Hallo, Für ein Projekt an der Hochschule versuche ich die Daten des Beschleunigungssensor ADXL 193 auszuwerten. Der erste Versuch mit freiem Fall und Aufprall hat durchgehend die unten aufgeführten Daten geliefert. Irgendwas läuft falsch. Hat jemand eine Idee was das Problem sein könnte? Bin ich prinzipiell richtig mit der Annahme das die Beschleunigung g über die Formel g = ((Wert*(5/1024))/8 errechnet wird? Danke für eure Hilfe! Werte: 0 0 0 190 1023 1023 1023 1023 233 0 0 0 323 1023 1023 1023 1019 116 0 0 0 460 1023 1023 1023 917 9 0
Joni schrieb: > Der erste Versuch mit freiem Fall und Aufprall hat durchgehend die unten > aufgeführten Daten geliefert. Wieso? Joni schrieb: > Hat jemand eine Idee was das Problem sein könnte? Schaltungsaufbau + Code herzeigen. So können wir nur raten. Dein (offensichtlich mit 5V betriebener) 5V Mikrocontroller mit 10 Bit AD-Wandler lässt nur eine geringe Auflösung zu. Du verwendest wohl einen AD22283 mit einer Sensitivität von 8mV/g (typ). Deine ADC-Auflösung beträgt 5V/1024 = 4,88mV/Bit. Also hast du eine Auflösung (nicht Genauigkeit) von knapp 0.5g Was hättest du denn anderst erwartet? Was ist das für ein Test? Wenn das Ding auf den Boden knallt sind 250g nichts. Joni schrieb: > g = ((Wert*(5/1024))/8 Prinzipiell ja. Wie sieht das im Code aus?
Hey danke schon mal für deine Antwort.
Es geht um den Test eines Helmes.
Ein Gewicht mit 5kg + Sensor kracht auf EPS Material.
Anhand der Beschleunigungsmesswerte soll das Dämpfungspotential bestimmt
werden.
Fallhöhe sind 1,5m.
Die Daten werden über Arduino Leonardo und CoolTerm ausgelesen.
Erwartet hätte ich den Verlauf einer quadratischen Funktion oder
ähnlich.
Beim Aufprall erreicht die Beschleunigungskurve ihr Maximum.
So sieht der Code aus:
int InputPin = A0;
int Wert;
int mv;
float g;
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600); //Symbole pro Sekunde (Baudrahte)
(InputPin, INPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
Wert = analogRead(InputPin);
mv = (Wert*(5/1024)) ; // Wert in mV
g = (mv/8); // Wert in g
Serial.println (g);
delay(2);
}
Dein Code sieht okay aus, aber passt irgendwie nicht zu den Werten, die du in deinem Eröffnungspost genannt hast. Sind das vielleicht direkt die Werte aus dem Sensor oder sollte das dein g sein? Hast du mal gerechnet, was für Beschleunigungswerte du erwartest? Wie oben schon jemand geschrieben hat, die 250g können recht schnell erreicht werden, die 1023 deuten darauf hin, das der Sensor eben übersteuert ist. Allgemein ist der Code vielleicht etwas langsam, wenn du ein schnelles Ereignis aufzeichnen willst. Serial.println braucht etwas Zeit und das delay am Ende macht es auch nicht unbedingt besser. Vielleicht solltest du eine Serie von Werten aufzeichnen und diese dann gesammelt ausgeben.
Danke für deine Antwort Ralf, ja du hast Recht das sind die Werte direkt aus dem Sensor. Eigentlich sollten die Werte unterhalb von 250 g liegen. Entspricht denn 1023 dem Maximalwert?
Hmm ja du hast ein völlig unterabgetastetes Signal das viel zu langsam digitalisiert wird. Zudem siehst du wie das Signal an das Maximum des AD-Wandlers stößt. Vermutlich überschreitest du die maximale Belastbarkeit des Sensors. Der gibt maximale Spannung aus. Schau dir das doch mal mit einem Oszilloskop an. Langsame Zeitbasis und dann testest mal. Wenn du da mit dem Ergebnis zufrieden bist, kannst du überlegen es in den Controller zu bringen. Ich sehe in deinen Rohdaten (?) wohl 3x Aufprall. Nur eben stößt dein Signal sofort an die Grenzen. Ich schätze mal dein Sensor ist einfach nicht für die Beschleunigungswerte die auftreten geeignet. Das kannst du aber mit einem Oszi herausfinden.
Ralf B. schrieb: > Dein Code sieht okay aus Nö, so wie das dasteht sicher nicht. Zu den Ausgaben weiter oben passt das aber tatsächlich nicht, der gezeigte Code würde ausschließlich Nullen ausgeben.
guest schrieb: > Nö, so wie das dasteht sicher nicht. > Zu den Ausgaben weiter oben passt das aber tatsächlich nicht, der > gezeigte Code würde ausschließlich Nullen ausgeben. Hab nicht auf die Datentypen geachtet. Respekt, gut gesehen. @TO: deine Division funktioniert so nicht, du musst 5.0 oder 1024.0 schreiben. Oder du definierst diese beiden Werte direkt als float.
Joni schrieb: > Entspricht denn 1023 dem Maximalwert? Der A/D Wandler hat 10bit, damit ist 1023 der Maximalwert.
Ralf B. schrieb: > @TO: deine Division funktioniert so nicht, du musst 5.0 oder 1024.0 > schreiben. Oder du definierst diese beiden Werte direkt als float. Da der AVR keine FPU hat macht das aber u.U. das Timing endgültig zu Sau. Test schrieb: > Hmm ja du hast ein völlig unterabgetastetes Signal das viel zu langsam > digitalisiert wird. OK analogRead ist auch nicht grade die schnellste Variante den ADC zu lesen und das Serial.println kommt auch noch dazu, da sind dann die floats wohl auch egal. Die Formel stimmt aber so auch nicht, der Wert in mv ist in V nicht in mV. Wenn ich das DB richtig lese hat der Sensor einen Offset, der in der Formel ebenfalls fehlt.
Joni schrieb: > Erwartet hätte ich den Verlauf einer quadratischen Funktion oder > ähnlich. Wofür erwartest du eine quadratische Funktion? Bei konstanter Fallhöhe fällt dein Helm zunächst nahezu kräftefrei und prallt dann auf. Mit welcher Zeitauflösung erfasst du deine Werte?
Habe einen weiteren Versuch gestartet Fallhöhe 1m. Habe die Daten dieses Mal mit einer Zeitauflösung 1 ms (delay(1);) erfasst. Die Ergebnisse sind schon viel besser. Jetzt habe ich das Problem das die Daten mit CoolTerm nicht zuverlässig und schnell genug erfasst werden. Hat jemand eine Idee wie ich die Daten zuverlässig erfassen und speichern könnte? Werte: 509 509 509 508 510 545 551 549 567 569 571 575 565 563 568 520 473 479 501 539 501 473 476 473 519 499 489 481 520 513
Joni schrieb: > Hat jemand eine Idee wie ich die Daten zuverlässig erfassen und > speichern könnte? Verschiedene Ideen, je nachdem wie kompliziert es sein soll. 1) SD Karte: einfach zu implementieren, Hardware shield ist günstig, Arduino hat eine Lib dafür und zum Übertragen auf den PC brauchst du nur die Karte rausnehmen und in den PC stecken 2) Speichern auf dem MC, externes Signal über Taster um die Umrechnung/das Auslesen zu starten, Du kannst in Arduino auch abfragen, ob eine serielle Verbindung besteht, also ob der PC angeschlossen ist und damit das Auslesen beginnen. Auf jeden Fall empfehle ich zur Lektüre die Tutorials in diesem Forum zum AVR ADC und das Datenblatt für den MC der in deinem Arduino-Board werkelt. Die Dinge aus dem Tutorial, also Steuerregister setzen und so weiter, funktionieren genau so in der Arduino-IDE. Interessant ist zB. die Möglichkeit die verschiedenen ADC Modi zu nutzen. Abhängig vom MC kann der ADC free running, single mode und auto-trigger. Man kann außerdem einen Interrupt auslösen, wenn die Messung abgeschlossen ist und ein Ergebnis im ADC Register steht.
Joni schrieb: > Habe die Daten dieses Mal mit einer Zeitauflösung 1 ms (delay(1);) > erfasst. Und was ist mit der Zeit für die Ausgabe mit Serial.println()? Bei 9k6 Bd dauern 5 Zeichen so um die 5ms.
Wie lange soll der Aufprall denn dauern? Das sind doch wenige ms, wenn überhaupt. Du brauchst einen großen RAM-Speicher für die Messwerte und nach Ende der Messung kannst Du diese ja seriell langsam ausgeben. Mit 20 Zeilen Arduino Code ist das wohl nicht getan.
Pete K. schrieb: > Du brauchst einen großen RAM-Speicher für die Messwerte und nach Ende > der Messung kannst Du diese ja seriell langsam ausgeben. Oder man nimmt einen Atmega32U4 (Arduino Mini Pro) und wirft die Werte schnell über USB CDC raus. Aber auch da will man puffern.
Pete K. schrieb: > großen RAM-Speicher für die Messwerte Hmm okay. Kannst du vllt genauer erklären wie das funktionieren könnte. Ich kann ja schlecht den RAM Speicher am Arduino erweitern oder? Ja der Aufprall findet innerhalb weniger ms statt.
Joni schrieb: > Ja der Aufprall findet innerhalb weniger ms statt. Dann wirst du ja nicht tausende von Messwerten aufzeichnen müssen, jedenfalls nicht, solange du mit 1kHz abtastest. Üblicherweise legt man einen Trigger fest und arbeitet mit definierter Pretrigger Aufzeichnung. Bei einem Arduino Due hättest du 96kB SRAM. Selbst wenn du bei dem Arduino Leonardo bleibst und ansonsten ein bisschen RAM-sparend programmierst, würdest du dort locker 1000 Messwerte ablegen können.
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