Am Thu, 22 Jan 2009 16:12:26 +0100 schrieb Markus Marquardt:
Lutz
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Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im
Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin
"Markus Marquardt" schrieb im Newsbeitrag news:gla2cr$2kf$ snipped-for-privacy@infoserv.berl.de.sopra...
Du siehst also schon das Problem. Man muss das Umgebungslicht kompensieren.
Dazu geht einerseits eine Ankopplung des Lichtsensors per Kondensator um den Glkeichanteil aus dem Signal zu nehmen, und andererseits eine Kompensation des Umgebungslichtes durch einen zweiten Photosensor, der den nicht vom Propeller unetrbrochenen (oder reflektoerten) Lichtstrahl misst.
Beides zusammen ist natuerlich auch nicht schlecht.
Nehmen wir zwei Phototransistoren (die verstaerken das Signal schon und sind schnell genug, ein LDR ist eher zu langsam, eine Photodiode wird fuer den AVR noch kein erkennbar deutliches Signal liefern), Ein Phototransistor sieht per Linse gebuendelt nur in einem engen Bereich, dieser Sehstrahl wird auf den Propeller gehalten, veneutll per Reflektionsaufkleber, ein zweiter Phototransistor sieht in dieselbe Richtung (damit nicht die Richtung der Sonne ein Problem wird) aber in einem Diffusen grossen Bereich damit er vom Propeller wenig wahrnimmt. Gemessen wird das Differenzsignal.
VCC VCC | | R | Sicherheitswiderstand bei zu hoher Beleuchtung, so 100R | 47k |< | direkt sehender Phototransistor | | C ist der Koppelkondensator, so 100nF +--C--+--| AVR A/D EIngang | | |< | diffus sehender Phototransistor | 47k R | Sicherheitswiderstand bei zu hoher Beleuchtung, so 100R | | GND GND
Eine andere Methode sendet per Laser oder LED moduliertes licht und schaut per Synchrondetektor ob aus derselben ob eine Reflektion mit diesem Licht kommt, dadurch wird Umgebungslicht auch ausgefiltert, siehe de.sci.electronics FAQ:
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Kann man nicht auf der Nase provisorisch einen kleinen Hartmagneten ankleben ? Hallsensor ist unproblematischer. An Propellerblätter die sich mit der genannten Drehzahl bewegen wird man wohl nicht Nahe rangehen wollen.
Letztendlich wird der AVR auch genau das tun, aber ich hatte vor z.B. die Kompensation des Umgebungslichts über einen geschickten Algorithmus im AVR zu lösen. Und dafür würde ich die "Rohdaten" benötigen. Der AVR wird so oder so benötigt, um die Drehzahl auf 4x 7-Segment auszugeben und die Luftschraube (2 - 6 Blätter) einzustellen.
Aber wozu? Der Kondensator schlaegt mit 5-10c zu Buche. Wenn Du Umgebungslicht per Firmware ausbuegeln moechtest, musst Du einen sehr schnellen AD Wandler mit hohem Dynamikbereich (Bit-Zahl) betreiben und es wird am Ende mit ziemlicher Sicherheit nicht so gut wie der Kondensator. Nur sehr, sehr viel teurer. Mal ganz abgesehen von der Entwicklungszeit, die dabei verpulvert wuerde und die ich selbst lieber dafuer verwenden wuerde, mit meiner Frau ins Thai Restaurant zu gehen.
Das erinnert mich jetzt irgendwie an Toaster mit Elektronik drin :-)
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Wie schon gesagt: ein passendes Multimeter macht die gewünschte Frequenzmessung und Anzeige wenn man ihm das Signal als Logikpegel liefert. Im Grundgerät einen Drehschalter um die Logik für Frequenzteiler /2 /3 /4 /5?? /6 passend für Propeller zu verändern wäre kein zu grosses Problem. Auch 1/60 für U/min auf Hz wohl nicht. Die Funktion kann man natürlich auch in Controller machen wenn der passende I/O für Frequenzzähler bzw. Generator hat.
"Markus Marquardt" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.uni-berlin.de...
Ja.
Da weder die minimale Drehzahl*Blattanzahl bekannt ist, noch der Typ des Photostranistors und dessen Linsensystem, noch die Helligkeits- und Kontrastwerte unter der es funktionieren soll in Lux angegeben ist, hat rechnen wenig Sinn.
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So weit ich weiss, kannst Du ein solches oder =E4hnliches Ger=E4t zu einem moderatem Preis bei elv kaufen. Du kannst dort ja mal nachsehen. Wenn das ein Bausatz war, kannst Du Dir ja vielleicht dort auch den Schaltplan ansehen. Gruss Harald
Das ergibt eine Signalfrequenz von 2 kHz, also nichts herausragendes.
Keinen Phototransistor. Wenn Du einen Transistor nimmst, ist der nutzbare Helligkeitsbereich stark eingeschränkt. Nimm eine AC-gekoppelte Diode, dann sÄttigt der Verstärker auch bei viel Hintergrundlicht nicht.
Wozu den ADC? Der AVR hat doch einen eingebauten Komparator. Alles was Du tun mußt, ist den Gleichanteil per AC-Kopplung loszuwerden und dann aus dem Rest ein Digitalsignal machen.
Dabei muß bei dem Rest das Signal-Rauschverhältnis möglichst hoch sein.
Wenn Du Deine Schaltung nicht bei Kunstlicht verwendest, sollte der Hintergrund kaum AC-Komponenten enthalten und AC-Kopplung wird bis auf das Schrotrauschen alles los. Bei Kunstlicht könnten 100 Hz und harmonische stören.
Damit Du ein gutes Signal/Rauschverhältnis hinbekommst gibt es mehrere Möglichkeiten a) mehr Licht: Bau eine Laserdiode ein, die auf einen Punkt im Diodensichtfeld zielt b) Linse vor die Diode, die den Lichtpunkt auf die Diode abbildet c) Reflektoraufkleber auf das Ziel oder besser noch die Unterbrechung des Laserstrahles messen. In letzterem Fall kannst Du Dir den Verstärker auch komplett sparen, das Signal wird groß genug sein. d) HF-Modulation im Falle daß das auch bei 100 Hz- oder ESL-Licht klappen muß: Du modulierst die Laserdiode mit einer Frequenz >> 2 kHz (der Timer- Ausgang des AVR kann locker 1 MHz) und dann packst Du einen HF-Filer vor den Verstärker und detektierst die RF.
Wenn Du lange nichts mehr mit Elektronik gemacht hast, würde ich zum OP-Amp raten. Die verhalten sich bei so Frequenzen< 1MHz fast wie ideale Verstärker und Lehrbuchschaltungen werden fast sicher funktionieren.
Bei AC-Kopplung ist konstanter Hintergrund kein Problem. Du kannst ja mal folgendes austesten: Evtl. brauchst Du ja gar keinen Verstärker: VCC | - ^
Wenn der nur 10bit oder so hat, vergiss es. Nun koennte man natuerlich mit dem AVR einen Slope-Wandler aufbauen. Doch da ist wieder ein Kondensator drin, so ein Driss aber auch ...
Insofern ist es vielleicht doch eine Überlegung wert...
In der Zeit wo die Neuronen durchs Gehirn sausen waere der Kondensator in der Bastelkiste schon gefunden :-)
Im Ernst, Fremdlicht abzutrennen geht analog viel einfacher, mit Kondensator. Man kann ihn ja Leydener Flasche taufen, dann klingt es nicht ganz so analog. Digital ist unter 14-16 bits nichts gebacken, da kommt nur Frust auf.
Nein, Pointer Routinen sind boese :-)
Wir bestellen immer scharf, aber nicht Thai-scharf (wo sich das Essen durch den Teller aetzt). Unbedarfte bekommen dort aber schon bei scharf beinahe Erstickungsanfaelle.
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Eventuell die TSOP Empfänger für IR-Fernbedienungen mit IR-LED als Reflexlichtschranke. Beide in Röhrchen montiert um direktes Übersprechen zu verhindern. Controller ( mit Quarz ) würde das 40kHz Taktsignal für 5mm IR-LED erzeugen. Eventuell dafür irgendeine Schaltregler-Variante um Strom zu sparen. Der TSOP liefert dann Logiksignal das der Controller auswertet. Die neueren Teile arbeiten auch bei 3,3V aber wohl nicht bei Conrad erhältlich. Wegen Stromverbrauch des IR-LEDs Betrieb wohl eher in Bursts. D.h. wenn sich Signal stabilisiert hat wieder abschalten und einige Sekunden Pause machen.
Mit dem Ausgang fuetterst Du den AVR und zaehlst entweder Pulse pro Zeit oder misst die Periode ueber einen Interupt. Ein Puls startet den Zähler, der naechste stoppt ihn, Zaehler auslesen, Blattzahl reinrechnen und fertig.
Ist x-fach von Modellbauern nachgebaut und funktioniert tadellos.
Ja, ich habe so einen kleinen Tester für ~25 EUR. Das Problem mit dem Gerät ist, man muss es beim Test in der Hand halten, was z.B. bei einem RC Modellheli schnell auch mal zu abgetrennten Fingern führen kann, wenn man nicht aufpasst. Selbst wenn man diesen Drehzahlmesser irgendwie auf dem Boden fixieren könnte, ist das LCD aus einiger Entfernung nicht mehr gut abzulesen.
Deswegen war meine Idee, ein Gerät zu bauen, welches auf dem Boden steht und eine grosse gut lesbare LED-Anzeige hat. Der Photosensor (-Diode, - Transistor) würde dann von unten in Richtung Rotorblätter zum Himmel zeigen.
ich habe mir sowas Ähnliches vor kurzem gebaut, allerdings mit SAB80C535 und ca. 76 KSamples/s mit 8 Bit, hat tadellos funktioniert mit mehr als ausreichender Genauigkeit. Den ADC habe ich genommen, weil ich ein weder von der Zeitfunktion noch Amplitude her für digitale Signale spezifizierte Kurvenform auswerten wollte. Allerdings meine ich mich zu erinnern, daß man pro Periode mind. 10 Samples braucht, sonst reißt die Messung schlagartig ab mit großen Fehlern, das könnte bei Dir etwas knapp werden. Die Auflösung von 8 Bit reichte völlig, 3 Bit für Hysterese, bleiben 5 Bit zum Messen, das reicht. Ich habe das Programm so geschrieben, daß es sich an die Kurvenform selbst anpaßt. Wenn Du saubere digitale Signale garantieren kannst, ist der Aufwand allerdings nicht nötig.
Der Sensor war bei mir allerdings fertig, ein uraltes Gerät von Metrawatt. Der Meßkopf stellt eine Reflexionslichtschranke dar mit 2 1.5 V-Batterien. Die betreiben eine 2.5 V Glühbirne mit Linsenform und ein Fotoelement, das evtl. 1 Fototransistor sein könnte, welches durch eine Optik gebündelt empfängt. Den Schaltplan hab ich nicht, aber da meine ich 2 Transistoren und wenige passive Bauteile gesehen zu haben, das Ganze funktioniert über einen weiten Spannungsbereich, entweder wenn die Glühbirne fast schon durchbrennt (ist sie auch) oder die Batterien oder Akkus fast leer sind. Das habe ich mir auf dem Scope angesehen.
Ich habe hier noch die Schaltung aus einem alten Projekt mit 1 Fototransistor und 1 weiteren Transistor für eine Lichtschranke, ein Bandpaß für Störungen und ein Schmittrigger für die digitale Formung ist auch dabei. Nach meiner Erfahrung ist das wesentliche Problem, und das schrieben andere auch, daß konstantes Umgebungslicht wie Sonneneinstrahlung die Schaltung schnell in die Begrenzung treibt. Um dieses Problem zu lösen, könnte man sich vielleicht sogar eine Art Regelung vorstellen. Mit dem Vorsatz von Metrawatt hatte ich noch so einige Erfahrungen gemacht, daß das Reflektieren an Oberflächen bei mir auch nicht ganz so gut wirkte, wie ich dachte. Eine schwarz angemalte rotierende Fläche hatte erstaunlichweise besser als gedacht reflektiert und man mußte sie schräg anstrahlen.
Einen geeigneten Sensor gibt es zb. bei Contrinex ( Conrad ) zu kaufen. Nur die Betriebsspannung ( >10VDC ) liegt ausserhalb deiner Spez.
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Die Fremdlichtfestigkeit liegt bei 10000 lux ( Sonne ). Der Schaltabstand für eine Standardfläche bei 300 bzw. 500 mm, bei einem dunklen Propellerblatt mit Sicherheit aber etwas darunter. ( Rotlicht ) Kosten etwa 50 ?. Die Realisation auf eigene Faust ist wegen der erhöhten Geschwindigkeit bei grösserem Schaltabstand und starkem Fremdlicht nicht so simpel.
Habe noch vergessen beizufügen, dass auf einem Flügel ein kleines Stück, helle Farbe bzw. besser eine selbstklebende Marke aus Alufolie/oder Reflexfolie anzubringen wäre. Es wird nur dieser Flügel auf grössere Distanz erfasst.
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