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Ist das mit Arduino möglich?
12.12.2014, 11:01 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 12.12.2014 11:09 von Kyrill.)
Beitrag #1
Ist das mit Arduino möglich?
Hallo in die Runde, wie immer kommt ein Neuer wie ich sofort mit Fragen... Ich besitze noch nicht einmal einen Arduino, aber ich will auch erst einen anschaffen, wenn ich sicher bin, dass der kleine Kerl das leistet was ich z.Z. von ihm möchte.
Deshalb brauche ich Eure geschätzte Hilfe.
Ich möchte ein Auswuchtgerät für Luftschrauben oder Impellerantriebe basteln. Der Aduino soll dabei an 2 Eingängen Signale aufnehmen und auswerten und entsprechende Lichtsignale über LED Kette o.ä. zurückmelden.

Aufbau:
Die Unwucht wird über eine schaukelähnliche Aufhängung in eine horizontale Pendelbewegung gebracht. Diese möchte ich mit einem Piezosensor abgreifen. Der Sensor liefert eine Wechselspannung deren Amlitude höher ist, je stärker die auslenkende Schwingung ist. (Auf dem Oszi bildet sich eine Sinuskurve aus.)

Das zweite Signal kommt von einer Reflexlichtschranke, die eine Markierung an dem drehenden Objekt abliest. Diese Lichtschranke läßt sich manuell konzentrisch um die drehende Welle herumschwenken.

Die Welle wird über einen Motor mit Riemen konstant in Drehung versetzt. Beispielsweise 500 oder 1000 U/min. Was einer Wechselspannung von ca. 10 bis 20 Hz am Sensor entsprechen würde, deren Amplitudenhöhe der Stärke der Unwucht entspricht.

Aduino Idee:
Immer wenn der "Peak" durch die Lichtschranke erfolgt, soll der Aduino einmalig in Echtzeit den Eingang des Piezosensors abfragen und in Korrespondenz mit diesem ausgelesenen momentanen Spannungswert eine LED Kette ansteuern. Wie eine Balkenanzeige.
Wenn man dann manuell die Lichtschranke um die Welle herumbewegt, wird meiner Meinung nach dieser Wert an oder abschwellen, so dass man das Maximum ermitteln kann, weil der ausgelesene Wert jeweils zeitlich an einer anderen Stelle der Sinusflanke erfolgt. Wobei eine Sinushälfte ja einer halben Wellenumdrehung entspricht.

Wenn man später, bei ausgeschaltetem Motor, die Welle mit der Markierung manuell unter die Lichtschranke stellt, müsste die Unwucht genau rechts oder links in der horizontalen Schwingungsebene liegen.
Durch mehrere Messungen, mit angeklebten Klebestreifen als Gewicht, sollte man dann sehen, ob sich die Balkenanzeige (Größe der Unwucht) verringert oder vergrößert.

Die technischen Fragen die sich daraus stellen:
1. Wie hoch lösen die AD Wandler an den Eingängen eines Arduino auf?
2. Kann ein Wechselstromsignal mit einer Sinus-Schwingung von 10 bis 100 Hz noch so aufgelöst werden, dass die so gemessene Signalspannung bis zu ihrer Spitze hin dargestellt werden kann wie ich es benötige?

Im 2 Kanaloszilloskop sieht man oben eine Sinusschwingung und im unteren Kanal eine scharfen Peak durch die Lichtschrankenimpulse, den man manuell, durch verdrehen derselben um die Welle, bis genau unter das Spannungsmaximum verschiebt. Dies möchte ich mit dem Arduino realisieren und damit Batteriebetrieben und transportabel halten.

Haltet ihr das für möglich? Kann ein Aduino so etwas leisten?

(Ich kenne den Versuchsaufbau nur aus einem Baubericht und habe die Fakten daraus so übernommen wie ich es verstanden habe. Da ich kein Oszi besitze will ich mit hilfe des Aduino eine Lösung aufbauen.)

Gruß aus Lünen

Peter
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12.12.2014, 13:34
Beitrag #2
RE: Ist das mit Arduino möglich?
Hi,
man kann sowas natürlich nie sicher sagen, aber ich würde mal sagen, dass das gehen kann. Die AD-Wandler haben 10 Bit Auflösung und einmal messen dauert in etwa 100 Mikrosekunden. Möglicherweise kann man das in einem Interrupt machen, der von der Lichtschranke ausgelöst wird. Dann passiert die Messung tatsächlich mehr oder weniger "sofort".
Das mit dem Ansteuern der LED-Kette dauert möglicherweise etwas länger, aber das muss ja nicht mit 100Hz passieren.
Gruß,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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12.12.2014, 13:48
Beitrag #3
RE: Ist das mit Arduino möglich?
Danke für Deine erste Einschätzung.
Ich dachte daran mehrfach auszulesen und dann nach einer bestimmten Anzahl "Lesungen" einen Mittelwert zu berechnen und den dann anzeigen zu lassen, damit es nicht so sehr flackert.
Wenn man es schaffen könnte damit alle 2 Grad Winkeländerung eine gemittelte Messung zu erreichen würde es mir schon reichen. Damit könnte man die Lage der Unwucht bereits genauer ermitteln als es mit herkömmlichen Methoden geht.
Möglich ist ja auch den ausgelesenen Wert als steigende oder fallende Zahl in einem LCD-Display anzeigen zu lassen.
Ich muß nur noch herausbekommen wieviel Spannung so ein Piezosensor überhaupt erzeugt (mehr als 5 Volt hoffe ich nicht). Ich hörte davon man solle eine Zehnerdieode und einen Widerstand zur Sicherheit parallel zum Sensor schalten um den Eingang zu schützen was hältst du davon?

Gruß aus Lünen

Peter
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12.12.2014, 14:29
Beitrag #4
RE: Ist das mit Arduino möglich?
Hi,
tja, wie man den Sensor richtig anschließt kann ich Dir nicht sagen. Du hast ja schonmal mit dem Oszi rumprobiert und müsstest selbst wissen, welche Spannungen dabei rauskommen. Hier habe ich was gefunden: http://garagelab.com/profiles/blogs/tuto...th-arduino. Ich habe aber keine Ahnung, ob es da Unterschiede etc. gibt.
Einen gleitenden Mittelwert oder sowas zu bilden kann nicht ganz falsch sein. Am besten vorher noch Ausreißer wegwerfen.
Von wegen "alle 2°": Kommt es da nicht darauf an, wie schnell Du den Lichtsensor bewegst?
Gruß,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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12.12.2014, 14:50
Beitrag #5
RE: Ist das mit Arduino möglich?
Danke für den Link, da hatte ich das mit der Zehnerdiode gesehen.

Bezüglich der 2 Grad. Das war nur aus dem Bauch heraus. Ich bewege während der Messung die Reflexlichtschranke in einem 190 Grad Bogen manuell um die sich drehende Welle. Dabei werden ständig die Spannungswerte am Piezo gemessen. Wenn ich das Maximum der Anzeige erkenne, lasse ich die Lichtschranke dort in der Position stehen.
Wenn dann die drehende zu wuchtende Welle angehalten und die Markierung der Lichtschranke gegenüber positioniert wird, liegt die Ebene der maximalen Unwucht in der Waagerechten.
Das ist das Ziel der Messung. Dann erfolgt der Veruch durch zugabe oder wegnahme von Massen die Unwucht zu verändern bis weitere Durchgänge keine Verbesserung mehr erkennen lassen.

PS: Ich habe leider kein Oszi, ich habe nur einen Baubericht dieser Anlage, wo mit einem Oszi gearbeitet wurde mit Bildern gesehen.

Gruß aus Lünen

Peter
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12.12.2014, 15:22
Beitrag #6
RE: Ist das mit Arduino möglich?
Tja, ich denke, das wird man mal ausprobieren müssen...

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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