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Thema: Geschwindigkeitsmesser "testen" / "prüfen"

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Geschwindigkeitsmesser "testen" / "prüfen"

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    Hallo.

    Ich hab nen Geschwindigkeitsmesser für Skateboards/Longboards gebaut, der mittels einer Reflexlichtschranke einen hellen Streifen an einer der Rollen als Signal nutzt. Intern wird die Zeit gemessen, die eine Umdrehung der Rolle benötigt und dann mittels des Rollendurchmessers die Geschwindigkeit in km/h errechnet sowie ausgegeben. Prinzipiell genau wie ein Fahrradtacho.
    Funktioniert alles wunderbar, nun ist allerdings die Frage: Wie kann ich sichergehen, dass das Teil auch wirklich die korrekte Geschwindigkeit anzeigt? Vom Konzept her müsste es das tun, aber wer weiss ob irgendwo SW/HW - Bugs drin sind.
    Klar kann ich jetzt mit GPS, Fahrradtacho, Autotacho neben dem Board herfahren und die Geschwindigkeiten vergleichen. Dann bekomme ich n mehr oder weniger verschiedene Geschwindigkeitswerte und bin am Ende auch nicht schlauer. Ich kann eine bestimmte Strecke fahren und die Zeit nehmen, aber es ist unmöglich, eine konstante Geschwindkgkeit zu halten ueber eine repräsentative Strecke.
    Ein weiterer Vorschlag war, mit dem Sensor mal nur die Strecke zu messen, die das Board zurücklegt, und diese mit der tatsächlich gefahrenen Strecke zu vergleichen. Das würde zwar das Maß der Auswirkung von Schlupf/etc (Die bekannten Probleme der Odometrie) zeigen, aber immernoch nicht beweisen, dass das Timing soweit stimmt, dass auch die korrekte Geschwindigkeit berechnet wird.

    Hat jemand von euch ne praktikable Idee, wie ich das Gerät testen kann?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    ein prof. Laufband aus einen guten Fitness-Studio zeigt in der Regel recht genau die Geschwindigkeit an und durch die Gummiauflage sollte das Board auch recht gut Gripp haben

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hi Goblin.

    Zitat Zitat von Goblin Beitrag anzeigen
    ...und die Geschwindigkeiten vergleichen. Dann bekomme ich n mehr oder weniger verschiedene Geschwindigkeitswerte und bin am Ende auch nicht schlauer. ... aber immernoch nicht beweisen, dass das Timing soweit stimmt, dass auch die korrekte Geschwindigkeit berechnet wird.

    Hat jemand von euch ne praktikable Idee, wie ich das Gerät testen kann?
    deko's Vorschlag mit dem Laufband ist recht elegant. Ansonsten hast du doch selber jede Menge gute Ideen, wie du dein Gerät testen kannst.

    Weitere Ideen:
    Man kann z.B. per SW prüfen, ob die Zeitabstände zwischen den Zählereignissen sich stetig verändern, ob also bei mechanischer Belastung auch keine Counts ausfallen; intuitiver geht das mit einem Oszilloskop.
    Beim Rollendurchmesser kriegst du vermutlich die größten Abweichungen bedingt durch die Abnutzung. Dagegen hülfe nur Kalibrierung im Zuge der Wartung.
    Den Algorithmus zur Errechnung der Geschwindigkeit kannst du evaluieren, indem du testweise die gemessenen Weg-Counts / Impulsfrequenz / zeitlichen Impulsabstand in der SW mit einem fixen Wert überschreibst und die unveränderte Tachoanzeige mit dem erwarteten Wert vergleichst. Ein falscher Faktor "einhalb", ein Pi zuviel oder andere Denkfehler werden dann bei der Testfahrt schon offenkundig werden.

    Einen zwingenden Beweis, daß deine Entwicklung fehlerfrei ist, wirst du m.E. nicht erbringen können (Anm.: Ich hab noch keine professionelle Software gesehen, die im Kleingedruckten als fehlerfrei bezeichnet wurde, stattdessen kommt da immer der nette Haftungsausschluß zum tragen ...), wohl aber kannst du durch vielfältige Testszenarien und Vergleichsmessungen die Funktionalität nachweisen. So wird auch jedes andere Meßgerät geprüft bzw. kalibriert.

    Gruß
    Christian.

  4. #4
    Moderator Robotik Visionär Avatar von radbruch
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    Einen Plattenspieler (für Schallplatten) könnte man auch als Drehzahlreferenz verwenden. Eventuell mit mehreren Markierungen um in den Impulsbereich der Skaterrollen zu kommen. Möglicherweise könnte man die Skaterrolle auch direkt damit antreiben.

    Upps, bei Tempo 30 hätte eine 72mm-Rolle fast 7000 Umdrehungen pro Minute? Vielleicht könnte man die Zählimpulse hörbar machen und die Frequenz mit einem Gitarrenstimmer überprüfen? (Beispiellink, Frequenzen der Gitarrensaiten)
    Geändert von radbruch (11.04.2011 um 13:40 Uhr)

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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von radbruch Beitrag anzeigen
    Einen Plattenspieler (für Schallplatten) könnte man auch als Drehzahlreferenz verwenden. Eventuell mit mehreren Markierungen um in den Impulsbereich der Skaterrollen zu kommen. Möglicherweise könnte man die Skaterrolle auch direkt damit antreiben.

    Upps, bei Tempo 30 hätte eine 72mm-Rolle fast 7000 Umdrehungen pro Minute? Vielleicht könnte man die Zählimpulse hörbar machen und die Frequenz mit einem Gitarrenstimmer überprüfen? (Beispiellink, Frequenzen der Gitarrensaiten)
    Entweder Dir ist irgendwo ein Komma verrutscht oder ich habe ein Brett vorm Kopf, ich komme gerade auf ca. 1/3 1/Min?

    Gruß Richard

  6. #6
    Moderator Robotik Visionär Avatar von radbruch
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    Oje, PI vergessen: 30000/60/0,072/PI ergibt ca. 2210 Umdrehungen pro Minute oder 37 Umdr./sek bzw. ca. 37Hz als Impulston. Besser?

    Atmel’s products are not intended, authorized, or warranted for use
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von radbruch Beitrag anzeigen
    Oje, PI vergessen: 30000/60/0,072/PI ergibt ca. 2210 Umdrehungen pro Minute oder 37 Umdr./sek bzw. ca. 37Hz als Impulston. Besser?
    Aber Hallo.

    Gruß Richard

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Okay, also erstmal danke fuer eure Beitraege. Ein paar interessante Sachen sind in der Tat dabei. Besonders das Testen der internen Berechnung, wie RoboHolIC vorschlug werd ich mal machen. Vllt einfach ne Reihe von Rollen-Umlaufzeiten durchlaufen lassen und gucken, was der Controller fuer Geschwindigkeitswerte errechnet. Dann kann ich mir sogar nen schoenen Plot machen, wie die errechnete Geschwindigkeit von der theoretischen tatsaechlichen Geschwindigkeit abweicht. Gut dass ich nen FTDI fuer ne serielle Verbindung auf dem Geraet hab.

    Das Testen des Signals vom Sensor mittels Oszi hab ich bereits gemacht. Konnte sogar direkt die Frequenz anzeigen lassen und das Oszi live die Geschwindigkeit berechnen lassen. Das scheint sich halbwegs mit der Realitaet zu decken. Vermutlich muss ich an nem bestimmten Punkt dem Teil einfach trauen. Es haengt ja auch nicht wirklich was davon ab, hoechstens das Ego des ein oder anderen Downhillers

    Was bleibt also noch an potentiellen Fehlerstellen? Klar, der sich aendernde Rollendurchmesser. Vllt mal ein wenig rumexceln, wie stark sich Abweichungen vom tatsaechlichen Rollendurchmesser auf die Geschwindigkeitsmessung auswirkt.
    Ansonsten halt noch Schlupf in Kurvenfahrten, aber fuer gewoehnlich ist man A) An seiner Hoechstgeschwindigkeit interessiert, die normalerweise nicht in der Kurve gefahren wird, und B) In der Kurve eher mit Kurve fahren als mit Tacho ablesen beschaeftigt

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