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Thema: Beschleunigungsmessung mit Lichtschranken?

  1. #1
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    Beschleunigungsmessung mit Lichtschranken?

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    Hi,

    ich möchte für meinen "FuryRACER" eine Beschleunigungsanalyse durchführen. Dazu hatte ich den "genialen" Einfall eine schiefe Ebene mit zwei Lichtschranken zu bestücken und über einen Timer die Zeit zwischen den Durchfahrten der Schranken zu ermitteln um die Beschleunigung auszurechenen...

    nun wollte ich mal fragen was für Lichtschranken man da nimmt? Wäre auch super wenn die einfach-kompatibel zum ARM-mikrocontroller sind.

    Und wer mag kann hier auch gern einen einfacheren Weg zur Beschleunigungsmessung posten...

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    MartinP,

    man kann die Beschleunigung messen. Aber denk' doch mal an Deinen Physikunterricht zurück: Mit zwei Lichtschranken misst Du die Zeit, die das Auto zum Durchfahren der Strecke zwischen den beiden Lichtschranken braucht. Länge geteilt durch Zeit ergibt die Geschwindigkeit. Beschleunigung ist aber die Änderung der Geschwindigkeit! Du brauchst also mindestens zwei Geschwindigkeitsmessungen, um die Beschleunigung zu berechnen. Und dafür brauchst du mindestens 3 Lichtschranken.

    Offenbar macht der Physikunterricht heutzutage so wenig Spass, dass kaum etwas hängenbleibt! Schade.

    mare_crisium

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Es geht auch mit zwei Lichtschranken und einer Geschwindigkeitsmessung. Vorraussetzung ist dann halt, das der Racer aus der Ruhelage beschleunigt und man die Entfernung vom Startpunkt zum Messpunkt kennt, aber das dürfte kein Problem sein.

    @mare_crisium: Ich habe einige Lehrer der Naturwissenschaften kennengelernt, bei denen ein gepflegtes Schläfchen die sinnvollste Art war, eine Stunde zu verbringen. Danach zuhause 10 Minuten ins Buch gucken, und man war den anderen voraus.
    Mein Hexapod im Detail auf www.vreal.de

  4. #4
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    @mare Crisium: Also in "Physik f. Ings" an der TU lernt man das an einer schiefe Ebene an der etwas runterrollt noch anteilig sowas wie eine Beschleunigung 'g' herrscht :



    Damit lässt sich die Beschleunigung ableiten, wenn man die Zeit kennt in der die Geschwindigkeit ereicht wird...

    Ich meine das geht vielleicht auch schon über den einfachen Physikunterricht hinaus und ist deshalb auch nicht für jedermann so leicht zu erfassen...
    Aber vielleicht irren sich diese Dipl.-Ings ja auch und wollen die Studenten nur quälen x-)

    P.S.: MeckPommer hat es zum Beispiel verstanden

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    @MartinP,

    jo, der Versuch an der schiefen Ebene ist die klassische Methode. Im Übrigen, falls Du mal nach Florenz kommen solltest, dann kannst Du im "museo delle scienze" (liegt am Arno gleich östlich von den Uffizien), das Original sehen, an dem Galileo diesen Versuch gemacht hat. - Aber:

    Mit einer Lichtschranke geht's halt nur, wenn die Beschleunigung konstant ist. Bei einem anfahrenden Auto ist das nicht so: Weil so viele Teilsysteme gleichzeitig anlaufen (Motor, Getriebe, Räder), von denen jedes seine eigene Charakteristik hat, ist die Beschleuinigung nicht konstant.

    Allerdings, wenn man das Auto, wie ein Fesselflugzeug anbindet, so dass es immer im Kreis fährt, dann kann man mit nur einer Lichtschranke auch variable Beschleunigungen messen.

    @meckpommER,
    oh, Mann. Es ist ein Trauerspiel.

    mare_crisium

  6. #6
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    @mare crisium

    Danke für den Tip mit Florenz. Ich werde es mir auf jedenfall merken, auch wenn Urlaub an technischen Hochschulen prinzipiell der Antimaterie gleichkommt...

    Sobald der Versuch steht kann ich gern mal ein Bild vom Messstand reinstellen.

  7. #7
    Hallo,

    ich habe ähnliches vor, aber ich möchte nur die Geschwindigkeit aussmessen. Der Threadersteller hat auch nach Lichtschanken gefragt, bei Conrad und Reichelt habe ich nicht wirlich welche gefunden, die ich gebrauchen könnte. Entweder zu teuer > 40€ oder der Abstand der Schranke war einfach zu klein, ih benötige ca. 2-4cm Abstand.



    Grüsse Alex

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Alex,

    willst Du's mal mit einer Selbstbauschaltung versuchen? In dem alten Sensoren-Thread

    "Lichtschranke mit moduliertem Licht"

    findest Du eine Schaltung, die für Deine Anwendung geeignet ist.

    mare_crisium

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Entweder zu teuer > 40€ oder der Abstand der Schranke war einfach zu klein, ih benötige ca. 2-4cm Abstand.
    Für 2- 4cm würde ich auf der eine Seite eine IR-Diode und auf der andere einen IR-empfindlichen Phototransistor nehmen, z.B. SFH300 und LD274.
    Dazu noch zwei Widerstände, das kostet dann an Bauteilen weniger als einen Euro. Mit dem passenden Vorwiderstand kannst du die Spannung am SFH300 direkt über den AD-Port eines Microcontrollers einlesen.
    Wenn du die Lichtsschranke lieber digital einlesen willst, kannst du auch nen Schmitttrigger für knapp 50 Cent, z.B. 40106b dazwischen schalten.

    Störungen durch Fremdlicht sollten sich bei nur 2-4cm Abstand durch mechanische Abschirmung und Wahl des Widerstands am Phototransistor in den Griff bekommen lassen.

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