ich bau mir einen Datenlogger (minilogger Nachbau)

[frankyfly]

28.Jan.2009 13:30
Vorwort:
Ich denke so beinahe jeder der sich etwas tiefer als "ich kauf mir den Motor und das Ritzel/Luftscheraube die mir empfolen wurde" mit der Materie Elektroantrieb beschäftigt, ist interessiert an Strom, Spannug und Drehzahl seines Antriebes.

Jetzt gibt es natürlich schon sehr Gute Lösungen zu Kaufen, z.B. den SM-Modellbau Unilog oder den Eagletree e-logger.
weil ich aber 1. von Haus aus geizig bin (bei den Systemen gibt es kaum etwas unter 70-80€ ) und weil ich gerne bastel hab ich mir gedacht "Da muss man doch auch selber was basteln können"

Also überlegt, was will brauche ich überhaupt, was brauche ich nicht und einen Anforderungskatalog erstellt:
- Strommessung bis min. 40-50A besser wäre bis 100A damit ich auch mal einen größeren Heli wie den Pikke loggen kann.
- Spannugsmessung mus auch her.
- Drehzahlmessung. Wie? magentisch oder optisch weil das ist einfacher zu realisieren als BL-Sensor
- Natürlich Daten speichern, weil nur messen macht noch keinen Logger. am liebsten SD-Karte, aber zur not auch EE-PROM
- und möglichst günstig, also am besten auf Lochrasterplatte aufzubauen, weil Platinen ätzen ist eben teuer.
- daraus Folgt auch "kein SMD". Das ist auf Lochraster beinahe unmögllich zu löten
- wenn es geht ein fertiges Projekt, das ich möglichst nicht viel Zeit in programmieren und Schaltungsentwicklung stecken muss.
Dann habe ich mich mal umgeschaut was es so gibt. in die engere Wahl sind dann der etwas betagte Minilogger und der neuere Midilogger gekommen. ich habe mich dann aus verschiedenen Gründen für den Minilogger entschlossen. es ist aber nicht ausgeschlossen das ich irgendwann ein Midilogger-Projekt Starte, weil der einfach viel mehr bieitet.

Also beschlossen: "es gibt einen Minilogger"!

jetzt erstmal Schaltpläne begutachtet und in meinem Krabbelkisten nachgeschaut was da ist, und was ich brauche.
gefunden habe ich:
- Einen passenden 0,001 Ohm 4-Leitzer Shunt mit 0,5% Tolleranz (Glücksgriff! würde bein C Ca 10€ kosten und ist viel Besser als der vorgeschlagene Kopferdraht-Shunt)
- Streifenrasterplatinen
- ein paar passende Widerstände, leider alles Kohleschicht mit 5% Tolleranz. also wieder zurück in die Kise
- 3mm Leds
- Dioden
- Fototransistoren
- IR-Leds

dann fleißig Liste geschrieben was ich brauche.

/* Lier kommt irgendwann die Liste */

das wieder gestrichen was ich habe und Bestellung bei Reichelt angestoßen.
Kosten bis hier, Ca. 5,50€+Versand ! (der eigentliche Bestellwert war höher weil ich nich ein paar andere Sachen für mienen Vater und mitbestellt habe)

ein paar Tage später hat dann der Postbote bei mir geklingelt. nach der Wahreneingangskontrolle sah es auf meinem Schreibtisch etwas "unoredentlich" aus.

ein Haufen Kleinteie

100_3869.JPG (1.46 MiB) 3880 mal betrachtet

Vom Zusammenbau habe ich leider keine Bilder im Baueifer schlicht das knipsen vergessen
aber vom fertigen Logger gibt es natürlich wieder ein Bild.

schon nach dem 1. Testflug

100_3876b.JPG (1.2 MiB) 3889 mal betrachtet

Ich habe den Logger mit Spielegklebeband auf ein Stück Depron geklebt, danmit ich ihn besser am Heli montieren (erstmal einfach hinten zwischen die Heckstreben gebunden), aber später auch noch leicht Änderungen und kontrollmessungen vornehmen kann. (Bild von der Unterseite wird nachgereicht, wobei ich mir nicht sicher bin ob ihr die wirklich sehen wollt )

Aber was ist jetzt auf dem Bild zu sehen?

unten links: Der Shunt. der ist über einen Steckverbinder mit dem Logger verbunden
unten rechts: der rs232-Adapter. kommt zum auslesen und Programmieren auf den 5-Poligen Platinenstecker
mitte: Der eigentliche mini-Logger. der mit "V2.0 S" (das ist die Softwareversion, siehe Link oben) beschriftete IC ist der ATTiny26, der andere ist der EEprom (bei mir ein 24C64 also 64 Kbit Speicherplatz.)
oben rechts: Die Servostecker sind um den Logger im Flug aktivieren zu können und werden bei mir einfach mit in das Kabel zum regler eingeschleift. deswegen auch Stecker und Buchse. der freie 3-pol Steckverbinder ist für die Drehzahlmessung

einen kurzen ersten Testflug habe ich auch schon gemacht.

[Die Dateierweiterung bmp wurde deaktiviert und kann nicht länger angezeigt werden.]

(Achtung, die beschriftung der Zeitachse (Anzahl=Sekunden) stimmt nicht. da muss hin "Anzahl/4=Sekunden) die Software (logview) peilt das mit den 0,25s Messintervall nicht. die Nächten Grafiken wird es dann aus einer Tabellenkalkulation geben.)


Allerdings stimmt da wohl noch irgendwas nicht. die Stromspitzen finde ich für einen 450TH mit Ca. 2600n/min doch etwas heftig zwar mit 14er Ritzel aber trrotzdem . da werde ich wohl nochmal kontrollieren müssen, evtl mit einem anderen Logger als Referenz.

Wie geht es jetz weiter?

Als nächtes werde ich mal schauen ob denn meine Messungen stimmen und mich um die Drehzahlmessung und evtl auch der Temp-messung kümmern, weil ohne Drehzahl sagen einem die Loggs doch recht wenig.
Dann werde ich schauen ob ich die Auflösung im unteren Strombereich über einen OP verbessern kann (ist in der XT-Softwareversion ja schon vorgesehen. Die Höhenmessung kommt sehr warscheinlich nicht, denn es soll ein Low-cost Projekt bleiben und da passt der Höhensensor nicht ins Buget und ist auch für das was ich damit machen will nicht notwendig.
Wenn es geänderte Schaltpläne oder Software gibt, kommt die natürlich auch hier hin.


28.Jan.2009 22:15
Es misst, und zwar Umdrehungen:

Ich habe mich um die Drehzahlmessung gekümmert.
Bauteile:
1 Widerstand 120Ohm
1 IR LED SFH487-2
1 IR Fototransistor SFH309-5

Drehzahlmesser über Test-Lüfter

100_3879.JPG (1.07 MiB) 3872 mal betrachtet

Ich stand vor der wahl, Prinzip Gabellichtschranke oder Reflexlichtschranke. ich habe mich für die Reflektionsbauwese entschieden. dann brauche ich nur eine kleine halbverspielelte Scheibe an das HZR montieren und gut

[Die Dateierweiterung bmp wurde deaktiviert und kann nicht länger angezeigt werden.]

Der Lüfter hat eine Maximaldrehzahl von Ca. 4055 N/min (gemessen mit RC200 Drehzahlmesser) das passt sehr gut zu den vom Logger ermittelten Werten. wo die Peaks herkommen weiß ich nicht 100% kann aber von der "Sternchenfolie" sein die ich genommen habe, die reflektiert ja nicht geleichmäßig.


29.Jan.2009 20:30
Tests mit der "Reflektionsmetode waren ernüchternd. misst zwar , aber es gibt Ca 1/3 Fehlmessungen. Die lassen sich zwar leicht erkennen und aussortieren (1875000 n/min sind leichtz zu erkenen ) aber zufriedenstellend ist das nicht. schließlich verliert man ca.1/3 der Messergebnisse.

Als nächstes werde ich Tests mit Direktmessung machen und hoffen das das besser klappt

31.Jan.2009 16:00
Die Tests per Direktmessung sind etwas besser, aber immernochnicht zufriedenstellend.
Isch Nehme an das es Probleme bei der Hell/dunkelunterscheidung gibt. Im Logview-Forum gibt es eine version mit Schwellwertschalter.

Bei die Strommessung habe ich auch mal geschaut.
Ich habe eine Vergelichsmessung an einer Fläche gemacht, dabei wurden laut Multimeter 23A gezogen. Der Loger sagt aber viel mehr mämlich 65A

Also mal in Logview mit den Faktoren rumgespielt, etwas gerechnet und von 0.125 auf 0,0433 geändert.
jetzt sieht auch das Log vom Testflug anders aus. Aus Ca. 50A sind 19A geworden. das sieht mir doch eher nacheinem "Mädchenmotor" wie dem 450TH aus.

Ich vermute das Problem liegt ein Stück weit an dem Internten verstärker/AD-Wandler des AVR. bei 18A Liegen am Shunt nur 0,018V an. Es wurde ja schon in an einigen Stellen der vorhandenen Dokumentationen und Bauberichte von ein externer Verstärker gesprochen Evtl. bringt das Besserung. Außerdem habe ich eine Firmware gefunden die eine Kurvenglättung beinhaltet.

Es wird also ein Zusatzboard geben mit einem LM358 (2xOP-amp) geben . der eine spielt Verstärker für die Strommessung, der andere Schwellwertschalter für die Drehzahlmessung.


1.Feb.2009 11:30

Die Mesungen mit dem Zusatzboard sind jetzt endlich zufriedenstellend. sowohl Drehzahl als auch Strommessung. Die zusätzliche Beschaltung ist also durchaus kein Luxus sondern wie ich finde absolut Notwendig!

Jetzt gibt es hier auch bald
- den Schaltplan (als Eagle *.sch und jpeg)
- die Firmware (hex, epp, und bas + Versionsinfo.txt)
als Download sonald ich die letzten Änderungen übernommen, die Bezeichnugen unter den Plänen abgeglichen und ein paar Infos für Elektonik-Noobs eingefügt habe .

Testflug muss ich mal schauen, momentan ist es hier doch sehr windig aber einen kleinen Testschweeber werde ich sicher hinbekommen. (Dafür werde ich bewust den schlappen "SLS-hellgrün" nehmen das man auch ein Paar Spannnugsschwankungen zu gesicht bekommt )


1.Feb.2009 11:30
Schneller als gedacht gibt es das Versprochene

Der Logger mit leicheten Änderungen gegenüber der V2.01

Mini-Datenlogger_RHF.jpg (173.04 KiB) 3941 mal betrachtet

das Zusatzboard mit Verstärker und Schwellwertschalter

Mini-Datenlogger_plusBoard.jpg (145.25 KiB) 3898 mal betrachtet

Schaltpläne.zip

Nochmal alle Schaltpläne als Zip
(als Bild und für Eagle)

(113.21 KiB) 190-mal heruntergeladen

Firmware V2 .zip

Firmware, auch im Zip

(23.05 KiB) 212-mal heruntergeladen

Wie immer: Nachbau und Anwendung auf eingene Gefahr.

Hier geht es weiter mit dem Baubericht!

Kommentare, Lob,Tadel, ... Alles hier rein.

[Aeroworker]

5,50€...... wie lange hast du daran gearbeitet? wieviel ist eine Std von dir wert? ich finds auf jeden Fall klasse! und wenn du das zu einem passablen Preis noch in Schrumpfschlauch kriegst und auslieferst.....

[EagleClaw]

Klingt ja mal interessant. Ist das mit grundlegenden Lötkenntnissen und null Elektronik-Wissen realisierbar (fertige Schaltpläne, Einkaufslisten)? Muss man da selber programmieren?
In welcher Form liegen die Daten beim Auslesen vor?

Viele Fragen aber ich davon null Plan bisher.

[Timmey]

Respekt Frank!
Auch wenn ich sowas selbst nicht in Angriff nehmen würde, hier bei mir auf dem Schreibtisch liegt ein Eagletree V3, ein Unilog und natürlich ein Unitest 2
Den Eagletree habe ich importiert, der hat glaube ich keine 50€ gekostet.

[frankyfly]

Die meiste Arbeit war es den Schaltplan auf die Streifenrasterplatte zu bändigen.
Reine Lötzeit Ca.1-1,5 Stunden,eben Prototyp.
Wenn man das auf einer richtigen geätzten Platine und in keinserie machen würde ginge das Löten vermutlich schneller. ich schätze dann ca 1/4h pro Logger.

in Serie werde ich aber sicher nicht gehen, oder wirklich nur im ganz engen Kreis machen. gibt sonnst zu viel Probleme von wegen Unternehmer, Haftpflicht, Konformität ...

Meine Stunde ist nichts wert ich bin Stundent
Nee,das ist Hobby da rechne ich keine Stundensätze ab.
(an sonnsten müsste man mit dem Stundenlohn eines Elektrogesellen rechnen)

ist auch ohne große Elektrokentnisse realisierbar. aber es ist nicht schlecht zumindet das ohmische Gesetz anwenden zu können für den fall das man einen feher beimLöten macht.

"Programieren" muss man erstmal nicht. Es gibt fertige HEX-Files die man nur übertragen braucht.
Die Daten liegen erstmal im Binärformat vor, lassen sich aber aus Logviev (achtung nicht die aktuelle version, es gibt eine Extra Minilogger Version) ins CSV Format Exportieren und dann in jede beliebige Tabellenkalkulation importieren.

[ER Corvulus]

Fein!

Hast Du da eine Idee, wie man sowas für BEC-Strommessungen umbauen könnte? Also - 3 - 7V, 0 - 7A (dann u.U. mit eigener Stromversorgung - mini-Lipo oder zur Not Knopfzellen..)

Grüsse Wolfgang - bei dem "feine Lötarbeiten" bei 2,5² anfangen

[fireball]

Genauso - du brauchst evtl. nur nen anderen Shunt, um den Messbereich zu optimieren.

[frankyfly]

Spannugsmessung umbauen ist garkein Problem. einfach den Spannugsteiler R2/R3 anpassen.
Momentan ist der 1:10 was Messungen bis 25V erlaubt. das müsste dan auf 1:3 geändert werden, z.B. R3=3K R2=1K
(klappt umgekehrt natürlich auch, 1:20 und man kann bis 50V messen)

Für die Strommessung müsste ein Shunt mit einem höheren Widerstand eingesetzt werden. 0,01Ohm sollten passen, dann kannst du bis 12,5A Messen.

Spannugsversorgung ist auch einfach zu ändern. die Erfolgt jetzt über das Servokabel. da einfach anstelle dem + vom BEC den Akku/Knopfzelle anlegen (ich mein 5V braucht die Geschichte, wegen der Übertragung zum PC aber der Logger selber müsste mit mit den 3V auskommen. kann man ja probieren ob es geht)

Anschließend müssen noch die Werte (Faktoren Anpassen) in Logview geändert werden und dann sollt edas laufen. auch ohne das man in der Logger-SW rumbasteln muss.

[chris.jan]

in die engere Wahl sind dann der etwas betagte Miniloggerund der neuere Midilogger gekommen. ich habe mich dann aus verschiedenen Gründen für den Minilogger entschlossen. es ist aber nicht ausgeschlossen das ich irgendwann ein Midilogger-Projekt Starte, weil der einfach viel mehr bieitet.

Bin ich zu doof ne Übersicht zu finden, oder muß man sich da erstmal durch 1000 Beiträge wurschteln, um da nen Überblick zu gewinnen? Kannst du mir da mal auf die Sprünge helfen?

Interesse habe ich schon. Vielleicht auch gleiche nen Midilogger, falls der nicht zu teuer wird.

[Feliks]

HI,

sieht sehr toll aus! Wäre auch an einer Einkaufsliste und einer einfachen(!) Bauanleitung interessiert! Drehzahl messung wäre natürlich auch sehr sehr fein!

halt uns auf dem laufenden!

felix

[frankyfly]

Bin ich zu doof ne Übersicht zu finden ... Kannst du mir da mal auf die Sprünge helfen?

Gibt so keine Übersicht, da muss man sich echt durchleesen.

Minilogger:
recht einfach aufgebaut. kann so auch auf Lochraster gebaut werden.
Speichert die Konfiguration im EEprom vom Controler und die Daten auf einen externen IC² EEprom. (Dadurch kann er nicht mit dem aktuellen Logviev ausgelesen werden)
kann Strom, Spannug,Drehzahl und Temperatur (oder Höhe)

Midilogger:
etwas komplizierter im Aufbau. dadurch wird er auf Lochraster doch sehr groß.
Speichert die Daten auf einer CF-Speicherkarte. auch die Configuration Wirdauf der CF-Karte angelegt.
Was der jetzt genau messen kann müste ich auch erst nochmal nachlesen, das was der minilogger kann, kann er aber auch.

[chris.jan]

....und die Daten auf einen externen IC² EEprom. (Dadurch kann er nicht mit dem aktuellen Logviev ausgelesen werden)

Und wie liest Du den dann aus? Brauchst dafür dann nochmal extra nen EEprom-Leser?

[frankyfly]

Nein, ist ja ein EEprom. Der wird einfach Über den Seriellen Adapter ausgelesen. Einzige Tücke ist das es eben nur über eine besondere "Port.DLL" geht , und die ist eben bei den neuen Versionen von Logview nichtmehr eingebunden. deswegen braucht man eben dieses "Minilogger Logview".

Es gibt wohl auch eine Möglichkeit mittels Exce direkt auszulesen , aber das hat bei mir nicht geklappt.

[frankyfly]

Baubericht Fortsetzung! Hier geht es zurück zu Teil 1

wie versprochen ein kleiner Testschweber mit (doch sehr) schlappem Akku

[Die Dateierweiterung bmp wurde deaktiviert und kann nicht länger angezeigt werden.]

Und so kann der selbe Flug dann in einen Tabellenkalkulation aussehen. es ist natürlch noch sehr viel mehr denkbar, von der Berechnug der entnommenen Kapazität oder dem Zelleninnenwiderstand, ...

in der Tabellenkalkulation

Bildschirmphoto4.jpg (138.03 KiB) 3881 mal betrachtet

2.Feb.2009 17:33
erstes brauchbares Fluglog

Ich habe mich trotz Wind nach draußen gewagt um einen kleinen Testflug (wieder mit dem Schlappen Akku, und Ja, der ist geladen ) zu machen. Die Drehzahlmessung klappt ganz gut, nur bei 120 Sekunden gab es eine Fehlmessung. Kann sein das es an der einwirkung von Fremdlicht (Sonne)lag. ich muss mal etwas mit der Schaltschwelle der Lichtschranke experimentieren.

Wie geflogen wurde habe ich in der Grafik vermerkt. die 2 Strompeaks waren etwas Fahrstuhl fahren. Mehr habe ich mich mit dem Akku (man beachte die Spannug und die Drehzahl ) nicht getraut.

Pikke Testflug 02.02.2009

Testflug Pikke 02.02.jpg (34.04 KiB) 4517 mal betrachtet

3.Feb.2009 9:15
Aus gegebenen Anlass
Weil gerade in einem anderen Threat über Drehzahlmessung diskutiert wird Habe ich mich entschlossen euch mal eben meine Version zu präsentieren.

Da ich ja nach dem Prinzip Gabellichtschranke messe musste ich was haben das mit den Lichtstrahl mindestends einmal pro Umdrehung unterbricht. Das muss sich aber auch irgendwie an den drehenden Teilen eines 450er Helis befestigen lassen. also habe ich mich mit dem Pikke vor meine Materielkiste gesetzt und auf Inspiration gewartet. Herausgekommen ist dabei das was ihr auf den Bildern sehr:

Befestigung am Zahnrad

100_3893.JPG (1.02 MiB) 3871 mal betrachtet

"Peilloch" für die Lichtschranke

100_3894.JPG (921.98 KiB) 3868 mal betrachtet

Ein kutzes Stück Alurohr das genau den innendurchmesser hat wie der Mittnehmer vom Zahnrad außen,oben kleines Loch Für die Schraube, unten Großes Loch für die Lichtschranke. Weil es jetzt 2 Impulse pro Umdrehung gibt muss man das Messergebniss noch durch Zwei teilen, ist aber kein Problem, einfach in LogView den Parameter für die Drehzahl von 7.500.000 auf 3.750.000 halbieren und es Passt.

Ich messe ja alle 0,25 Sekunden und ein Impuls mehr Pro Mesung entspricht 7,2 n/min

n=1*3,6*m/k
1=ein impuls
m=4Messungen/sekunde
k= 2 Impulse pro Umdrehung
(kann da bitte nochmal wer drüberschauen? Danke)

evtl. mache ich noch Versuche mit 2 Löchern. gibt dann 4 impulse pro Umdrehung ergibt eine Auflösung von 3,6 n/min damit wäre dann die Genauigkeit also etwas besser.


5.Feb.2009 15:00
Größer wär besser!

Ich habe mit noch garkeine wirklichen gedanken gemacht über die dauer der Datenaufzeichnug, bis ich eben bei dem Versuch 2 komplette Flüge (5Minuten+Reserve) mit dem Pikke feststellen musste das der Speicher dafür einfach nicht reicht.

Aber was geht jetzt und was nicht?

Ich mache 4 Messungen pro Sekunde (Weniger ist meiner meinung im Heli nicht angemessen) und bei Jeder Messung Produziere ich 6Byte Daten.

ich habe einen 24C64 EEprom genommen, also 8Kbyte = 8192 Byte Speicherplatz

8192 Byte
-6 Byte für den Heade
-2 Byte für die Eröffnug der neuen Session
=8184 Byte
:6 (weil 6 Byte pro messung)
=1364 Byte
:4 (weil 4Messungen pro Sekunde
=341 Sekunden
:60 (von wegen Minuten)
=5,68 (industrie)minuten

macht 5Minuten und 41Sekunden Aufzeichnugsdauer.
gerade genung für einen Flug mit der hohen Aufzeichnugsrate.

Macht aber nichts. War ja meine Entscheidung den 24C64 zu nehmen. Man kann EE-proms von 4,8,16,32 und 64kByte einsetzen. Mit dem großen (Reichelt "ST 24C512 BN6" 1,50€) mit 64KByte erhöht sich die Aufzeichnugsdauer dann Ca. um das 8-fache auf 45 Minuten und 30 Sekunden.

Entweder ich rüste nach oder muss mich daran gewöhnen das ich nach jeden Flug den Logger auslese.
Mit der Speicherrate will ich nicht runter, dann bekomme ich interessante Peaks u.U. nicht mit.

[Heli_Crusher]

Hallo,

schaut ja recht gut aus.

Seit Monaten schimmelt hier auf dem Tisch eine ähnliche Idee vor sich hin. Bei mir ist das Problem aber mehr in der Implementierung des FAT16 Dateisystem für eine SD-Karte (Bis 1 GByte) zu suchen. Ausserdem komme ich bei den gewünschten Features nicht so recht weiter bei der Überwachung der einzelnen Zellen im LiPo weil ich die Potentiale von bis zu 6s nicht sauber auf die 6 ADC-Eingänge meines ATmega644 kriege ohne das Querströme fließen oder die Spannungen die zulässigen Grenzen überschreiten.

Strommessung habe ich mit dem ACS 750 SCA-050 von Allegro Micro geplant. geht ganz gut und ist vor allem völlig galvanisch vom Antriebsakku getrennt.

Als Ausgabe wollte ich CSV-Dateien auf eine SD-Karte schreiben, die man nach dem Flug aus dem Logger in den Rechner steckt.

Aber bei den Versuchen ist es bisher geblieben. Viel Verwertbares ausser hier und da mal ein Aufbau auf Lochraster ist dabei noch nicht herausgekommen.

Werde Dein Projekt mal weiterverfolgen. Vielleicht bringt mir Das ja noch die eine oder andere Anregung.

Michael