Unbekanntes Signal auswerten

  • Hi ihr,
    ich hab eine Kurbel an meinem Rennrad mit der sich die Leistung messen lässt. Mit dem dazugehörigen Radcomputer lässt sich die Leistung einwandfrei auswerten, aber nur als Durchschnittswert je Umdrehung. Die Kurbel misst aber alle 5ms das Drehmoment, die Drehzahl einmal je Umdrehung, sie aber über die Umdrehung als konstant anzunehmen sollte eine ausreichend genaue Näherung sein.


    Jetzt möchte ich das Signal selbst auswerten.
    In der Kurbel ist eine Spule mit etwa 70mm Durchmesser und ein Reedschalter, am Rahmen (mit 1-3mm Abstand und ausserdem vorgegebener Richtung) ist ein kleines Teil das aussieht wie ein normaler Abnehmer für Fahrradtachos, allerdings magnetisch ist. An den beiden Anschlüssen dieses Teils kann ich 12Ohm Widerstand messen.


    Meine Vermutung ist jetzt das in diesem Teil eine Spule und eben ein Magnet ist. Die Kombination Magnet ausserhalb und Reedschalter innerhalb liefert das Drehzahlsignal an die Kurbelelektronik. Die innere Spule wird jetzt wohl einen kleinen Strom in Spule des Abnehmers induzieren, was dann der Radcomputer auswertet.
    Das Drehmoment ist jetzt, soweit ich weiß, über eine Frequenz codiert, das Signal für die abgeschlossene Umdrehung eventuell über eine PWM.
    Der nächste Schritt ist jetzt wohl ein Oszi zu organisieren und sich das Signal mal anzuschauen.


    Könnte noch etwas anderes hinter dieser Spule - Teil - Kombination stecken?

  • Mal nur zum Verständnis:
    Du hast eine Kurbel, die fest installiert ist und hockst auf deinem Rennrad so wie auf einem Heimtrainer. Die Kurbel drückt auf ein DMS (so wie in einer Waage), dadurch bekommst du die Kraft mit einen bestimmten Faktor.


    Dann hast du noch einen induktiven Sensor, der dir den Weg berechnet. (Zeit für eine umdrehung mit dem und dem Radius)


    Dein Computer errechnet dir jetzt aus dem ganzen die Leistung in Watt. Dir ist schon klar, das Leistung = Arbeit/Zeit und Arbeit = Weg * Kraft
    Also hast du Weg, Zeit und die Kraft.


    Es gibt keine "momentane Leistung", da Leistung immer von der Zeit abhängig ist!


    Warscheinlich willst du die momentane Kraft ausmessen!? Dann müsstest du nur den Faktor von deiner Kurbel errechnen und dein DMS ausmessen (Wiederstandsmessung, siehe wikipedia)


    Mir is noch was eingefallen: die Kurbel könnta natürlich auch am Rahmen festgemacht sein, aber vom Prinzip her dürfte das so richtig sein!


    Ach ja noch was: du misst an einem Reed Kontakt 12 Ohm!?!? häää?

  • Dir ist schon klar, das Leistung = Arbeit/Zeit und Arbeit = Weg * Kraft
    Also hast du Weg, Zeit und die Kraft.


    Es gibt keine "momentane Leistung", da Leistung immer von der Zeit abhängig ist!

    Du hast die Leistung "rückwärts" aus der Energie (Arbeit) berechnet, nur dadurch kommt die Zeit ins Spiel. Der normale Weg ist umgekehrt. Man bestimmt die Leistung und integriert über die Zeit, um die Arbeit zu erhalten.


    Die Leistung ist sehr wohl zeitunabhängig, z.B. LED-Leistung 1W, ist vollkommen unabhängig von der Zeit und in jedem Moment 1W, nur die aufgewendete Energie hängt von der Zeit ab.

  • Langsam verstehe ich, weshalb dich manche Leute mit SPAM gleichsetzen... Wenn Du nicht gerade die Physik komplett neu erfindest, ist die Elektrik ein Teilgebiet davon, und auch in der gibt es eine Momentanleistung :!: Bis jetzt dachte ich, in jedem Ingenieurstudium wäre Infinitesimalrechnung Voraussetzung?

  • http://de.wikipedia.org/wiki/Leistung_%28Physik%29


    http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Leistung



    Informiert euch doch bitte zuerst, dann könnt ihr andere belehren. Lesen könnt ihr ja alle selber? Also go google oder wikipedia.
    Der generelle Ansatz für Leistung ist immer : Leistung = Arbeit(Energie)/Zeit. EGAL ob das der Pole in deinem Garten, deine LED oder dein Auto ist.



    edit:
    Es gibt eine "Momentanleistung", aber vA wenn man sich mit Infenitesimalrechnung auskennt ist das ein "Quatsch". Man kann generell sagen:


    Leistung = Arbeit /Zeit und Arbeit = Kraft * Weg
    Daraus kann man Leistung = Kraft * Geschwindigkeit errechnen. Aber vom Prinzip her genau dasselbe, ZEITABHÄNGIG!


    Das gilt sowohl für deine Elektronen wie auch für den Polen oder dein Auto...

  • Du hast ganz bestimmt recht! *tröstendtätschel* Wenn man sich mit Infenitesimalrechnung auskennt, ist eine Momentanleistung sicher völliger Quatsch! Wie Du schon selber erkennst, macht damit eine Momentangeschwindigkeit auch keinen Sinn mehr (merke ich mir für den nächsten Blitzer: "Mein Tacho zeigt nur so ne komische Momentangeschwindigkeit, also völligen Quatsch an, nur deshalb war ich zu schnell" :D ). Die nächsten Schritte sind jetzt:
    1) Der Impuls und die kinetische Energie sind Quatsch (da über eine Momentangeschwindigkeit definiert)
    2) Die Leistungsdefinition Arbeit/Zeit ist für beschleunigte Körper auch Quatsch, da zugeführte Arbeit = Energie nachher minus Energie vorher. Wenn die Energie aber z.T. kinetisch war, kann man die ja nicht ordentlich definieren...


    => sauber ins eigene Knie gef...schossen. Aber sicher lässt sich das alles mit der Infenitesimalrechnung erklären und ich bin bloß zu doof dafür :whistling:

  • Zitat

    Der generelle Ansatz für Leistung ist immer : Leistung = Arbeit(Energie)/Zeit.

    Das is aber nur dann der Fall wenn die verrichtete Arbeit linear mit der Zeit steigt. Wenn TE jetz aber erst langsam treppelt und dann immer schneller wird sollt man vllt übers differenzieren nachdenken^^


    Achja!


    P=U*I=(W/Q)*(Q/t)=W/t

  • Jetzt hab ich mich schon gefreut, acht Antworten da muss doch was dabei sein. Aber leider gehts bis jetzt nur drum ob grundlegendste Physik nun stimmt oder nicht, schade.


    Es geht hier auch überhauptnicht um das messen der Leistung, sondern um das Auswerten des Ausgangssignals von einem funktionsfähigen Messgerät.




    Fällt jemandem zu dem beschriebenen Szenario noch was anderes ein als eine Übertragung von Spule zu Spule per Induktion?
    Eventuell wäre noch anzumerken das der Radcomputer einen Akku hat und die Kurbel per Batterie versorgt wird, es würde also durchaus Sinn machen wenn mit der Energie aus dem Radcomputer "verschwenderischer" umgegangen wird als mit der aus der Kurbel. Falls sich dadurch andere Ansätze der Übertragung ergeben.

  • Gute Idee das Thema wieder auf Kurs zu ziehen. *kopfschüttel*


    Aus Deiner Beschreibung werde ich nicht schlau. In der ersten Antwort fällt allerdings gleich der Begriff DMS, obschon Du nichts dergleichen erwähnt hast. Gibt es vielleicht ein paar (scharfe) Fotos die Du uns hier zeigen könntest oder einen Link zum Produkt? Würde uns doch schon sehr helfen.
    Und da sehe ich auch gleich den Grund für die Auswertung der Leistung pro Umdrehung anstelle von Momentanwerten: Die Momentanwerte hier sind nicht aussagekräftig, denn es geht schließlich nicht darum Deinen runden Tritt über die Gleichmäßigkeit des erzeugten Drehmoments zu beurteilen, sondern um eine Leistungsmessung im Generellen. Und dazu ist es besser Spitzenwerte auszubügeln; ansonsten siehst Du bei digitaler Anzeige nichts weil sich die Anzeige zu schnell ändert.


    Wenn die Daten nun per Nahtelemetrie (Spule zu Spule) übertragen werden muß man auch noch zwischen digitaler und analoger Übertragung unterscheiden. Was angewendet wird ist auf dem ersten Blick sicher nicht ersichtlich, ich würde aber in heutiger Zeit eine digitale Codierung erwarten. Und hier haben wir schon eine weitere Hürde: Die Kalibrierung der Signale. Denn selbst bei bekanntem digitalen Übertragungprotokoll wüßtest Du immer noch nicht ob die Zuordnung von digitalen Werten zu Drehmomenten.

  • Hi,
    also es geht um dieses Teil.
    http://www.srm.de/index.php/de…ad=51%3Asrm-system-german
    Seite 20 lässt ein analoges Signal und einen linearen Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehmoment vermuten.
    Seite 24 Foto


    Das Auswerten der Leistung geht mit dem orginalen Radcomputer sehr gut, wie du schon richtig vermutet hast, es geht mir um den "runden Tritt". Ich möchte dazu die Daten in Echtzeit am PC darstellen (auf der Rolle, Heimtrainer). Die Idee für die Darstellung ist wie bei einer Rundheitsmessung,.
    http://www.vision.fraunhofer.d…729/ipt_rundlauf_icon.jpg


    Also brauch ich ein "Interface" zwischen Kurbel und PC.

  • Der originale Radcomputer berechnet die Leistung nach P=M*n, also aus dem Produkt aus Drehmoment und Drehzahl. Dazu wird das Drehmoment quasi dauernd (alle 5ms) gemessen und ausgegeben, aber die Drehzahl nur einmal je Umdrehung aus der Periodendauer berechnet. Wenn du eine Rundheitsmessung machen willst, muss auch der Drehwinkel mit der gewünschten Auflösung bekannt sein, also gemessen werden. Es sieht mir nicht so aus, als ob das Gerät das kann.

  • Also wenn du mit solchen Vereinfachungen zufrieden bist, verstehe ich dein Problem nicht. Das Teil gibt eine drehmomentpropotionale Frequenz aus, deren Skalierung (Steigung und verschobener Nullpunkt) auf der Verpackung steht und die Drehzahl bzw. die Zuordung zum Drehwinkel hast du auch. Alles nötige ist bekannt.

  • Du hast die Leistung "rückwärts" aus der Energie (Arbeit) berechnet, nur dadurch kommt die Zeit ins Spiel. Der normale Weg ist umgekehrt. Man bestimmt die Leistung und integriert über die Zeit, um die Arbeit zu erhalten.


    Die Leistung ist sehr wohl zeitunabhängig, z.B. LED-Leistung 1W, ist vollkommen unabhängig von der Zeit und in jedem Moment 1W, nur die aufgewendete Energie hängt von der Zeit ab.

    Langsam verstehe ich, weshalb dich manche Leute mit SPAM gleichsetzen... Wenn Du nicht gerade die Physik komplett neu erfindest, ist die Elektrik ein Teilgebiet davon, und auch in der gibt es eine Momentanleistung :!: Bis jetzt dachte ich, in jedem Ingenieurstudium wäre Infinitesimalrechnung Voraussetzung?

    Ich verstehe nicht, warum ihr hier alle auf Dr4zhar rumhackt. Jetzt gibt der endlich mal was vernünftiges von sich und wieder ist's nix. Die grundlegende Definition in der Physik von Leistung ist der Quotient aus Arbeit/Energie und Zeit. Das kann man natürlich umstellen, aber Arbeit/Energie ist eine Basisgröße (mit Basiseinheit) und Zeit auch. Leistung ist 'nur' abgeleitet. Und wenn man mit Infinitesimalrechnung anfängt, sollte man alles mitnehmen. Ein klitzekleines bisschen Arbeit geteilt durch ein klitzekleines bisschen Zeit kann immer noch eine sinnvolle Leistung ergeben. Momentan eben. (Beispielsweise haben Femtosekundenlaser schon mal einige Terawatt an Leistung. Allerdings nur während eines verhältnismäßig selten auftretenden Pulses. Deshalb kann man die Laser auch einfach an einer Steckdose betreiben.)

  • Also was anderes als eine Übertragung per Induktion von Spule zu Spule kann das nicht sein?

    Seite 64 von deinem PDF stehts das doch beschrieben, da sieht man auch den Dehnmessstreifen und die Spule ist dort auch enthalten.
    Sogar mit dem Blockschaltbild lässt sich da was anfangen.


    Eine angepasste Empfangsspule und das pulsweitenmodulierte Signal auswerten sollte genügen.


    Ein Fehler sehe ich aber in der Beschreibung: 5ms sind nicht 5Hz sondern 200Hz


    Gruß Gerd

  • Und das Ergebnis ist nicht pulsweiten- sondern frequenzmoduliert. Siehe Seite 20 und dem entsprechenden Aufkleber auf dem PowerMeter.
    Im Prinzip wird es wahrscheinlich reichen das Ergebnis mit einer ähnlichen Spule parasitär abzufragen und entsprechend zu verstärken. Brauchst dann 'nur' noch eine f/D-Wandler (Frequenz zu Digital). Die Kalibrierung ist ja schon mitgeliefert. :)

  • Ich hab mir das Signal mal mit nem Oszi angeschaut. Ganz grob gesagt ist es ein Rechtecksignal mit der Frequenz wie in der Anleitung beschrieben, wenn das Signal kommt dass die Kurbelumdrehung abgeschlossen ist wird das nächste Rechteck etwa doppelt so lang.



    Ganz grob Rechteck soll bedeuten das jedes einzelne "Rechteck" so aussieht wie im angehängten Bild (ich hab die Spannung über einem 7,5kOhm R gemessen deswegen der Vermerk).


    Kann ich die einzelnen Flanken zählen oder ist ein Mikrocontroller dafür doch zu langsam (Frequenz ca. 250 kHz).
    Wenn er zu langsam ist, in was und vor allem wie sollte ich das Signal umwandeln um es besser verarbeiten zu können?