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Chris Benndorf

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  • »Chris Benndorf« ist der Autor dieses Themas

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1

Donnerstag, 15. Juli 2004, 22:03

Mini-Datenlogger

Hi $ALL,

da mein Heli mir immer zuviel Strom braucht, wollte ich mir einen kleinen Mini-Datenlogger basteln. Dazu habe ich mir einen 0,001 Ohm Widerstand (8,5cm 1,5mm2 Kupferdraht) zwischen Akku und Regler geschaltet und greife die abfallende Spannung mit einem AVR Tiny26 ab. Der Tiny26 hat einen eingebauten 20fach Verstaerker drin, sodass ich auf 0,125A pro Step komme und bis ca. 127 Ampere messen koennte. Noch einen kleinen Kondensator in die 5V Versorgung, alle 10 Sekunden den gemessenen Wert ins EEPROM und fertig ist der Datenlogger...

...so die Theorie :( Aber in Wirklichkeit sieht die Realitaet ganz anders aus!

Auf dem Steckbrett funktioniert alles einwandfrei und er schreibt den Strom auch fleissig mit. Kaum geht's aber in den Heli, kommen Werte zwischen 0 und 80 Ampere, wild durcheinander und ohne Zusammenhang.

Ich vermute, dass das Signal zu verrauscht ist und ich es filtern muesste. Da ich aber keinen Schimmer von analoger Elektronik habe, tue ich mich damit recht schwer und braeuchte mal einen Tip, wie man soetwas aufbaut bzw. dimensioniert...

TIA
Heli: T-Rex 600 Pro Nitro/3G, 600 ESP/3G und 450 Pro/3G
Sender: Futaba FF-10 2,4GHz :D

2

Donnerstag, 15. Juli 2004, 23:18

RE: Mini-Datenlogger

Hallo Chris,

vermutlich ist eins der Probleme, daß der Stromfluß nicht "glatter" Gleichstrom ist, sondern durch den Motorsteller mit recht hoher Frequenz zerhackt wird. Je nachdem, wann die sample-and-hold Schaltung zuschlägt, hast Du entweder gerade 0 (= Steller unterbricht den Strom gerade) oder deutlich mehr als den Durchschnittsstrom.
Das ist aber kein großes Problem und müßte sich durch einen Tiefpass lösen lassen. Da Du ja den Strom in größeren Zeitabständen misst, ist der Frequenzabstand des "Nutzsignals" (1/10 Hz) zum aufmodulierten Stellertakt (x kHz) extrem groß, dadurch reicht ein einfacher RC-Tiefpass, um die Signale sauber zu trennen. Bei einem Kondensator von einigen µF über die Meßeingänge am Chip, und einige kOhm (2,2µF, 10 kOhm oder so - nimm, was Du in der Bastelkiste findest...) in die Leitungen vom Shunt wird von der Taktung nix mehr an den Meßeingängen ankommen (sag ich jetzt mal so, ohne Rechnerei). Evtl. könnten noch ein paar Nanofarad jeweils zwischen GND und den Analogen Eingangspins des Tiny weitere Verbesserung bringen.

Ein anderes Problem könnte mit der Masseführung zusammenhängen. Wenn die Eingangspegel unter GND fallen, funktioniert die ganze Sache evtl. nicht mehr (zumindest würde ich es nach kurzem Überfliegen des AVR Datenblatts so interpretieren). Ob das überhaupt passieren kann, kängt von Deiner genauen Schaltung ab.

Gruß,

Thomas

Chris Benndorf

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3

Donnerstag, 15. Juli 2004, 23:33

RE: Mini-Datenlogger

Meinst Du ungefaehr so (ich hoffe das klappt mit dem Anhang):
»Chris Benndorf« hat folgendes Bild angehängt:
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4

Freitag, 16. Juli 2004, 03:25

RE: Mini-Datenlogger

Das müßte so halbwegs schon hinkommen...
Aber C2 ist verkehrt herum gepolt! Durch den Spannungsabfall am Shunt (R1) ist GND gegenüber dem ADC0-Pin nämlich positiv! Oder anders betrachtet: der ADC0-Pin ist negativ gegenüber GND, wofür ich ja meine Bedenken schon geäußert hatte. Bin aber nicht sicher, ob das wirklich Probleme macht, nur soweit ich es im Datenblatt gesehen hatte, soll an den Eingängen keine Spannung < 0V anliegen!

Vielleicht kannst Du GND direkt an -Akku anschließen, dann wird die Meßspannung positiv.

Allgemein: Parallel zu C1 würde ich auf jeden Fall noch einen Keramik-Kondensator >= 0,1µF schalten, so direkt wie möglich an den Pins des Microcontrollers.

5

Freitag, 16. Juli 2004, 07:39

Hi..

das funktioniert so :ok:
Wir standen mal vor demselben Problem (Strommessung im fliegenden Heli, guggst du hier) und haben mehrere Moethoden ausprobiert:
-True-RMS-Chip (geht nicht, da der Stromverlauf auch negative Flanken hat, die der Chip als positiven Strom interpretiert -> viel zu hohe Anzeige

-Hall-Effekt-Sensor+Ringkern (also nach Art eines Zangenamperemeters) (geht auch schlecht, da die Tiefpassfilterung NACH dem Sensor gemacht werden muss, und da ist der SChaden schon angerichtet)
-Shunt (klappt... wir haben jedoch eine galvanische Trennung zwischen Motorkreis und Logger hergestellt, per Isolation Op Amp)

mfg
andi

Chris Benndorf

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6

Freitag, 16. Juli 2004, 09:51

RE: Mini-Datenlogger

Zitat

Original von Ottili
Das müßte so halbwegs schon hinkommen...
Aber C2 ist verkehrt herum gepolt! Durch den Spannungsabfall am Shunt (R1) ist GND gegenüber dem ADC0-Pin nämlich positiv! Oder anders betrachtet: der ADC0-Pin ist negativ gegenüber GND, wofür ich ja meine Bedenken schon geäußert hatte.


Ja, sau-bloeder Fehler! Auch ist der ADC0-Pin der positive Eingang des Verstaerkers und ich muesste ja auf den negativen gehen... So klappt es dann auch wunderbar :ok:

DANKE!

Jetzt noch die Akku-Spannung mitprotokollieren und dann stelle ich es der Allgemeinheit zur Verfuegung... Mini-Datenlogger fuer unter 5 Euro 8)

Zitat


Vielleicht kannst Du GND direkt an -Akku anschließen, dann wird die Meßspannung positiv.


Ich habe mal irgendwo gelesen, dass man dann das BEC im Regler killen wuerde!?
Genau, hier war das (unter Motorstrom-Sensor): http://home.arcor.de/d_meissner/d_logger.htm
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7

Freitag, 16. Juli 2004, 11:31

RE: Mini-Datenlogger

Hi Leuts!

So die Flugdaten des Erstfluges (alle 10 Sekunden eine Messung, ein Aufsetzer/Umfaller Errechneter Durchschnittsverbrauch 1700er-Akku/6Minuten = 17A) :
0,13 A ->Motor aus
0,13 A
3,13 A -> Motor langsam hochtouren
18,38 A -> Schwebeflug unter 1m
17,50 A
18,13 A
18,88 A
19,00 A
18,75 A
21,25 A -> Schweben 1-2m
20,50 A
19,88 A
21,38 A
19,13 A
22,75 A
19,75 A -> Schweben 2-5m
20,38 A
20,75 A
20,00 A
22,75 A
15,13 A -> Sinken
19,00 A -> Unkontrolliertes hin und her (honken...)
19,88 A
21,13 A
19,63 A
21,25 A
22,88 A
18,50 A
17,50 A
21,50 A
12,88 A -> Abwaerts...
0,63 A -> Oooooooooops
21,63 A
22,75 A
20,38 A
20,88 A
19,50 A
23,63 A
21,00 A
9,25 A -> Akku leer
0,25 A -> Motor aus

Nochmal vielen Dank!
Heli: T-Rex 600 Pro Nitro/3G, 600 ESP/3G und 450 Pro/3G
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8

Freitag, 16. Juli 2004, 11:33

Nett :ok:

machst du die Software zugänglich? Ich hätt noch den einen oder anderen Attiny26 rumliegen...

mfg
andi

Chris Benndorf

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9

Freitag, 16. Juli 2004, 12:22

Ich hab mal Bascom-AVR benutzt, sonst nehme ich immer AVR-GCC... Ansonsten ist da nicht viel dran :shy:

Wenn er ganz fertig ist, wird auf meiner Webseite natuerlich alles zur Verfuegung gestellt (www.ganzfix.de)


$regfile = "at26def.dat" ' we use the Tiny26
$crystal = 1000000

Config Pinb.4 = Input
Config Pina.7 = Output
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal
Start Adc

Dim W As Word
Dim V As Word
Dim I As Byte

Reset Porta.7

If Pinb.4 = 0 Then
Wait 5
If Pinb.4 = 0 Then
Readeeprom V , 124
V = V + 1
Writeeeprom V , 124

Gosub Erfassung
End If
End If

Stop Adc
Open "COMB.3:9600,8,N,1" For Output As #1
Readeeprom V , 124
Print #1 , "CNTR: " ; V
For I = 0 To 120 Step 2
Readeeprom W , I
Print #1 , I ; " " ; W
Next I
Close #1

Do
Loop

End


Erfassung:
W = 0
For I = 0 To 120 Step 2
Writeeeprom W , I
Next
For I = 0 To 120 Step 2
Set Porta.7
Wait 1
V = 0

W = Getadc(11) 'ADC 0/1 20x
Writeeeprom W , I

Reset Porta.7
Wait 9
Next
Return

Aktuelle Schaltung:
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10

Freitag, 16. Juli 2004, 12:50

Ganz vergessen: Wenn beim Einschalten JP4 fuer mind. 5 Sekunden gebrueckt ist, wird aufgezeichnet, ansonsten wird nur ausgegeben.
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11

Freitag, 16. Juli 2004, 16:30

Hallo Chris,

betreibst du den Logger schwimmend mit einer extra Spannungsversorgung ?
oder versorgst du den Tiny über den BEC des Stellers ?

Wenn du de Tiny aus den 5Volt des Bec speisst, hast du das -Servokabel und das Minus-Akkukabel des Stellers in Reihe paralell zum Rshunt.

Gruß Bagi

Chris Benndorf

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12

Freitag, 16. Juli 2004, 16:40

Zitat

Original von Bagi
betreibst du den Logger schwimmend mit einer extra Spannungsversorgung ?
oder versorgst du den Tiny über den BEC des Stellers ?


Ja, ist ueber BEC versorgt...

Zitat

Original von Bagi
Wenn du de Tiny aus den 5Volt des Bec speisst, hast du das -Servokabel und das Minus-Akkukabel des Stellers in Reihe paralell zum Rshunt.


Wie, wo, was ??? Den Satz verstehe ich nicht :dumm:

Ich habe den Minuspol vom Steller/Regler auf Masse meines Loggers. Damit ist Minus vom Akku negativer als Masse. Meinst Du das? Das brauche ich IMHO, um einen Kurzschluss des BEC zu vermeiden.
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13

Freitag, 16. Juli 2004, 19:02

@chris

ja, jetzt isehe ich das GND Symbol auf Minus Steller.

Ich lese mir jetzt nochmal das Datenblatt vom Tiny durch, ob man negative Spannungen überhaupt so messen darf/kann.

>Wenn du de Tiny aus den 5Volt des Bec speisst, hast du das -Servokabel und das Minus-Akkukabel des Stellers in Reihe paralell zum Rshunt

war auf den ersten Blick verwirrend .

Gruß Bagi

Chris Benndorf

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14

Freitag, 16. Juli 2004, 20:13

Zitat

Original von Bagi
Ich lese mir jetzt nochmal das Datenblatt vom Tiny durch, ob man negative Spannungen überhaupt so messen darf/kann.


Der Tiny26 hat Differenz-Eingaenge mit nachgeschaltetem Verstaerker (Gain * 20)... Deshalb habe ich genau den genommen :)
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Peter_M_1

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15

Samstag, 17. Juli 2004, 08:55

RE: Mini-Datenlogger

Hallo,

wäre es möglich an Deinen Mini-Datenlogger den „SpeedSpunk“ anzuschließen?

http://www.pibros.de/elek01.htm

Der Liefert auch nur Spannung, so hätten wir eine sehr gute uns recht komfortable Möglichkeit Speed zu protokolieren.
Wie mußte an den Logger und an der Software geändert werden bzw. kann das jemand anpassen?

Gruß
Gruß
Peter
Meine HP- X-Rock,X-Free (Bannerschlepp, Ripmax Spitfire, Free, Stinger, Mirage (Funkkamera, Night Flight LED´s), Twinstar, XXL Smove, 6-th XXL, Koax Robins R22
www.michalskipeter.de ==[]
:) Don´t Worry, be Happy ;)

Chris Benndorf

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16

Samstag, 17. Juli 2004, 11:05

RE: Mini-Datenlogger

Zitat

Original von Peter_M_1
wäre es möglich an Deinen Mini-Datenlogger den „SpeedSpunk“ anzuschließen?


Das ist sicherlich moeglich. Der Microcontroller hat genuegend AD-Konverter-Eingaenge und ich bin gerade an einer neuen Version, die einen zusaetzlichen Speicher benutzt. Die Gesamtkosten werden zwar stark ansteigen (5 - 10 Euro), aber es gibt dann "freie" Eingaenge, die einfach Spannung aufzeichnen und wieder ausgeben.

Das grosse Manko an dem Datenlogger ist, dass es keine Auswertungssoftware gibt. Bisher lese ich die Daten mit dem Terminal-Fenster im Basic-Compiler aus und kopiere sie nach Excel...

Da es aber keine solche Software gibt, kann man sich das Basic-Programm auch leicht anpassen und auf seine Wuensche zurechtbasteln. Der Basic-Compiler ist im Demo-Modus voll funktionsfaehig (bis 2kB Code) und beinhaltet auch die Brennsoftware. Der Brenner besteht aus einem 25-Pol-Sub-D-Stecker und ein paar Widerstaenden (man kann auch groesseren Aufwand betreiben, siehe entsprechenden Thread) und einem Kabel fuer die parallele Schnittstelle (auch XP), wobei letzteres den groessten Kostenpunkt darstellen duerfte.

Ich wuerde Dir also eher empfehlen, ggf. das oben gezeigte Basic-Programm ein wenig abzuwandeln und dir deinen eigenen Datenlogger zu basteln. Falls es am Programm scheitern sollte, helfe ich (und wahrscheinlich auch viele andere) auch gerne...
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17

Samstag, 17. Juli 2004, 12:04

Hallo Chris,

due Betreibst den AD ausserhalb der Spezifikation . Im Datenblatt steht als Spannungsbereich für den ADC Gnd bis Avcc. Du mißt aber negative Spannungen. Ab -0,3 Volt fälschen die Schutzdioden der Port-pins dein Messsignal. Wenn man kleinere Ströme messen will ( R-Shunt 0,1 Ohm), funktioniert das nicht mehr. Eine Idee wäre die Messspanunng über einen Spannungsteiler in einen Bereich zwischen GND und Aref zu heben. Ich mache heute Mittag mal eine Skizze.

Gruß Bagi

18

Samstag, 17. Juli 2004, 12:55

Vielleicht kannst Du das gleiche Ausgabeformat verwenden, wie ich es in meinem Datenlogger benutze. Das hat den Vorteil, dass Du alle bereits vorhandenen Auswerteprogramme für PC und Palm benutzen kannst (alles Freeware).

Gruß Dietrich

Chris Benndorf

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19

Samstag, 17. Juli 2004, 22:31

Zitat

Original von Bagi
due Betreibst den AD ausserhalb der Spezifikation . Im Datenblatt steht als Spannungsbereich für den ADC Gnd bis Avcc. Du mißt aber negative Spannungen. Ab -0,3 Volt fälschen die Schutzdioden der Port-pins dein Messsignal. Wenn man kleinere Ströme messen will ( R-Shunt 0,1 Ohm), funktioniert das nicht mehr. Eine Idee wäre die Messspanunng über einen Spannungsteiler in einen Bereich zwischen GND und Aref zu heben. Ich mache heute Mittag mal eine Skizze.


Hi Bagi,

ich habe mir das Datenblatt auch nochmal angesehen... Sooon Schiet :( Da habe ich durch meine ueppige Dimensionierung wahrscheinlich einfach Glueck, dass es funktioniert. An die 0,3V komme ich aber auch erst bei 300A und da stirbt dann noch viel mehr :evil:

Ein paar Fragen habe ich da noch:
Aref liegt intern, da ich moeglichst keine externe Beschaltung machen wollte (-> einfacher Nachbau) - wie kommen wir daran? Und wie bekommt man durch einen einen Spannungsteiler die negative Spannung in den positiven Bereich ??? (Durch -1 teilen :evil: )
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20

Samstag, 17. Juli 2004, 22:55

Zitat

Original von Dietrich_M
Vielleicht kannst Du das gleiche Ausgabeformat verwenden, wie ich es in meinem Datenlogger benutze. Das hat den Vorteil, dass Du alle bereits vorhandenen Auswerteprogramme für PC und Palm benutzen kannst (alles Freeware).


Hi Dietrich!

Am liebsten wuerde ich ja gleich deinen Logger benutzen, kann aber im Augenblick keine Platinen aetzen und stehe mit PICs sowieso auf Kriegsfuss.
Die letzte SMD-Platine habe ich vor 2 Jahren geloetet, ich weiss gar nicht, ob ich noch so feine Sachen sehen kann... Bei mir setzt die Altersweitsicht langsam ein und ich bekomme Probleme die Beschriftung auf 0804er Widerstaenden zu lesen :(

Wo bekomme ich den eine Spezifikation des Datenformats her? Auf deiner Seite habe ich nichts gefunden...
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