigt wenn man richtige Ströme runter regeln möchte oder gewisse Sicherheiten in der Schaltung braucht...

Denke ich werde mal seinen Rat befolgen und das ganze mit dem Spannungsteiler lösen - also nur zwei Widerständen a 0,20€.

Habe mal etwas rumgerechnet: R1:= 10K und R2:= 4,7K
Über R2 wird die Spannung U2 für den Unilog abgegriffen.
mit U2=U/(R1+R2)*R2 macht das dann bei U: 4,5V = U2: 1439mV und bei 0,5V = 160mV. Somit haben wir 9mV/g, Offset bei ~800mV

Jetzt brauchen wir nurnoch einen Spannungsregulator für die Versorgung vom G-Sensor, da die Eingangsspannung - glaube ich - Einfluss auf die Ausgangspannung hat?

Gruß Christoph

Tim Medhurst

03.01.2010, 19:49

Hallo,

ich habe auf Martin's Anregung hin gerade nochmal nach einem größeren,
weil einfacher zu lötendem Sensor geguckt. Auf dem Eagle Tree ist
auf Fotos ein MMA3201 zu erkennen, den gibt's auch bei Sander für
günstigere 20€.
Ich denke das wäre einen Versuch wert. Billiger und nicht ganz so schwierig
zu verlöten. Morgen wissen wir mehr.

Ich rufe bei Sander mal an und frage ob sie so ein Teil haben.

Gruß
Tim

Bob Hopman

03.01.2010, 21:17

Hi Christoph,

entweder nimmt man den Ausgang vom Spannungsregler im Flugzeug... ich fliege immer heufiger mit Lipo und Helitron, Emcotec oder wie sie auch alle heissen mit 5,5V Ausgang z.B.
Oder an sonsten einen Linear z.B. 7805 Regler oder so.. Ein Kondensator für kleine Peaks... sollte gehen.

LG,

Bob

Tim Medhurst

03.01.2010, 21:23

Jetzt brauchen wir nurnoch einen Spannungsregulator für die Versorgung vom G-Sensor, da die Eingangsspannung - glaube ich - Einfluss auf die Ausgangspannung hat?
Das ist nach längerem Lesen der Fall. Die "zero G" Spannung ist bei den
vorgestellten Typen immer Vdd/2. Wenn also die Versorgungsspannung
schwankt, geht der Offset des Ausgangs mit, die Messung wird unbrauchbar.

Der Unilog gibt geregelte 3,3V auf den A1 Messeingang aus, leider zu wenig.
Also werde ich wohl einen 2S Lipo und einen 5V Regler einbauen müssen.
Unilog wird dann vom Empfänger versorgt. Bischen doof, weil wieder Gewicht
und Platz drauf gehen, aber sonst wüsste ich nicht wie's gehen soll.

Denke ich werde mal seinen Rat befolgen und das ganze mit dem Spannungsteiler lösen - also nur zwei Widerständen a 0,20€.
Das wird funktionieren. Man verschenkt aber ein wenig Auflösung, macht
aber im praktischen Betrieb fast nix.
Schön wären halt 50g auf 1500mV zu verteilen, so sind es 50g auf 450mV.
Wie genau der Unilog auflöst weis ich leider nicht, evtl. ist es belanglos.
Versuch macht kluch :D
Tim

Bob Hopman

03.01.2010, 21:38

Der Unilog gibt geregelte 3,3V auf den A1 Messeingang aus, leider zu wenig.

Hi Tim,

frag doch mal nach beim Elektroniker nach einen Step-Up converter! Strom frisst den Sensor sicherlich nicht. Und von 3,1 auf 5V sind keine Welten!

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1252

Grüsse,

Bob

Christoph Meier

03.01.2010, 23:55

...Auf dem Eagle Tree ist
auf Fotos ein MMA3201 zu erkennen, den gibt's auch bei Sander für
günstigere 20€....

Habe mal gerade etwas die Netz-Suche gequält und das Datenblatt zum 3201 gefunden. Der kann nur +/-40g.

Aber er hat noch einen großen Bruder, den 3202, baugleich, kann aber in X-Richtung +/-100g und Y: +/-50g. Bei +/-100g sind es im Unilog immernoch ~6mV/g also hinreichend genau. Hier kann man die Datenblätter finden (http://www.datasheetdir.com/MMA3202D+Accelerometer)

Und hier gibt es den 3202 für 14,95€: http://www.csd-electronics.de/de/index.htm werde morgen bestellen, soll ich für jemanden mit bestellen?

Ich würde die Spannung aus dem Empfänger holen und auf 5V konstant regeln, man muss halt nur schauen das man mehr wie 5V am Empfänger hat.Eleganter wäre aber wirklich wenn man die Spannung am Unilog hochregeln könnte.

Gruß Christoph

Jaro_U

04.01.2010, 10:27

Der MMA3202D scheint mir sehr gut geeignet! :)

@Tim: In meinem neuen Opus wird ein 2S2P 1600mAh Lipo an der Emcotech Weiche hängen. Es sind also konstant 5,9V auf dem Empfänger. Ob diese Spannung aber auch bei großem Stromverbrauch der Servos exakt gehalten wird, wage ich zu bezweifeln... Irgendeine Regelung sollten wir also vorsehen. Vielleicht reicht schon ein kleiner Kondensator + Diode, so wie Bob vorschlägt.

Es hätte aber auch einen großen Vorteil, wenn man den Sensor samt Logger mit einer eigenen Stromquelle (ganz kleiner Lipo) versorgt und damit vollkommen autark von der Empfangsanlage macht. Niemand weiß genau, was bei so einem (selbstgelöteten) Teil alles versagen und die Empfangsanlage beeinflussen kann. Bei einem DS Modell, das unter Rekordbedingungen eingesetzt wird, möchte ich jedes vermeidbare Risiko eines Ausfalles unbedingt ausschließen! Bei unseren Flitschenaktionen, die wir mit dem Unilog gemessen haben, gab es doch auch irgendwelche Beeinflussung des Empfängers... Habe vergessen, was genau passiert ist, aber ich erinnere mich, dass wir anfangs Probleme hatten...
Ein weiterer Vorteil wäre, dass man es noch schneller von Modell zu Modell wechseln könnte (wenn es die Abmessungen zulassen).

Viele Grüße,
Jaro

Bob Hopman

04.01.2010, 10:32

Hi Jaro,

ich habe schon oft den Unilog mit 1S Lipo (180mAh) im Dauereinsatz gehabt... DAS geht immer... und mit dem Wechseln haste recht, wobei man gerade die Sensorik (G-Messung) sehr fest eibauen soll... am Liebsten irgendwo verschraubbar.

Grüsse,

Bob

Tim Medhurst

04.01.2010, 11:18

Hm, ich habe ein wenig Zweifel was Step-UP Wandler angeht.
Immerhin schließt man damit einen hochfreqeunten "Zerhacker" direkt an
den Empfänger an, ob und wie er den beeinflusst kann ich nicht sagen.
Es ist aber nicht so ganz einfach.

Ich werde erstmal der Einfacheit halber eine 5V Regler einsetzen, welcher
aus zwei Mini Lipos autark gespeist wird. Zwei 50mAh Lipos aus den
Indoor Modellen wiegen nix, kosten nix und machen es für mich einfacher.
Laufzeit damit trotzdem quasi unendlich.
Der Unilog hängt am Empfänger, damit ich gezielt die Aufzeichnung starten kann.
So geht aus der G-Box nur ein Servostecker zum Unilog.

Eure Vorschläge sind mit Sicherheit auch gut, aber ich stehe auf KISS ;)

Ich denke es wird der MMA3202, der hat zwei Achsen, 50g und 100g.
So kann man die Empfindlichkeit in zwei Stufen auswählen, indem man
ihn um 90° gedreht einbaut. Gute Idee, Martin!
Tim

Tim Medhurst

07.01.2010, 16:33

Hallo!

Eben eingetroffen sind diese beiden kleinen Käfer:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1617&stc=1&d=1262874673

Es haben sich auch ein 5V Spannungsregler und ein Verstärkerchip auftreiben
lassen, so dass es die Tage mit dem Projekt weitergeht.
Wir (Martin und ich) haben vor für die SMD Chips eine kleine
Platine ätzen und löten zu lassen, da es sonst für unsere alten
Augen und tattrigen Hände zu fummelig wird :)

Ich werde berichten.

Gruß
Tim

Jaro_U

07.01.2010, 17:02

Sehr cool, Jungs! Ich bin gespannt!!! :)

Christoph Meier

07.01.2010, 23:55

Hey, wieso hast du den vor mir... :p

Habe heute erst die Bestätigungs-Email erhalten das er versendet ist. Hoffe er kommt morgen an und werde dann am WE mal schauen was machbar ist... Wirst du die im Datenblatt angegebene Grundschaltung verwenden (Kondensatoren und Widerstände an den Ein-/ Ausgängen)?

Habe es gerade nicht parat, Poste morgen mal wie ich das ganze aufbauen werde.

Gruß Christoph

Tim Medhurst

08.01.2010, 09:37

Hallo Christoph,

ich werde erstmal einen "fliegenden" Aufbau machen, auf Lochrasterplatine.
Damit ist es wesentlich leichter etwas anzupassen als mit SMD und geätzter
Platine.
V2 wird dann hübsch :-)
Ich beabsichtige die Chips selbst auf kleine Platinen mit Lötstützpunkten
zu bauen, die auch die 2 Kondensatoren und 2 Widerstände onboard haben.
Sonst aber nichts.
Dann kann ich mit einem Labornetzteil die Fuktion und Nullpunkte des Chips
testen, bevor dann weitergemacht wird. Evtl. kann ich ja doch den Verstärker
einsparen, aber ich möchte das vorher testen.
Da ich für die Platine auf Hilfe von Martin angewiesen bin kann es aber noch
ein paar Tage dauern.

GrußTim

Christoph Meier

10.01.2010, 18:16

Hallo zusammen,

ich habe am WE ein wenig gebrutzelt... unten sieht man bei den Bildern das Ergebnis. Leider musste ich Samstag feststellen, dass die Firma, die mir früher mal Platinen recht unkompliziert nebenbei geätzt hat, nicht mehr existiert. Schade! Da ich keine Alternative gefunden hatte, habe ich den guten alten Dremel ausgepackt und die Leiterbahnen gefräst... Full CNC by CM versteht sich! Naja, nicht schön, aber selten. Prompt ist mir auch die Leiterbahn des Y-Ausgangs weggebrochen, deshalb ist der Widerstand zum IC mit dem Kabel verbunden :rolleyes:

So sieht der Aufbau der Schaltung aus:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1630&stc=1&d=1263139431
Das LF50CDT ist ein Spannungregler, der mir konstante 5V am Sensor regelt.

Die Platine wiegt fertig, mit den Kabeln die man sieht, 6g.

Beim ersten Bestromen hat eigentlich alles auf Anhieb funktioniert. Am Unilog angeschlossen, musste ich dann aber doch feststellen, dass es Probleme gibt. Es wird zwar bei den Eingängen A2 und A3 angeboten zwischen mV- und T-Eingang zu wählen, aber irgendwie nimmt der Unilog das nicht an und stellt die Eingänge immer wieder auf T-Eingang um.

Leider weiß ich nicht, ob der T-Eingang linear kalibriert ist - höchst wahrscheinlich aber wird es irgend eine Kurve sein.

Das zweite Problem ist, dass er den Eingang A2 inaktiv schaltet. Einen Grund hierfür konnte ich ebenfalls nicht feststellen. (unabhängig welche Sensorachse ich an diesen Eingang stecke)

Ich werde am Montag mal mit Stephan telefonieren und versuchen die Probleme zu klären.

Für einen einfachen Test des Sensors habe ich einfach mal die Temperatur-Kalibrierung als linear angenommen und über Offset und Faktor auf den G-Sensor abgestimmt:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1629&stc=1&d=1263139431

Die Kurve die man im folgenden Bild sieht resultiert aus einem flach liegenden, auf Null-Kalibrierten Sensor. Die Ausschläge +1G und -1G entstehen, wenn man den Sensor um +/-90° verdreht...

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1628&stc=1&d=1263139431
Das "starke" Rauschen um die Nulllage liegt an der Messgenauigkeit. Wenige mV haben halt schon eine große Auswirkung. Schließlich messe ich mit 12mV/g (die Messung Zeigt die Y-Achse des Sensors) - das Rauschen war aber zu erwarten.

Da ich noch nicht weiß, ob das mit der Kalibrierung so funtioniert (Temp-Messung umgerechnet s.o.) war ich heute noch nicht fliegen... Wird aber nachgeholt. Als erster Versuchsträger wird ein F5D Modell herhalten, allerdings erstmal mit 3 statt 5s...

Gruß Christoph

Tim Medhurst

10.01.2010, 21:25

Hey Christoph,

super gemacht, sieht alles sehr gut aus.
Ich finde die gemessene Kurve für den geringen Aufwand sehr gut.
Evtl. mache ich es dann genauso einfach, scheint ja gut zu funktionieren.
Kannst Du die Tage bitte mal die Temperaturempfindlichkeit testen, z.B.
aus der warmen Wohnung nach draußen während die Messung läuft? Danke.

Ansonsten brauchen wir besseres Wetter und Flugerfahrung! :D

Viele Grüße
Tim

Christoph Meier

10.01.2010, 23:57

Danke!

Ja, sowas hatte ich auch noch vor, wollte vom 40°C warmen Backofen in Eiswasser (natürlich in der Pastiktüte) den Sensor bewegen. Vermutlich werde ich dann zwar wieder von meiner Freundin für verrückt erklärt aber das Risiko muss ich wohl eingehen... :p

Der Pylon ist schon startklar, brauche nur noch Zeit! Unter der Woche geht es bei mir leider nicht und nächstes WE bin ich erstmal Schneebrett fahren, also wirds wohl noch was dauern...

Gruß Christoph

Tim Medhurst

11.01.2010, 11:42

Ja, sowas hatte ich auch noch vor, wollte vom 40°C warmen Backofen in Eiswasser (natürlich in der Pastiktüte) den Sensor bewegen. Vermutlich werde ich dann zwar wieder von meiner Freundin für verrückt erklärt aber das Risiko muss ich wohl eingehen... :p

OT:

Och, das ist doch noch das harmloseste was wir den Frauen so "zumuten" :D
In meinem Kühlschrank sind z.B. ausschliesslich Bier, Sekundenkleber und Lipos:eek:
Und im Backofen eigentlich auch nur so "modellbaukram", wenn ich schnell
24h Harz aushärte o.Ä.:p
Das müssen die abkönnen. Allerdings war sie nicht so erbaut als ich mich
letztens im Schnee auf dem Flugplatz festgefahren hatte, und sie mich
aus dem Schneematsch rausschieben musste...Das hat einen Schnulzenfilm
zusammen gucken gekostet...
Tim

Jaro_U

11.01.2010, 12:06

Hey super, Christoph!!! :) Das sieht doch klasse aus!
Ein Rauschen von wenigen zehntel-g ist doch für uns problemlos tolerabel!

Ich bin begeistert und freue mich schon auf eure ersten Messwerte!

Liebe Grüße,
Jaro

JensG

11.01.2010, 14:34

Christoph Meier

11.01.2010, 21:01

OT:

Och, das ist doch noch das harmloseste was wir den Frauen so "zumuten" :D
In meinem Kühlschrank sind z.B. ausschliesslich Bier, Sekundenkleber und Lipos:eek:
Und im Backofen eigentlich auch nur so "modellbaukram", wenn ich schnell
24h Harz aushärte o.Ä.:p
Das müssen die abkönnen. Allerdings war sie nicht so erbaut als ich mich
letztens im Schnee auf dem Flugplatz festgefahren hatte, und sie mich
aus dem Schneematsch rausschieben musste...Das hat einen Schnulzenfilm
zusammen gucken gekostet...
Tim

Ja ja... die armen, komisch, ich muss solche Aktionen auch immer mit Filmen wieder gut machen die ich sonst nie gucken würde! Meine hatte aber schon zimlich heftig den Kopf geschüttelt als der erste Lipo neben dem Salat lag :D

Wenn das Wetter mitspielt wird es doch was mit den ersten Test kommendes WE... Hotel ist ausgebucht.

Gruß Christoph

JensG

11.01.2010, 22:14

Hi,
hier hat noch einer gebastelt....

www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=183762 (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=183762)

Christoph Meier

12.01.2010, 20:40

Nabend zusammen!

... und sie hat den Kopf geschüttelt - erst recht als mir aufgefallen ist, dass ich kein vernünftiges Temperaturmessgerät habe und meinen Wecker in den Backofen gestellt habe :D Naja, dieser interne Zimmertemperaturmesser war mir dann aber doch zu langsam und ich habe von meinem Ladegerät den Temperturmesser missbraucht (musste halt ein Akku nebenbei laden - der war aber außerhalb vom Backofen) ;)

Wie ihr leßt herrschten nicht gerade Labor-Messbedingungen aber für eine tendenzielle Aussage reichts. (m.E.)

Problem bei der ganzen Messerei war, dass ich nicht die Möglichkeit hatte den Sensor im Backofen (und auch zwischen den Geelpacks zum runterkühlen) in Nulllage positionieren konnte. Also bin ich wie folgt vorgegangen:

Ich habe den Backofen auf 40°C vorgeheizt, anschließend den Sensor reingehangen und ca. 5min gewartet, damit er schön durchgeheizt ist. Dann habe ich die Messung gestartet, die Ofentür aufgemacht und den Sensor um die X-Achse gedreht (so genau das halt per Hand möglich ist).
Anschließend habe ich den Sensor zwischen zwei Geelpacks gelagert und gewartet, dass die Kurve sich auspendelt, den Sensor wieder rausgenommen und um die X-Achse gedreht. Die Geelpacks lagen vorher die ganze Zeit im Gefrierschrank. Leider hört der Ladegerät-Sensor auf bei 0°C zu messen, denke sie werden noch eine gute Ecke kälter gewesen sein.

Das Ergebnis sieht evtl auf den ersten Blick dramatisch aus:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1631&stc=1&d=1263320830

Die roten Kreise zeigen die Phasen, wo ich den Sensor gedreht habe. Die blauen geraden die "konstanten/gefilterten" Extremwerte, durch die ich die Nullpunkte der jeweiligen Drehungen bestimmt habe. Bei ca. 40°C hat der Sensor einen Nullpunkt von ~0,6G und bei ca. 0°C von ~-1,4G.

Also haben wir einen Fehler von 0,5g/10°C, was ich, in bei den Größenordnungen die uns interessieren, absolut tolerierbar finde?!

Übrigens: Das schöne an Logview ist, dass man den Nullpunkt bzw. Offset der Kurve auch nachträglich per Hand noch korrigieren kann, sprich wenn man weiß wo das Modell gestartet wurde, kann man den Wert davor nutzen, um die Werte nochmal zu korrigieren (es sei denn man fliegt wer weiß wie hoch und macht dort seine Messungen) Wer es will, kann aber auch die Temperatur im Modell messen und eine korrigierte Kurve ausrechnen ;)

Leider habe ich die letzten Tage niemand bei SM-Modellbau erreicht, ich werde es mal per E-Mail versuchen.

Schönen Abend noch!

Christoph

Tim Medhurst

13.01.2010, 18:36

Hallo Christoph,

vielen Dank für den Test!
Sieht alles gut aus, bei so einer extremen Temperaturänderung ist der Drift
doch noch erfreulich gering.
Der Sensor scheint eine gute Wahl zu sein.
Bin schon sehr gespannt auf die ersten "echten" Messungen,
aber hier ist alles im Schnee versunken...

Gruß
Tim

Christoph Meier

13.01.2010, 19:31

Zum Glück sind wir hier in KÖLLEfornia bei gerade mal 5cm Schnee ;)

Christoph Meier

14.01.2010, 21:43

Hi, gabe gestern eine email von SM-Modellbau bekommen... Er meinte einfach mal den Unilog updaten... siehe da, es geht ;)

Martin Tazl

15.01.2010, 13:25

Hi,
habe heute die Platinen (6 Stück) bekommen.
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1632&stc=1&d=1263554507

Ich werde erstmal eine bestücken lassen, um zu sehen ob das auch alles so funktioniert wie in Christophs Schaltplan vorgesehen :o

Gruß

Martin

Christoph Meier

17.01.2010, 23:17

Hallo zusammen!!!

Wir waren gestern mal den Sensor testen! Den Sensor habe ich in meinem Flipper verbaut. Leider ist die Fläche nur für Limited-Speeds ausgelegt und so konnte ich nur 3s an einem BK16L-11W mit einer APC 4,7x5,2" fliegen. Das entsprich ca. 300W. Ich bin nur in der Gegend herum geflogen, also kein Kurs. Der Spitzenwert im Lastvielfachen war ein enger (!) Looping.
So sieht das Ergebnis aus:

http://www.koelleteam.de/wordpress/wp-content/gallery/pj-gforce-sensor/messdaten-gesamt.jpg

Mich wundert nur etwas, dass in den ersten 20s der Messung der Nullpunk wandert. Die einzig logische Erklärung die ich dafür habe ist, dass der Sensor aus Platzgründen in der Nähe des Motors liegt und sich dort die Umgebungsluft erhitzt hat?

Um mit der Analyse jetzt noch etwas weiter ins Detail zu gehen kann man mit den Werten etwas rechnen. Interessant war für mich der Auftriebsbeiwert Ca und der geflogene Kurvenradius.

Die Auftriebsbeiwert-Kurve habe ich über Excel berechnet, da Logview keine weitere Berechnung zulässt. Schade, ich hoffe, dass die Entwickler da noch etwas weiter gehen. Das Ca habe ich über folgende Formel gerechnet: Ca=2*m*g*n/(Roh*v²*S)

http://www.koelleteam.de/wordpress/wp-content/gallery/pj-gforce-sensor/berechnung-ca.jpg

Den Kurvenradius habe ich über folgende Formel berechnet: r=2*m/(Roh*S*Ca)

http://www.koelleteam.de/wordpress/wp-content/gallery/pj-gforce-sensor/berechnung-r.jpg

Habe das ganze Thema auch noch mal auf unserer Page zusammengefasst...

Gruß Christoph

Martin Tazl

18.01.2010, 13:32

Und hier das Ergebnis:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1633&stc=1&d=1263813050

Wenn ich mich recht entsinne, möchte Christoph eine Platine. Es verbleiben also noch 2 Platinen auf denen nur noch der G-Sensor fehlt und eine jungfreuliche Platine.

Gruß

Martin

Tim Medhurst

18.01.2010, 15:42

Martin, supergut gemacht.

Bin sehr gespannt. Sonne, wo bleibst Du?!?!

Tim

JensG

18.01.2010, 22:52

Martin Tazl

19.01.2010, 10:20

Hallo!
Hans Rupp hat mich gefragt, ob er eine fertige Platine mit G-Sensor haben kann. Darum frage ich jetzt hier mal an:

Hat noch jemand interesse an einem anschlussfertigen Sensor?

Bitte meldet Euch hier im Thread oder per PN, dann bestelle ich Sensoren und lasse die Platinen fertigstellen. Auf Wunsch kann ich auch gleich die entsprechenden Servokabel anlöten.

Bezahlen bräuchtet Ihr nur den Sensor + anteilige Versandkosten.
Also ungefähr 16-17 €uro.

Dank eines Hinweises von Tim möchte ich noch kurz klarstellen: Es geht hier nur um die jetzt noch zwei "übrigen" Platinen unter Freunden. Ich habe nicht vor dick in das Sensorgeschäft einzusteigen ;-)

@Jens
Das soll sich mal der Tim angucken :D
Ich bin da nicht so der Theoretiker, eher der "Macher"...

@alle
Ich möchte noch mal sagen, das ich solche Gemeinschaftsprojekte immer spannend finde und sehr begrüße! Sowas macht echt Spaß!

Liebe Grüße

Martin

haru_

19.01.2010, 11:21

Hallo Martin,

ich habe gerade nach den Kosten gesucht, Bei den „Unsummen“ nehme ich doch glatt zwei, einen für mich und einen für Tobias Reik.

Hans

Tim Medhurst

19.01.2010, 12:25

Hallo Jens,

Wir würden und freuen wenn jemand nochmal über die Daten "fliegen" könnte....vielleicht ist ja doch irgendwo nen bug drinn....Tim,Martin ?

Gruß

Jens

mache ich gerne. Schickst Du mir das logfile? Dann ist es etwas einfacher für
mich. Email steht im Impressum dieser Seite. Danke!

GrußTim

Tim Medhurst

21.01.2010, 17:55

Hallo Christoph und Jens,

ich habe mir jetzt mal Euer log angeguckt und selber gerechnet.
Scheint alles zu passen, ich komme auf ähnliche Werte für Ca und Kurvenradius,
wenn ich mit fiktiven Werten rechne.
Beispiel:
Masse: 0,83kg, Fläche: 0,155m², a=20g, v=50m/s
Ca=0,69, r=12,7m
So ähnlicht ist es ja auch aus den obigen Diagrammen zu sehen, also liegt
meiner Meinung nach alles im plausiblen Bereich.

Was allerdings auffällt ist, dass die Messwerte der Beschleunigung auf beiden Achsen
recht unstetig sind und große Gradienten aufweisen, das lässt sich aber
mit unseren Mitteln nur nachträglich durch "glätten" der Messwerte schönrechnen.
Mir ist nicht ganz klar wie man mit Excel einen gleitenden Mittelwert oder ähnlich
bildet, muss da mal ein wenig experimentieren.

Ansonsten sehr gut, weitermachen ;)

Der Tim

Martin Tazl

22.01.2010, 16:14

Hi,
ich habe gestern mal ein bisschen gelötet:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1634&stc=1&d=1264169559

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1635&stc=1&d=1264169559

Ich habe unter die Platine gleich den Versorgungsakku (2S Lipo 250mAh) mit eingeschrumpft.

Ich werde nachher mit Tim mal probieren ob alles funktioniert.

Gruß

Martin

haru_

22.01.2010, 17:46

Sieht gut aus.

Hans

Martin Tazl

27.01.2010, 09:25

Hi,
die ersten beiden Sensoren sind nun fertig und gestestet. Läuft alles prima.
Ich werde dann jetzt die restlichen IC's bestellen (+-100g in x-Richtung un +-50g in y-Richtung) und die Platinen bestücken lassen.

Gruß

Martin

haru_

27.01.2010, 13:03

Wir (Tobi und ich) freuen uns schon riesig.

Hans

Tim Medhurst

05.04.2010, 16:21

Hallo Leute,

heute Mittag bot sich mir (endlich) die Gelegenheit mal den Sensor in einem
echten Flugversuch zu erproben.
Ich habe dazu den Sensor, das Unilog und den Lipo mit Tesa
auf meinen Crossfire geschnallt.
Aufgrund der Wetterlage, nur 5° und Regengefahr, habe ich geflitscht.
Das Gummi (15m Scale Bungee) war aufgrund der niedrigen Temperatur
etwas unwillig wirklich gut ausgezogen zu werden, aber immerhin.
Y ist die Senkrechte, X die Waagerechte.
Logs einiger Starts:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1749&stc=1&d=1270473002

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1750&stc=1&d=1270473002

Abschliessend noch ein Abstieg aus der Wolkengrenze (ja, nur 260m, dann
war der Flieger weg). Voll gezogen mit Snapflap:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1751&stc=1&d=1270473006

Interessant ist die Tatsache, dass man trotz gefühltem "Hammerzug" auf
der Flitsche "nur" 4,5g waagerechter Beschleunigung schafft.
Und das auch nur sehr sehr kurz, die Kraft bricht schnell ein!
Hm, ich dachte das ist mehr, ich ziehe mit geschätzten 20kg aus. Ob's an
der Temperatur liegt, die das Gummi nur langsam kontrahieren lässt?
Oder muss ich in die Muckibude? :D
Ok, bei nicht voll gezogenem HR am Ende der Beschleunigung sehen
wir bis zu 14g, nicht schlecht. Wenn man nach dem Flitschen sehr
vorsichtig hochzieht, sind es nur 4g. Beim Hochziehen bremst der
Flieger, X wird bis zu -0,6g negativ.
Selbiges beim Anstechen aus mittlerer Höhe und vollem Ziehen:
12g senkrecht und -0,6 waagerecht.

Da ich seit kurzem auch einen Speedsensor habe, werde ich den bei
Gelegenheit mal dazuschalten, dann sehen wir weiter.
Ein Windenstart wird auch noch gemacht. Dazu muss aber weniger
Matsch auf dem Platz sein....

Gruß
Tim

Bob Hopman

09.04.2010, 21:31

Hi Tim,

das schaut doch recht gut aus...
Hast Du noch eine Möglichkeit den Sensor zu eichen?

Grüsse,

Bob

Tim Medhurst

10.04.2010, 10:17

Hi Bob,

genau das ist das Problem. Die Mess(un)genauigkeit.
Hier spielen mehrere Faktoren eine wesentliche Rolle:

1) Wir haben mit den 4k7 und 10k Widerständen einen Spannungsteiler
verbaut, dessen Teilungsverhältnis von den Toleranzen der Widerstände
abhängt. Da keine 1% Toleranz Bauteile verwendet wurden, sondern eher
5% Teile, liegt hier eine große Unsicherheit. Könnte man messen, wenn
sie nicht schon verbaut wären...
2) Die Sensoren selber haben eine Toleranz von 1/20, also 5% auf den Messwert.
3) Wenn die Einbauachse nicht exakt mit der Flugzeugachse fluchtet entstehen
auch leicht Fehler im Bereich um 5%.
4) Der Messwert hängt von der Genauigkeit der Versorgungsspannung ab.
Diese ist aber mehr oder weniger genau bei 5V geregelt.
5) Unilog Messungenauigkeit, wieviel hier entsteht kann ich nicht sagen.

Kurzum, die Messungen sind Hausnummern, aber besser als nichts:)
Tatsächlich habe ich auf der Arbeit einen kleinen "Vibrator", der zum
Kalibrieren von Beschleunigungsensoren gedacht ist. Ist ein kleiner
Zylinder in Taschenlampengröße mit einem Stempel welcher definiert vibriert
und somit eine feste Beschleunigung erzeugt.
Der ist allerdings für sehr kleine Piezo Sensoren gebaut, wenn man
einen viel schwereren Sensor von uns dranhält weis ich nicht was passiert.
Evtl. finde ich die technische Dokumentation zu dem Kalibrator, dann teste
ich ihn mal.

Das klingt jetzt alles sehr negativ, ist es aber nicht. Für den finanziellen und
zeitlichen Einsatz den wir leisten, sind die Messungen sehr gut.
Professionell fährt man sonst Geräte im Wert >30k€ auf, die entsprechend
genauer sind, und Prüf- und Kalibrationszertifikate haben....die passen aber
nicht ein ein Modellflugzeug :D

Gruß
Tim

Bob Hopman

10.04.2010, 14:14

Hi Tim,

nein das ist wirklich alles nicht schlimm... aber die von Dir genannte Ungenauigkeite bekommst Du natürlich schon weitgehend raus über eine Eichung/ Kalibrierung. Damit ist diese Kombination die Du in der Hand hast von "interne Fehler" geschont.

LG,

Bob

Tim Medhurst

21.04.2010, 09:28

Hallo Leute,

die Messunsicherheit bzw. fehlende Kalibrierung des Beschleunigungssensors
hat mir dann doch keine Ruhe gelassen.
Mit dem oben angesprochenen Kalibriergerät bin ich auch nicht weitergekommen,
es macht 1g bei 160Hz. Das ist zuwenig Beschleunigung um den Messbereich
zu kalibrieren und eine viel zu hohe Frequenz. Der Unilog tastet nur mit 16Hz
ab, damit lässt sich nicht einmal ansatzweise die hohe Frequenz richtig messen.

Also kam Plan B zum Einsatz, die CNC Drehbank:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1768&stc=1&d=1271830432
Auf das Futter habe ich den Unilog, sowie G- und Speed Sensoren mit
Glasfasertape befestigt.
Dann angeschaltet und in Stufen die Drehzahl erhöht. Aus dem Radius
und der Drehzahl kann man die Zentrifugalbeschleunigung ausrechen:
200 U/min: 4g
250 U/min: 6,2g
300 U/min: 8,9g
350 U/min: 12,1g
400 U/min: 15,8g
500 U/min: 24,7g

Der Unilog war mit der Platine tangential zur Drehachse montiert, ebenso
der Speedsensor. So sind die Sensoren maximal "empfindlich" für die
G-Kräfte, die Fehlmessung durch Beschleunigung ist maximal.
Wären sie radial auf dem Futter montiert, wären die Fehler viel kleiner.
Aber es ging mir ja auch um die Bestimmung der maximalen Fehler bei
nicht idealer Montage.

Hier das Log des Höhensensors:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1769&stc=1&d=1271830432
Man erkennt, dass eine Messfehler von 11m bei 25g auftritt.

Jetzt der Speedsensor:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1770&stc=1&d=1271830769
Dieser hat einen Fehler von circa 50km/h bei 25g.
In der Realität wird er allerdings kleiner sein, da ja der Staudruck dem
"Durchhängen" der Membrane entgegenwirkt. Schwer zu prüfen ist das allerdings.

Bei den Windenstarts mit Speed- und g-Sensor hatte ich den Speedsensor
zwar so montiert, dass er nicht voll verfälscht wird durch vertikal Beschleunigungen,
der Unilog lag jedoch waagerecht auf dem Rumpf. Die Höhenmessungen sind
somit mit Vorsicht zu geniessen, wenn die vertikale Behschleunigung 5g
oder so übersteigt. Das sollte man im Hinterkopf behalten für zukünftige
Messungen bei Windenstarts, DS etc.

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1771&stc=1&d=1271863192
Hier die Messung in der der Beschleunigungssensor gelogt wurde.
Der Maximalwert pendelt sich bei circa 28g ein, berechnet wurden
wie gesagt circa 25. Nicht schlecht, finde ich.
Anhand dieser Daten kann man noch einmal nachkalibrieren und die
Umrechnungsfaktoren anpassen.

GrüßeTim