qualitative Geschwindigkeitsmessung in Wasser

Hallo!

Ich würde gerne die Relativgeschwindigkeit eines Modellschiffs im Wasser messen. Das ganze sollte (natürlich) möglichst klein, leicht und widerstandsarm sein und natürlich auch möglichst wenig Energie brauchen.

Mir kommt es nicht auf absolute Messung an, ich will nur den Trend bei der Feinabstimmung feststellen können (zu deutsch: ob z.B. Trimmung was bringt).

Erste Idee: kleines Schaufelrädchen in klarem Gehäuse so in einem Loch in der Bordwand montiert, daß die Achse an der Aussenwand des Boots liegt und das Schaufelrad vom strömenden Wasser mitgenommen wird. Das Gehäuse muss natürlich die Bootswandung abdichten. Im Innern mittels Lichtschranke o.ä. die Umdrehungsgeschwindigkeit des Schaufelrads messen und als qualitatives Geschwindigkeitssignal verwerten.

Zweite Idee: Analog zum gängigen Luftmassenmesser in TDIs einen beheizten Temperatursensor in die Aussenwand einbauen. Das strömende Wasser transportiert mehr oder weniger Wärme ab (natürlich muß die Temperatur des Wassers zusätzlich gemessen und einbezogen werden), die Abkühlung wird als Maß für die vorbeifliessende Wassermenge genommen und damit indirekt die Geschwindigkeit bestimmt. Wichtig wäre es natürlich, sicherzustellen daß das vorbeifliessende Volumen bei steigender Geschwindigkeit auch stetig zunimmt und nicht etwa durch dynamische Vorgänge ggf. abnimmt.

Sonstige Ideen (und, wenn möglich, Pointer zu ggf. verwendbaren Sensoren?)

Martin

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Martin Jangowski
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das ist eine gute Methode für Gase, bei Flüssigkeiten vermute ich dass du relativ viel Leistung brauchst.

Alternativen:

-- Druck im Staurohr messen?

-- Teststrecke festlegen und Stoppuhr?

-- Die Geschwindigkeit ist eine Funktion des Schubs (aber nicht notwendigerweise linear), Schub kannst du im Stillstand mit Federwaage messen. Funktioniert natürlich nicht wenn du bei der "Feinabstimmung" irgendwas veränderst was den Fahrwiderstand beeinflusst.

Gruss Michael

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Michael Koch

Danke für die Tipps, da das ganze in einem Segelboot auf einem Regattakurs benutzt werden soll, fallen Stopuhr und Schub leider weg. Staurohr hatte ich mir auch überlegt, da braucht man einen passenden Drucksensor...

Martin

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Martin Jangowski

"Martin Jangowski" schrieb im Newsbeitrag news:e255d7$22mv$ snipped-for-privacy@inside.p-i-n.com...

Schiffspropeller auf Achse mit Magnet und Magnetsensor (Hallsensor oder Reedkontakt) per Fahrradcomputer auswerten lassen.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
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MaWin

ser

Geschwindigkeitsmessung per GPS ist recht genau, zumindest wenn die Geschwindigkeit hoch genug ist. Da man wohl annehmen kann da=DF die Str=F6mung sich nicht so schnell =E4ndert sollte die Absolutmessung wohl auch gut sein.

H=E4ngt also eher von dem Vorhandensein eines GPS und der Gr=F6=DFe des Modells ab.

- Philip

--=20 Werd' b=F6se, dann kannst Du Sex haben bis der Arzt kommt. (Jan Exner)

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Philip Herzog

GPS ? So machens zumindest die Rennbootfahrer.

RK

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Reinhard Kopka

Hallo Martin,

aber wie willst du unterscheiden zwischen einer Geschwindigkeitsänderung a) aufgrund von Feintuning b) aufgrund einer Änderung der Windgeschwindigkeit?

Gruss Michael

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Michael Koch

Gar nicht. Es geht mir mehr um Auswirkungen vom Segeltrimm (per Fernsteuerung), das sollte man sofort merken. Änderungen der Windgeschwindigkeit dürften langsamer sein.

Martin

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Martin Jangowski

Hallo Martin,

Ich würde das ganez mit 2 NTC und einem Heizwiderstand machen, die in Fahrtrichtung abwechselnd platziert sind, also NTC1 - Heizung - NTC2. Die beiden NTC bilden den einen Brückenzweig, zwei Temperaturstabile den anderen. Durch die Strömung nimmst Du Wärme mit von der Heizung zum hinteren NTC, der entsprechend wärmer werden wird, als der vordere. Ersetzt man die beiden NTC (die werden zu träge sein) durch zwei antiserielle Thermoelemente, dann muss man nur noch gut verstärken. Da Dich "nur" die kurzfristige qualitative Veränderung interessiert, kannst Du die Offsetfehler mit einem Hochpass (z.B. f0 = 0.01 Hz) wegdrücken.

Marte

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Marte Schwarz

Zwei in Abstand voneinander angebrachte identische Sensoren ( z.B. kapazitiv oder optisch ) und ein Korrelator der das Signal auswertet. Geht davon aus, daß das Signal "turbulent" ist, damit was zum auswerten da ist, aber sich das Muster zwischen den beiden Meßpunkten nicht völlig ändert. Die kapazitive Variante geht von Luft/Wassergemisch aus, wenn der Bootsrumpf dünnwandiges Kunstofftiefziehteil ist, kann man die Kupferfolie eventuell innen anbringen.

Prinzipiell lowpower möglich, Nachteil offensichtlich der Entwicklungsaufwand, da Controller & Software.

MfG JRD

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Rafael Deliano

IMHO die einzig brauchbare Lösung. Ich würde aber eher so ein Schaufelrad nehmen, wie am Mississippi-Dampfer - nur etwas kleiner ;-)

--
Gruß Stefan
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Stefan Wag

"Marte Schwarz" :

Das geht gut mit SMD-NTC's, die gibt es auch als 0603. (sehr reaktionsschnell im Subsekundenbereich, hab die mal in einer Halbbrücke vor einen INA118 gehängt, da konnte ich sogar die Annäherungssrichtung und Entfernung meiner Hand(-wärme) detektieren). Das Problem mit solchen Brücken ist "nur" die Kompensation der Offsetdrift... Natürlich muessen die Messplatine und die NTC's lackiert sein.

M.

--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.
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Matthias Weingart

Beschleunigungssensor ( ADXLxyz ) könnte Geschwindigkeit auch messen. Aber eben nicht relativ zum Wasser.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Na ja, es ging ihm um eine Änderung, also wohl in einem Frequenzbereich schneller als sagen wir mal 0,01 Hz Da dürften noch die wenigsten Offsetprobleme in den Nutzvereich fallen und so bequem ausgefiltert werden können.

Macht man beim EKG auch, wenn man nicht gleich auf einen >20 Bit AD-geht und den Rest in SW macht.

Marte

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Marte Schwarz

Am 2006-04-19 schrieb Philip Herzog:

Ähm. GPS hat eine Fehldeutung von etwa 30 m/ Messung (vor allen Dingen: Der Fehler ist ständig variierend). Gemessen wird einmal pro Sekunde bei einer normalen GPS Mouse. Wie weit willst du denn dein Modell fahren, bis du mal eine Aussage über die Geschwindigkeit hast, die nicht im Rauschen der Fehlmessungen untergeht, wenn so ein Modell 2...10 m/ sek fährt?

Um genaue Messungen machen zu können müsste man ein Differential GPS nutzen.

--
Mit freundlichen Grüßen 

Jürgen Bors
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Juergen Bors

Juergen Bors schrieb:

Die "Selective Availability" ist schon seit 2000 abgeschaltet. Seit dem hat man eine Genauigkeit von ca. 10m mit guter Reproduzierbarkeit. Selbst zu Fuß kann man damit die Geschwindigkeit ganz brauchbar messen.

Gruß Willi

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Willi Marquart

Am 2006-04-19 schrieb Willi Marquart:

Nein, es gibt verschiedene Methoden eine Position zu bestimmen. Einmal die Methode, die frei verwendet werden darf. Das ist die, mit der eine GPS Mouse misst. Ja, es ist richtig, dass der früher eingestellte Fehler nun kleiner ist, aber er ist immer noch vorhanden.

Dann gibt es Geräte, wie sie das Militär verwendet, hier werden zusätzliche Korrekturdaten ausgewertet, hier sind tatsächlich Genauigkeiten von etwa +/- 0,3 m möglich. Dieser Fehler ergibt sich schon aus der wetterabhängigen, regionalen Ausbreitungsgeschwindigskeitsabweichung für die Funkwellen in der Luft.

Alternativ kann man aber auch mit einer Differential GPS Messung arbeiten, die ist ähnlich genau ohne teure Lizenzen kaufen zu müssen. Wenn du also mit GPS wirklich relativ schnelle, aber doch geringe Geschwindigkeitsänderungen im niedrigen Geschwindigkeitsbereich messen willst, musst du schon einen gewissen Aufwand treiben und die Messfehler ausschalten, sonst bleibt es einfach nur schätzen.

Nur mal zur Veranschauung: So ein Segelboot fährt vielleicht 2..5 m/ sek, wenn du dann nur einen Positionsfehler von +/- 2 m/ Messung und eine Messung/ Sek annimmst, hast du bei 10 m Messtrecke bei 2 m/ sek einen Fehler von bis zu 40%. Er wird zwar immer kleiner, je weiter man fährt, aber dann ist die Messstrecke und Messzeit letztlich zu lang um eine schnelle Geschwindigkeitsänderung herauszufinden. Bei 100 m wäre so ein Fehler maximal 4%, bei 1000 m wird es schon richtig genau. Deshalb fällt der Fehler auch zu Fuß oder im Auto nicht so auf, selbst wenn der Positionsfehler größer ist.

--
Mit freundlichen Grüßen 

Jürgen Bors
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Juergen Bors

Schon lange nicht mehr, selective availability ist abgeschaltet.

Ich bin irgendwo im Netz mal =FCber eine Seite gestolpert bei dem einer einen Garmin-12-Kanal-Empf=E4nger im Garten liegen hatte und den mit dem Computer verbunden hat und einfach nur die Position mitgeschrieben hat. Ergebnis: +-6m =FCber alles, davon etwa +-3m systematischer Fehler je nac= h Tageszeit und Sattelitensichtbarkeit.

Ansonsten sagte ich ja, h=E4ngt von der Geschwindigkeit des Modells ab.

- Philip

--=20 Wenn ich einen extremen Standpunkt dazu haben soll, dann den: das ist mir extrem wurscht! (Dr. Kurt Ostbahn)

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Philip Herzog

Philip Herzog schrieb:

Das deckt sich mit meinen eigenen Erfahrungen. Mit PDA/Oziexplorer o.ä. und einer richtig kalibrierten Karte kann man durchaus unterscheiden, ob man am rechten oder linken Straßenrand spaziert. Bei dem Tempo ist die Geschwindigkeitsanzeige noch nicht so der Hit, aber die Werte sind plausibel und reproduzierbar.

Gruß Willi

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Willi Marquart

Ich würde ein einfaches Ultraschallgerät machen, das im Prinzip einem Ultraschalldurchflußmesser entspricht. Das könnte alle Bedürfnisse erfüllen. Etwas Ahnung braucht man jedoch, um das zu machen. Möglich wäre es durchaus, daß man das Gerät so integriert, daß es unsichtbar ist und die Außenhaut des Bootes nicht beschädigt.

Wieslaw Bicz

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Wieslaw Bicz

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