Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Geschwindigkeit / Frequenz eines drehenden Mixers o. ä. bestimmen


von Dissel S. (dissel)


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Hallo Leute, ich benutze den Arduino Uno und möchte für ein Experiment 
die Geschwindigkeit/ Frequenz eines Drehspiegels bestimmten. Ich werde 
mir wahrscheinlich einen Mixer mit Spiegeln als Drehspiegel zusammen 
basteln. Nun brauche ich die geschwindigkeit / Frequenz des Drehspiegels 
um hinterher die Lichtgeschwindigkeit bestimmen zu können.
Ich hab mir gedacht vielleicht kann man RGB LED WS2812 benutzen um die 
Geschwindigkeit / Frequenz zu bestimmen indem man ein Laserpointer auf 
den Spiegel ausrichtet. Meint ihr das würde gehen und wenn ja wie?
Kenne mich selber leider kaum mit dem Arduino bzw. dem Programmieren 
oder schalten aus und hoffe mir kann jemand helfen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Dissel S.. schrieb:

> Ich hab mir gedacht vielleicht kann man RGB LED WS2812 benutzen um die
> Geschwindigkeit / Frequenz zu bestimmen indem man ein Laserpointer auf
> den Spiegel ausrichtet.


Den Zusammenhang musst du mir mal erklären.

Was bitte hat eine RGB Led damit zu tun, dass du mit einem Laserpointer 
auf einen Spiegel 'schiessen' willst?

Laserpointer ist klar.
Spiegel ist klar
Aber danach brauchst du ein lichtempfindliches Bauelement, welches dir 
anzeigt, ob Licht drauffällt oder nicht.

So etwas nennt man Phototransistor oder Photodiode

Eine RGB Led seh ich in dem ganzen Aufbau nirgends.

> Meint ihr das würde gehen und wenn ja wie?

Sicher geht das. Warum auch nicht. Wenn der Phototransistor schnell ist 
um den vorbeihuschenden Lichtfleck zu registrieren.
Welchen Zusammenhang du da jetzt allerdings zur Lichtgeschwindigkeit 
ziehen willst, ist mir noch nicht klar.
D.h. die Drehspiegelmethode ist mir schon klar. Aber mit einem Mixer 
wirst du die Drehzahlen nicht erreichen, die du da brauchst.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Dissel S.. schrieb:

> ich möchte für ein Experiment die Geschwindigkeit/ Frequenz eines
> Drehspiegels bestimmten.

Dafür nimmt man typisch ein Stroboskop.

von Karl H. (kbuchegg)


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Karl Heinz schrieb:

> D.h. die Drehspiegelmethode ist mir schon klar. Aber mit einem Mixer
> wirst du die Drehzahlen nicht erreichen, die du da brauchst.

Schon mal die Mathe gemacht, die du dazu brauchst?
Solltest du mal
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehspiegelmethode

Wenn du vom rotierenden Spiegel bis zum Planspiegel eine Seitenlänge von 
10m hast und Laser bzw. Phototransistor auch 10m vom Drehspiegel 
entfernt sind, dann brauchst du eine Drehzahl von ca 21000 U/min, damit 
der Lichtpunkt ganze 3mm vom Laserpointer entfernt wieder eintrifft. Und 
diese Drehzahl sollte dann auch noch möglichst konstant sein, damit der 
Lichtpunkt da in den 3mm nicht auch noch hin und her tanzt.

von Dissel S. (dissel)


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Achso alles klar danke.
Kann ich sonst irgendwie die Geschwindigkeit des drehenden Objekts 
bestimmen?

Ich habe dieses StarterKit von Arduino -> 
http://www.watterott.com/en/StarterKit-for-Arduino-UNO

Hier gibt es anscheinend keine Photodiode oder ähnliches kann ich sonst 
irgendwie die Frequenz des drehenden Objekts messen?

von m.n. (Gast)


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Dissel S.. schrieb:
> kann ich sonst
> irgendwie die Frequenz des drehenden Objekts messen?

Ohne Probleme: http://www.mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp7
Falls Du Fan von BASCOM bist: 
Beitrag "reziproker Frequenzzähler mit BASCOM-AVR"

von Nil (nilsnilss)


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Wir haben in der Schule eine Stimmgabel mit Kammerton A benutzt. Du 
startest den Motor und schlägst dann die Stimmgabel an. Nun verändert du 
die Motorfrequenz. Das machst du so lange bis keine Schwebung mehr 
hörbar ist.

Nur ein Alternativvorschlag, der völlig ohne Arduino auskommt ;)

: Bearbeitet durch User
von Halbierungsflächenverdoppler (Gast)


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Nils Friess schrieb:
> Du startest den Motor und schlägst dann die Stimmgabel an. Nun verändert du
> die Motorfrequenz.

Er will die Drehzahl messen, nicht den Motor stimmen. ;)

von Dissel S. (dissel)


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Ich bin jetzt nach diesem Schaltplan vorgegangen ->
http://gammon.com.au/images/Arduino_forum_89774.png

Hab als sensor den WS2812 Breakout benutzt (mir wurde gesagt mit dem 
soll das wohl auch gehen, obwohl im Internet steht es ist einfach nur 
ein LED RGB).

Jetzt fehlt mir nur noch der richtige Code, jedoch finde ich keinen 
passenden Code dazu, der mir anschlie0end die Frequenz ausgibt.

von npn (Gast)


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Dissel S.. schrieb:
> Hallo Leute, ich benutze den Arduino Uno
> ...
> um hinterher die Lichtgeschwindigkeit bestimmen zu können.

Hatten wir das nicht vor ein paar Tagen erst, daß jemand mit dem Arduino 
die Lichtgeschwindigkeit messen wollte?

von Hugo Boss (Gast)


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Nils Friess schrieb:
> Das machst du so lange bis keine Schwebung mehr
> hörbar ist.

Ok, was machst Du aber, wenn Du den übereinstimmenden Punkt zufällig 
verpasst und einen Punkt weiter kommst, bei dem keine Schwebung 
vorhanden ist?  In der Musik spricht man von der sog. Obertonreihe. In 
der Schwingungslehre könnte man es Harmonische nennen. Also, Dein 
Vorschlag mit dem Bestimmen einer Frekwenz mittels Stimmgabel ist nicht 
so praktisch. Ich weis auch nicht, wie Du Licht zum Anregen eines Tones 
gebrauchen willst, um die Lichtgeschwindigkeit zu ermitteln. Die 
Stimmgabel, die man dazu braucht, wäre kleiner als eine Hautschuppe, was 
so winzig ist, dass man sie nicht mal mit dem Finger anfassen kann.

von pnp (Gast)


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npn schrieb:
> Hatten wir das nicht vor ein paar Tagen erst, daß jemand mit dem Arduino
> die Lichtgeschwindigkeit messen wollte?

Hast Du den Ling davon?

von Nil (nilsnilss)


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Die Motorfrequenz mittels Stimmgabel bestimmen klappt in der Praxis 
einwandfrei.
Damit kann man dann mit Foucaults Drehspiegelversuch die 
Lichtgeschwindigkeit ungefähr bestimmen.

von npn (Gast)


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pnp schrieb:
> npn schrieb:
>> Hatten wir das nicht vor ein paar Tagen erst, daß jemand mit dem Arduino
>> die Lichtgeschwindigkeit messen wollte?
>
> Hast Du den Ling davon?

Was ist ein "Ling"?
Aber hier ist ein "Link" :-)
Beitrag "Re: Messen einer Entfernung mit einem Arduino OHNE Kit"

von Rolf M. (rmagnus)


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Halbierungsflächenverdoppler schrieb:
> Nils Friess schrieb:
>> Du startest den Motor und schlägst dann die Stimmgabel an. Nun verändert du
>> die Motorfrequenz.
>
> Er will die Drehzahl messen, nicht den Motor stimmen. ;)

In beiden Fällen weiß er aber nachher die Drehzahl. Einmal nimmt er sie 
eben einfach als gegeben hin, im anderen Fall verändert er sie so, dass 
sie einem bekannten Wert entspricht.

Hugo Boss schrieb:
> Ok, was machst Du aber, wenn Du den übereinstimmenden Punkt zufällig
> verpasst und einen Punkt weiter kommst, bei dem keine Schwebung
> vorhanden ist?

Dann geht man wieder einen Tick zurück? Irgendwie offensichtlich, könnte 
man meinen.

>  In der Musik spricht man von der sog. Obertonreihe.

Mit der hat das gar nichts zu tun.

> Ich weis auch nicht, wie Du Licht zum Anregen eines Tones gebrauchen
> willst, um die Lichtgeschwindigkeit zu ermitteln.

Wer will das denn?

von Harald W. (wilhelms)


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npn schrieb:

> Hatten wir das nicht vor ein paar Tagen erst, daß jemand mit dem Arduino
> die Lichtgeschwindigkeit messen wollte?

Da die Lichtgeschwindigkeit definitionsgemäß eine Konstante ist,
kann man sie sowieso nicht messen. :-)

von Wolfgang (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> damit der Lichtpunkt ganze 3mm vom Laserpointer entfernt wieder eintrifft.
Bei einer einfachen Spiegelreflexkamera mit 7µm Pixel entspricht das 
knapp 500 Pixeln. Das sollte doch gut sichtbar sein. Und auch nur 50 
Pixel wären noch immer ein gut auswertbarer Effekt, wenn man nicht 
gerade dem aktuellen besten Wert für die Lichtgeschwindigkeit eine 
weitere Stelle hinzufügen möchte.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> wenn man nicht
> gerade dem aktuellen besten Wert für die Lichtgeschwindigkeit eine
> weitere Stelle hinzufügen möchte.

Das geht garnicht: Beitrag "Re: Geschwindigkeit / Frequenz eines drehenden Mixers o. ä. bestimmen"
:-)

von Wolfgang (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Da die Lichtgeschwindigkeit definitionsgemäß eine Konstante ist,
> kann man sie sowieso nicht messen. :-)

Warum soll man die Lichtgeschwindigkeit nicht messen können? Man bekommt 
darüber sogar den Brechungsindex von Luft oder anderen Medien heraus.
Geschwindigkeit ist der Quotient aus einer Längen und einer Zeitmessung. 
Die Basisgrößen dafür sind die Länge, definiert über die 
Vakuumlichtgeschwindigkeit, und die Zeit, definiert über die Frequenz 
des Cs-Strahlungsübergang.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> Die Basisgrößen dafür sind die Länge, definiert über die
> Vakuumlichtgeschwindigkeit,

Ja, Du willst also über eine Länge, die über die Lichtgeschwindigkeit
definiert ist, die Lichtgeschwindigkeit messen. Das ist physikalisch
nicht möglich. Das dieser Spiegelradversuch eine gute Möglichkeit
ist, einen groben Wert der Lichtgeschwindigkeit zu bekommen, will ich
ja garnicht abstreiten.

von Karl H. (kbuchegg)


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Wolfgang schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> damit der Lichtpunkt ganze 3mm vom Laserpointer entfernt wieder eintrifft.
> Bei einer einfachen Spiegelreflexkamera mit 7µm Pixel entspricht das
> knapp 500 Pixeln. Das sollte doch gut sichtbar sein. Und auch nur 50
> Pixel wären noch immer ein gut auswertbarer Effekt, wenn man nicht
> gerade dem aktuellen besten Wert für die Lichtgeschwindigkeit eine
> weitere Stelle hinzufügen möchte.

Ja, dann soll er das machen. Seine Kamera dazu hernehmen.
Aber was erwartest du von jemandem, der einen Spiegel mit einem Mixer 
auf 20-tausend U/min antreiben will und eine RGB Led als Detektor nehmen 
will (letzteres ist jetzt meine Interpretation seiner Anfrage)?

: Bearbeitet durch User
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