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Dienstag, 27. März 2018, 14:11

@Christian

Ja, die Bauteilgröße ist 0805. Die kann man gerade noch so mit der Hand löten. Unter dieser Größe müsste man bestücken und löten lassen. Das rechnet sich aber nicht bei einer Stückzahl kleiner 10. Den Schaltregler würde man da vielleicht noch drauf bekommen. Ist aber eine Quetscherei, wenn man bei zwei Lagen bleiben will. Zum Spaß habe ich mal geschaut was bestückte Platinen in China kosten würden. Da würde die Bestückung ohne Bauteile bei 15 Euro liegen (bei 40 Stk.). Bei 10 Stk. sind es schon 25 Euro. Das lohnt nicht wirklich, es sei denn hier wollen alle so einen Windsensor haben. Sieht momentan nicht danach aus. ;)

Ich fange erst mal klein an und schaue wie das Interesse ist. Groß geht immer!

Übrigens, die Platinen sind heute in Fertigung. Shipment ist für den 29.03.2018 vorgesehen. Habe noch keine Rückfragen bekommen, das irgend etwas nicht gefertigt werden könnte. Sieht gut aus.

Ein DTC114 würde 2 Widerstände sparen. Auch eine gute Idee.

Bluetooth hat Vorteile, besonders die geringe Stromaufnahme. Das ist verlockend. Kannst Du mal einen Schaltplan schicken? Ich will man sehen wie Du das gemacht hast. Hast Du beruflich mit Elektronik zu tun? Du kennst Dich gut aus.

Was ich noch sagen wollte: Ich war heute noch einmal im Baumarkt und war u.a. in der Farbenabteilung. Ich habe noch einmal genauer nachgesehen was es da für Farben gibt. Speziell für Kunststoff gibt es die "Kunststoffgrundierung Basic farblos" von Dupli-Color die hat die selben Inhaltsstoffe wie mein Klarlack. Ist vermutlich auch genau das selbe Produkt. Da kann man dann mit normalem Acryllack überlackieren. Die Kunststoffgrundierung gibt es auch in grau.

Norbert

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »norbert-walter« (27. März 2018, 15:03)


chrhartz

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82

Dienstag, 27. März 2018, 18:02

Hallo Norbert,

hätte man sich denken können, dass die Grundierungen einfach aggressivere Lösungsmittel enthalten und die Deckfarben
später auf Acrylbasis funktionieren. Aber gut zu wissen! Etwas Hintergrundwissen kann nicht schaden, dann macht man es
in Zukunft gleich richtig und muss nicht so viele Fehlschläge wegstecken. :)

Das hier ist ein Distributor in China, der auch Bestückung und Platinen anbietet:
https://lcsc.com

Ich habe dort aber noch nie etwas bestellt, den Link hatte mir mein Bruder geschickt. Er war von den Preisen ganz
begeistert. Ich habe nur Erfahrung mit pcbway in China. Dort habe ich die Platinen für meinen OpenPlotter HAT bestellt.
Die Qualität ist so gut wie bei den deutschen Herstellern aber der Preis ist erheblich niedriger. Die Fertigungszeit ist ebenfalls
wie in Deutschland und wenn man den Aufpreis für DHL zahlt sind die Platinen auch innerhalb weniger Tage hier.

Um ´98 herum war noch 1206 üblich. Ich habe dann 0805 übersprungen und bin gleich auf 0603 gegangen. Das ist die untere
Grenze, wo Handlöten noch Spaß macht. Ein 0402 Sortiment habe ich auch aber die werden nur eingesetzt, wenn es unbedingt
sein muss. Bei meinem letzten Job wurde standardmäßig 0201 verwendet. Die machen dann absolut keinen Spaß mehr.

Der Bestückungsautomat im Maker-Space mag 0603 auch am liebsten. Kleinere Teile wirft er dann gerne mal ab weil er sie
nicht richtig zu fassen bekommt. Da braucht man evtl. mehr Übung mit dem Automaten und den Feedern.

Ich setze immer mehrere Platinen in einen Nutzen und bestelle gleich eine Pastenschablone dazu. Es gibt bei eurocircuits
das eC-stencil-fix. Wenn man seine Schablonen nach deren Vorgabe macht, kann man seine Platinen und die Schablone
passgenau fixieren:
https://be.eurocircuits.com/shop/offthes…=ec-consumables

Anbei der Schaltplan vom BT-Modul. Der Schaltregler wird nicht benötigt, den habe ich unbestückt gelassen und Pin 7+8
gebrückt.

Viele Grüße,
Christian




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83

Mittwoch, 28. März 2018, 13:13

@all

Hier noch einmal ein klein wenig Theorie zur Bestimmung der Windrichtung und des Windspeeds. Der Windspeed wird einfach mit einem Hallsensor bestimmt. Bei jeder Umdrehung des Löffelrades läuft ein kleiner Magnet am Hallsensor vorbei und löst einen kurzen Impuls aus. Über eine interruptgesteuerte Zeitmessung wird die Umlaufzeit t1 bestimmt. Daraus lässt sich eine Drehzahl berechnen. Der Theorie nach kann über die Schnelllaufzahl eines Schalen- oder Löffelanemometers die Windgeschwindigkeit berechnet werden. Die Formel ist recht einfach:




Lamda - Schnelllaufzahl [1]
n - Drehzahl [1/s]
r - Radius des Löffelrades [m]
v - Windgeschwindigkeit [m/s]

https://de.wikipedia.org/wiki/Anemometer
https://de.wikipedia.org/wiki/Schnelllaufzahl

Lamda ist die Schnelllaufzahl und stellt eine Konstante dar die abhängig vom Typ des Schalenrades ist (Anzahl und Form der Schale). Die Zahl liegt für ein typisches 3-flügliges Anemometer zwischen 0.3 und 0,4. Ich verwende 0,3. Der Wert bildet ziemlich genau die Realität ab. Im Vergleich mit meinem Windmaster 2 stimmen beide Geräte überein, wenn ich diesen Wert verwende. Die Reibung der Lager spielt dabei nahezu keine Rolle. Das Schalen-Anemometer ist ein Widerstandsläufer, da die rückläufige Schale die Drehbewegung abbremst. Allein durch die unterschiedlichen Luftwiderstandswerte von Rück- und Vorderseite der Schale, dreht sich das Schalenrad. Die Drehzahl ist nur vom Aufbau des Schalenrades Abhängig. Die Reibung der Lager bestimmt nur, ab welcher Windgeschwindigkeit das Schalenrad anfängt zu drehen (Losbrechmoment der Kugelreibung im Lager). Gute Geräte mit Saphir-Nadelaufhängung beginnen ab 0,5m/s. Mein Windmaster 2 startet ab 0.7m/s. Mein Eigenbau-Windsensor ungefähr bei 1...1.2m/s. Lagerreibung im entferntesten Sinne spielt aber schon eine Rolle, wenn sie schwergängig sind oder blockieren.

Die Windrichtung wird sehr tricky bestimmt. Laut Patent, und das ist das Besonder daran, wird die Windrichtung nur mit zwei Digitalsensoren bestimmt. Der Magnet an der Windfahne richtet sich je nach Windrichtung aus und das rotierende Schalenrad führt eine magnetische Blende am Windfahnen-Magneten vorbei und unterbricht das Magnetfeld des Windrichtungssensors. Die Windrichtung lässt sich über die Zeitspanne t2 berechnen. Die variiert dann je nach Windrichtung zwiischen 0 und t1. Das bedeutet aber gleichzeitig, dass die Windrichtung nur bestimmt werden kann, wenn sich das Schalenrad dreht. Das ist aber nicht weiter tragisch, da die Windrichtung auch nicht interessiert, wenn der Wind nicht weht. Die einzige unschöne Sache ist, dass mit Zunahme der Windgeschwindigkeit die Genauigkeit der Windrichtungsbestimmung nachlässt, da weniger Zeit zur Verfügung steht die Zeit mit Timer-Ticks zu bestimmen. Im ESP8266 gibt es nur einen Miliilisekunden-Timer, der jeder 1ms einen Counter erhöht. Bei Winstärke 12 bft (140km/h) dreht sich das Löffelrad mit ca. 30 U/s. Da bleiben nur noch 30ms oder 30 Counts zur Zeitbestimmung für eine Umdrehung. Die Zeitbestimmung von t2 wird damit ungenauer. Ich habe das mal in einem Tabelle zusammengestellt. Dieser Effekt ist aber auch nicht so tragisch, da es mit zunehmender Windstärke nicht mehr so sehr interessiert woher der Wind weht, da man bei höheren Windstärken mit ganz anderen Problemen zu kämpfen hat.

Arduino Testcode siehe Anhang.

Fortsetzung folgt.
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  • Tabelle.png (111,42 kB - 13 mal heruntergeladen - zuletzt: 12. April 2018, 10:27)
  • Windsensor4.zip (1,44 kB - 4 mal heruntergeladen - zuletzt: 29. März 2018, 14:56)

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Mittwoch, 28. März 2018, 13:53

Fortsetzung

Der Peete Bros- Windsensor benutzt anstatt Hallsensoren einfache Reedkontakte. Die können auch bis in den kHz-Bereich schalten. Der mechanische Aufbau ist einfach, robust und die Auswertung genial durchdacht. Es ist ein gelungener Kompromiss zwischen Einfachheit und Funktionalität. Der Hauptgedanke dieses Aufbaus war es, unempfindlich gegen HF-Strahlung zu sein, da die Peete Bros-Sensoren an drehbaren Antennenanlagen (u.a. im Mititärbereich) benutzt werden, die bei Starkwind gesichert werden müssen. Reedschalter sind unempfindlich gegen HF-Strahlung und zudem in einem Glasrörchen gegen Umwelteinflüsse gut geschützt. Die Übertragung der Impulse erfolgt über Kabel bis zur Auswerteeinheit (ca.20m). In der Auswerteeinheit erfolgt die Zeitmessung und Umrechnung in Windrichtung und Windspeed. Die Auswerteeinheit ist aber leistungsfähiger als der ESP8266 und kann die Zeit präziser bestimmen. Ein fertiges Kit mit Sensor und Auswerteeinheit kostet ca. 220 Euro. Im Grunde genommen könnte man sich nur den Windsensor ohne Auswerteeinheit kaufen und meine Elektronik dranhängen. Das würde auch gehen.

HF- unempfindlich müsste mein Windsensor auch sein, da die Elektronik in einer Alu-Hülse steckt und eine vollständige Schirmwirkung hat.

@Christian

Du verwendest einen Magnetrichtungssensor AS5050, der über einen SPI-Bus angebunden wird. Der ist recht präzise (1,41° über den gesamten Temperaturbereich) aber auch nicht günstig (ca. 10 Euro). Warum hast Du Dich für diesen Sensor entschieden? Wegen der Genauigkeit oder weil der Sensor so winzig ist und wenig Strom (40µA) benötigt?

Du schreibst, dass Du Zugriff auf MakerSpace- Fertigungskapazitäten hast. Ist das der MakerSpace in München? Der ist gut ausgestattet. In Düsseldorf gibt es keinen Bestückungsautomaten. Der MakerSpace ist etwas einfacher. 3D-Drucker habe die aber auch. Wenn Du was bestücken lässt, machst Du das dann selbst oder gibt es Personal im MakerSpace die das für Dich erledigen? Einen Bestückungsautomaten einzurichten und zu programmieren gehört nicht gerade zur Allgemeinbildung.

Bei Eurocircuits bestellen wir auch in unserer Firma. Der Service ist recht schnell und günstig für deutsche Verhältnisse. PCB-Pool (Beta-Layout) nutze ich auch gerne. Die sind auch schnell aber etwas teurer. Dafür produzieren die direkt in Deutschland. Ich war letztes Jahr eingeladen im Rahmen eines 3D-MID-Seminars die Firma zu besichtigen. Bei PCB-Pool kann man Leiterbahnen auf 3D-gedruckten Bauteilen aufbringen lassen (MID). Da sind irre Dinge möglich. Im Rahmen des Seminars haben wir so ein Teil hergestellt. Die Leiterbahnerstellung ist aber nicht ganz einfach, da man im Raum die Leiterbahnen verlegen muss.


MID- Beispiel

Norbert

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chrhartz

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85

Mittwoch, 28. März 2018, 19:23

Hallo Norbert,

ich hatte den AS5050 damals schon in der Pinne und im Ferngas der Torqeedo Außenborder eingesetzt und damit gute Erfahrungen gemacht.
Das Messprinzip von PetBros kannte ich damals noch nicht. Für mich war damit der vierquadranten-Magnetsensor die ideale Lösung.

Der Chip geht nach der Messung automatisch in Standby, wo er nur 3 uA braucht. Aktuell liegt er bei Mouser bei etwa 5 EUR bei einem Stück.

Die Genauigkeiten sind immer auch abhängig von den Magneten. Die haben nämlich große Toleranzen. Ich gehe daher auch davon aus,
dass meine diametralen Magneten nicht völlig symmetrisch sind. Wenn Du unter 10 Grad Genauigkeit insgesamt kommst, reicht das vermutlich
völlig aus.

Das Maker-Space in München/Garchin ist gemeinsam mit dem UnternehmerTUM in einem Gebäude auf dem Gelände der TU und eine GmbH.
Kannst Dich ja mal umsehen, die haben einen Rundgang á la Google Streetview. Der ist allerdings schon zwei Jahre alt und es hat sich danach
noch einiges getan.

Man muss für jeden Arbeitsbereich einen Kurs besuchen, der zwischen 50 und 200 EUR liegen kann, je nach Dauer. Wenn man den Kurs für
den Bestückungsautomaten gemacht hat ist auch die Dampfphasenlötanlage und der Pastendrucker mit dabei. Nach einigen Stunden herum-
probieren kommt man ganz gut zurecht.

Ich lasse den Automaten aber nur das Hühnerfutter wie Widerstände und Kondensatoren bestücken, für die ICs lohnt sich meistens die
Einrichtung der Feeder nicht bzw. kann ich mir die Teile auf Rolle nicht leisten... :)

Bisher habe ich 11 Kurse dort besucht, das hat mir mein letzter Arbeitgeber bezahlt. Mir steht dort also auch der Wasserstrahl-Schneider,
die Pulverbeschichtungsanlage, die Metallwerkstatt und im Holzbereich die Fräsen zur Verfügung, das ist schon super.

Laser und Drucker haben die natürlich auch aber einen Drucker und eine CNC-Fräse habe ich bereits und neuerdings steht daneben ein
40 Watt CO2-Laser. So ein K40 "China-Kracher". :)

Viele Grüße,
Christian





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ravwerner

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86

Mittwoch, 28. März 2018, 20:58

Servus
Nur kurz. Wenn es um Stückzahlen geht so min. 40.so wäre ich bei einem guten (klarerweise fairen) Preis für eine Windmesseinheit dabei.

Grüsse
Werner

p.s. bei günstigen Preis ein 2 ter, den kann ich auch daheim zum Messen einer gescheiten Wetterstation verwenden.

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Mittwoch, 28. März 2018, 22:45

@Christian

So einen schönen MakerSpace müsste ich hier auch haben in Düsseldorf. Da sieht es eher mau aus. Unsere Firma hat schon viele Möglichkeiten was Bearbeitung angeht. Neben unserer Firma gibt es auch einen Leiterplattenbestücker. Der macht auch viel für uns. Der hat mehrere Bestückungsautomaten. Aber um sonst gibt es da nix. Wenn Du im MakerSpace was fertigst, um wie viel wird es günstiger? Material, Energie und Maschinenmiete musst Du vermutlich auch zahlen. Man spart vermutlich nur die Arbeitszeitkosten, da man es selbst macht. Daher löte ich die ersten Platinen selber. Kostet dann "nur" meine Freizeit.

@Werner

Ich werde als erstes 10 Windsensoren bauen wollen, sofern unsere Tests zum Ende dieser Saison gut verlaufen sind. Wenn Du Beta-Tester sein willst, kann ich Dir auch einen Sensor vorab zum Materialpreis bauen. Du musst dann aber Deine Erfahrungen hier mit einbringen. Der Sensor wäre dann ohne Garantie und Du trägst einen Teil des Risikos mit, falls wieder erwarten was nicht funktionieren sollte.

Was wäre denn deiner Meinung nach ein fairer Preis?

Bevor ich den Windsensor verkaufe, würde ich die komplette Kostenstruktur öffentlich machen. Das habe ich teilweise schon gemacht. Dann kann jeder selbst nachvollziehen was es in Summe wirklich kostet. Am Ende sind die Materialkosten die kleinste Position. Der größte Posten wird die Arbeitszeit sein. Da muss sich dann jeder selber fragen, was er bereit ist dafür zu zahlen. Das ist dann so wie im MakerSpace. Sparen tut nur, wer es selbst machen kann. Mir geht es nicht darum mit dem Windsensor das große Geld zu verdienen. Dafür habe ich einen Job. Das hier ist mehr Hobby und Leidenschaft. Mich freut es, wenn ich andere dafür begeistern kann und sich am Projekt beteiligen. Da kommen meistens coole Ideen raus und eine Menge Spaß beim umsetzen.

@Riggse

Wie willst Du den Windsensor an Deinem Mast befestigen? Unten geht ein Alurohr mit D 10mm raus. In dem sind dann auch die Kabel untergebracht. In Deiner Version ein 6-adriges Kabel. 2x Power, 4x Programmierung. Brauchst Du noch eine spezielle Befestigung? Ich könnte sonst noch Laschen drucken zum seitlichen anbauen.

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chrhartz

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88

Mittwoch, 28. März 2018, 23:08

Hallo Norbert,

man zahlt im Maker-Space einen monatlichen Betrag. Tageweise, 10er-Karte oder Vierteljahr gehen auch.

Dafür ist dann die Nutzung der Maschinen kostenfrei. Man kann sie sich sogar telefonisch oder per Mail
reservieren lassen.

Nur für den Waterjet werden 2 EUR pro Minute fällig. Das kann ich auch gut verstehen, die Wartung und der
spezielle Abrasivsand verursachen zwar Kosten aber das ist nicht der eigentliche Hintergrund, schätze ich.
Die Leute würden nichts mehr lasern oder fräsen, wenn sie den Waterjet kostenlos nutzen dürften. :)

Deinen Ansatz finde ich gut! Ich habe meinen OpenPlotter HAT bei Tindie angeboten und gebe den Käufern
die kompletten Schaltpläne, Bestückungspläne und Layouts auf einer SD-Karte mit dazu. Es ist auch ein
Excel-Sheet mit Bauteilwerten, Bestellbezeichnungen und Preisen mit dabei.

Ich gehe davon aus, dass wenn jemand in der Lage ist, meine Platine zu kopieren, er auch in der Lage wäre,
die einfach selber zu entwickeln. Außerdem freue ich mich über das Feedback der Käufer, die sind ganz
glücklich, dass sie mal nicht verarscht und mit Informationen kurzgehalten werden. :)

Viele Grüße,
Christian
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89

Donnerstag, 29. März 2018, 12:47

@all

Die 40 Platinen sind jetzt fertig. Sind heute dem Versand übergeben worden. Nächste Woche Dienstag ist es dann so weit. Bin ganz gespannt drauf. Vorab schon mal ein Blick auf die Platinen als 3D-Bild.

@Christian

Die Platinen habe ich bei ALLPCB bestellt. Die sind laut den Aussagen der anderen Kunden top. Da gibt es keine Beanstandungen und sehr gute Qualität. Das was ich bis jetzt gesehen habe ist wirklich gut. Du kannst alle Fertigungsschritte nachvollziehen die gerade ablaufen. Das Timing ist bei ALLPCB sehr gut. Bis jetzt wurde der Zeitplan perfekt eingehalten. Selbst auf Email-Anfragen hast Du in 10 min eine Antwort, spätestens am nächsten Tag. Die 40 Platinen haben jetzt 52 Euro inkl. Versand gekostet. Das ist ein guter Preis. 20 Stück hätten übrigens das Selbe gekostet.

Norbert
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90

Donnerstag, 29. März 2018, 13:12

@all

Hier noch einmal ein klein wenig Theorie zur Bestimmung der Windrichtung und des Windspeeds. Der Windspeed wird einfach mit einem Hallsensor bestimmt. Bei jeder Umdrehung des Löffelrades läuft ein kleiner Magnet am Hallsensor vorbei und löst einen kurzen Impuls aus. Über eine interruptgesteuerte Zeitmessung wird die Umlaufzeit t1 bestimmt. Daraus lässt sich eine Drehzahl berechnen. Der Theorie nach kann über die Schnelllaufzahl eines Schalen- oder Löffelanemometers die Windgeschwindigkeit berechnet werden. Die Formel ist recht einfach:





Apropos Theorie, ganz interssant finde ich auch den Ansatz den Silva bei seinen Windmessern geht. Das Prinzip ist den Winkel u. die Rotationsgeschwindigkeit eines schwarz-weißen Balles mittels zweier Reflexlichtschranken, die in einem 90° Winkel zueinander angeordnet sind, zu messen. Die Windfahne dreht sich mit dem rotierenden Ball, wobei die Reflexlichtschranken die hell-dunkel Phasen messen. Die schwarz-weiße teilung des Balles hat die Form einer Sinuskurve.
An den Ausgängen der Reflexlichtschranken werden PWM Signale ausgegeben. Auf Grund des Impuls-Pausen Verhältnisses der beiden PWM Signale kann man den Drehwinkel berechnen.
Das "high-low" Verhältnis des PWM Siganls ist für den einen Kanal: Qa% = 50% + 30% x sin(alpha)
u. für den zweiten Kanal: Qb%= 50% + 30% x cos(alpha)
Die Windgeschwindigkeit wird durch die Frequenz, eines der PWM Signale, ermittelt.
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Donnerstag, 29. März 2018, 14:02

@all

Die 40 Platinen sind jetzt fertig.


Falls genug da sind, würd ich mich auf 2 Stück davon bewerben.
Gruß, Jörg!

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Donnerstag, 29. März 2018, 16:44

@sven98de

Das ist ja mal abgefahren! Wer kommt auf so eine Idee? Das Funktionsprinzip ist erste Sahne. Ich habe mich schon gefragt, wie bei diesen kleinen Windsensoren die Winkeldaten über die Drehachse übertragen werden. So ist die Mechanik total simpel und das Windrad sehr leicht zu bauen. So ist die Elektronik feststehend und es muss nichts übertragen werden. Geht alles optisch. Super genial. Solche Lösungen liebe ich. Das ließe sich auch mit einem 3D-Drucker umsetzen. Die Kugel mit den Sinuswellen auf der Oberfläche schreit danach. Es lassen sich nämlich auch Farbmodelle mit Gips drucken. Das könnte man super dafür verwenden. Man muss es nur noch lackieren. Da es ein innenliegendes Teil ist, sollte es kein Problem sein. Vermutlich ist die Lösung aber noch patentgeschützt.

Wo hast Du die Infos her? Hab so auf die Schnelle kein Patent von Silva Wind gefunden.

@Kartoffelbrei

Geht klar.

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Donnerstag, 29. März 2018, 17:37

@all

Hier sind mal ein paar Bilder vom zerlegten Clipper (NASA)- Windsensor. Er besteht aus zwei Platinen. Eine für die Windgeschwindigkeit und die andere für die Windrichtung. Die Windgeschwindigkeit wird wie bei mir über einen Hallgeber als Digitalimpuls gemessen. Die Windrichtung über zwei Hallsensoren die Analogwerte zur Stärke des Magnetfeldes ausgeben können. Die Sensoren sind um 90° versetzt angeordnet. Dreht man die Windfahne um 360°, so erkennt man an den Sensoren Sinussignale, die um 90° versetzt sind. So gibt es eine eindeutige Zuordnung zum Winkel, wenn man beide Signale auswertet. Die Analogwerte sind aber sehr wackelig und der Sinus ist nicht wirklich ein Sinus. Ich habe vor einiger Zeit mal die Daten jedes Sensors aufgenommen. So prickelnd waren die Ergebnisse nicht. Damit wird die Winkelmessung auch ungenau. Das blöde ist, dass die analogen Signale nur 0...5V sind. Die werden über die störanfälligen Kabel vom Mast zum Einbaugerät übertragen. Über die Potis kann der Offset und die Verstärkung eingestellt werden. Kalibrieren lässt sich die Windfahne damit aber nicht. Das Problem ist vermutlich der Magnet. Das vom Magneten ausgesendete Magnetfeld ist nicht homogen und verursacht die Verzerrungen im Sinus. Mich hat das Konzept nicht überzeugt, da es störanfällig und ungenau ist. Die analoge Signalverarbeitung der Windrichtungsmessung ließ sich nicht kostengünstig mit dem ESP8266 umsetzen. Der hat zwar einen AD-Wandler on Board. Der ist aber sehr ungenau, weil er durch das WLAN gestört wird. Ich hätte zusätzlich 2 AD-Wandler an den ESP8266 anbinden müssen. Diese wären dann ebenfalls gestört worden.

Mein Vater hat den Windsensor an seinem Boot. Eigentlich tut das Teil seinen Dienst. Was mich daran störte war die fummelige Kalibrierung der Windfahne, um die Mittschiffsposition einzustellen. Eine Ausrichtung durch den Fahrtwind war zu ungenau. Uns blieb nichts anderes übrig als einen Hubsteiger kommen zu lassen und die Windfahne händisch auszurichten und dann zu kalibrieren. Dann gings auch. Ich verstehe nicht, warum eine Kalibrierung überhaupt notwendig ist. Durch die beiden Sinuskurven ist die Bestimmung der Windrichtung eindeutig. Man muss nur den Magneten richtig in die Windfahne einbauen. Im Betrieb ist der Clipper- Windsensor sehr unruhig. Die Werte schwanken sehr und passen nicht wirklich zur Bewegung der Fahne. Das deutet darauf hin, dass die Analogsignale durch den langen Übertragungsweg gestört werden. Man kann zwar die Mittelung zuschalten, dann sind die Werte ruhiger. Das kann aber nicht die Lösung sein. Eine Kopplung mit einem Pinnenpiloten scheint nicht ratsam zu sein obwohl der Clipper-Windsensor auch einen NMEA0183 Ausgang hat. Ich hatte versucht ihn anzubinden, bin aber im ersten Anlauf daran gescheitert, dass die zur Verfügung stehenden Signale zu klein sind, wenn ein Tochtergerät verwendet wird. Man benötigt dann einen Signalverstärker den man zwischen das Haupt- und Tochergerät zwischenschaltet. So ein Teil habe ich mir gebaut und werde es Ende April einbauen. Mal schauen, ob es dieses mal geht.

Norbert
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Donnerstag, 29. März 2018, 18:23

Hallo Norbert,

naja, einen Ball rundherum sauber zu bedrucken ist nicht ganz trivial. Aber vielleicht sind es ja auch zwei
Halbschalen, die zusammengeklipst werden. Das wäre vermutlich einfacher.

Bei eckigen Magneten bekommt man eine Abflachung in der Sinuskurve. Außerdem sind Magneten selten
axial magnetisiert. Aus Kostengründen werden viele Magnete gemeinsam magnetisiert und die weiter außen liegenden
werden sozusagen schräg magnetisiert.

Ich vermute dies ist bei den diametralen Magneten, die ich verwendet habe, ebenfalls der Fall. Man müsste
mal einen Schrittmotor mit der Windfahne koppeln und sich die Winkelgenauigkeit ansehen.

Du könntest übrigens die Genauigkeit noch erhöhen indem Du mehrere Umdrehungen lang misst. Also erst die
übliche kurze Messung zur Abschätzung der Drehzahl und dann gezielt über mehrere Umdrehungen messen.
Damit würde vermutlich auch die Windfahne ruhiger. Bei großen Drehzahlen könntest Du ggf. auch die Frequenz messen.

Achso, ja: ich nehme natürlich auch eine Elektronik!

Was braucht man denn für Equipment um den ESP Chip zu programmieren? Ist der über WLAN updatebar?
Wenn man eine Adapterplatine zu einem Programmer braucht, kannst Du die beiden Transistoren evtl. auch dorthin
verbannen. Die haben dann auf der eigentlichen Platine keine weitere Funktion.


Viele Grüße,
Christian

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95

Donnerstag, 29. März 2018, 19:08

Hallo Christian,

mit Gips lassen sich beliebige farbige Modelle drucken. Da ist die Komplexität völlig egal. Schau Dir mal fertige Modelle bei Fabb-It an wie dieses hier:


3D-Gipsdruck vollfarbig

Das geht schon, sogar problemlos! Hier noch ein Link zur Technologie:

https://www.fabb-it.de/material/details?material=full-color

Ja, die Magnete sind vermutlich das Problem bei der Winkelmessung. Wenn man es über die farbige Kugel machen möchte muss das Gehäuse lichtdicht sein. Daher sind die Gehäuse vermutlich schwarz.

Die Genauigkeit lässt sich bei meinem Windsensor mit Mittelung verbessern. Ich verwende eine gleitende Mittelung über 1...10 Werte. Bei 10 verbessern sich die Werte um den Faktor 3,16 (Wurzel aus 10). Nur die Antwortzeit ist dann um den Faktor 10 träger obwohl weiterhin jede Sekunde Werte kommen.

Den ESP-Chip programmiere ich seriell mit einem USB/Seriell-Konverter der auch 3,3V TTL-Signale ausgeben kann. Ich verwende den hier:

https://www.amazon.de/gp/product/B01N9RZ…0?ie=UTF8&psc=1

Den kann man direkt anschließen. Das war mir wichtig. Daher sind die beiden Transistoren mit auf der Sensorplatine.Beim "Wemos D1 mini" ist auch noch der USB/seriell-Wandler mit drauf. Dafür war kein Platz mehr. So kann jeder ohne großen Aufwand mit einem externen USB/Seriell-Adapter den Sensor programmieren. Wenn man dann alles fertig hat, kann man natürlich drauf verzichten. Über WLAN kann ich den ESP8266 leider nicht programmieren. Der hat keinen WLAN-Bootloader. Das wäre super, wenn das möglich wäre. Kann man mit Sicherheit auch programmieren. Hab nur keine Zeit dafür.

Norbert

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Donnerstag, 29. März 2018, 20:49

Hallo Norbert,

den Gipsdrucker kenne ich. So einer steht bei Schlagheck-Design in München. Wenn Du mal so eine Kugel brauchst,
sag Bescheid. Ich habe schon recht oft mit denen zusammengearbeitet.

Von diesen USB nach Seriell-Wandlern habe ich zwei Stück hier herumliegen. Ich verwende die gerne für Debug-Ausgaben
bei Platinen, die sonst keine Schnittstelle nach außen haben. Zwei Lötpunkte gehen immer!

Mist, jetzt bin ich meine letzte OpenPlotter HAT Platine auch noch los. Die ging heute nach Savannah/USA. Da muss ich
wohl mal eine neue Serie auflegen. Aber erst nach Ostern. Ab morgen früh bin ich erstmal unterwegs an die Nordseeküste,
die Eltern besuchen.

Die Seite www.tindie.com kennst Du wahrscheinlich schon? Dort könntest Du Deine Platine gut einstellen, die findet sicher
den einen oder anderen Interessenten. Meine OP HAT Platine habe ich jetzt schon nach England, Irland, Holland, Tchechien,
Ungarn, Schweden, Frankreich, Rumänien und Belgien verkauft. Das ist total spannend mit den Seglern dort Kontakt zu
haben und sich über das OpenPlotter-Thema auszutauschen.

Viele Grüße,
Christian
Neptun 20, Segelnummer 950, Honda 5BFU, Liegeplatz Bernau/Chiemsee

Moeritsen

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97

Freitag, 30. März 2018, 13:03

Hallo allerseits,

ich verfolge euer Projekt schon seit des Startes des Threads und finde die Art, wie ihr zusammenarbeitet, total klasse.
So stelle ich mir eine Kollabation in der digitalen Welt vor, die dann in der analogen zu brauchbaren und "hand"-festen Ergebnissen führt.
Daher würde ich mich hier auch schon mal als potenziellen Kunden anmelden.
Auf meinem Boot läuft ein WLAN-Router, der NMEA-Daten verteilt, es ist ein VYacht-Router der letzten Generation.
Ist es möglich, das Signal eurer Windfahne kabellos in so ein System einzuspeisen und wenn ja, wie?

Viele Grüße
Michael

ravwerner

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98

Freitag, 30. März 2018, 13:47

Servus Norbert

Was verstehe ich unter fairen Preis? Nicht einfach zu beantworten. In dem Thread sind schon so viele Preise für Teile, Lager, 3D Dingsbums, Leiterplatten usw. vermischt - zumindest für mich.
Klar würde ich mir die mechanischen Teile selber montieren können .- mit einer einfachen Anleitung für knifflige Teile davon - selberlöten der Platine(n) ist nicht mehr meins, da auch schon oft mit SMD bestückt wird, dazu sind meine Augen schon zu alt ;-). Drähte anlöten kein Problem.

Zu Betatester - nein danke, nettes gutgemeintes Angebot, ich will mir für die Montagesachen Zeit lassen, mein Mast ist nicht so einfach zum legen - kein Trailerboot und wann ich in den Mast steigen muss, will ich - wenn möglich dann machen, wenn es mich freut oder notwendig ist - das kann auch erst in einem/zwei Monaten sein - mein Boot ist auch ca. 600 km von mir entfernt und ihr/du wollt ja baldigst Rückmeldungen wie es funktioniert - was ich voll und ganz verstehe. Will auch nicht auf Kosten anderer mich als Betatester anbieten, das ist unfair für mich.

Fairer Preris ist für mich, dass etwas für Deine Mühe drinnen sein soll - wenn es fast so viel kostet wie ein "profi" Ding, dann habe ich keinen Vorteil - was NICHT heissen soll, dass Dein System nicht gut/besser/... ist als das käufliche Zeugs. Ich kenne Deine tatsächlichen Entstehungskosten nicht - brauch ich auch nicht zu wissen. aber ich weiss, dass nichts umsonst ist und Du viel Engagement einbringst. Kannst mir auch einen Vorschlag per mail senden.
Grüsse
Werner
p.s. habe auch so ein System vYacht Sammler/router in Verwendung, deshalb schliesse ich mich gleich der Frage von Michael (#97) an.

  • »norbert-walter« ist der Autor dieses Themas

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99

Freitag, 30. März 2018, 16:34

@ravwerner

ok, ich verstehe, das die Antwort auf den Preis schwer ist. Ich sag es mal so: Der Preis sollte wie Du schon richtig schreibst unter konventionell käuflichen Teilen liegen. Also unter 250 Euro. Grob über den Daumen gepeilt kostet die Hardware ca. 60 Euro. Das hängt davon ab wie teuer das Drehteil für den Stator wird. Das kann ich nicht selber machen und muss es fertigen lassen. Es sei denn es gibt hier jemanden der das kostengünstig machen kann. Eventuell kann ich meinen Chef überzeugen, dass ich die Maschinen unserer Firma für das OpenSource-Projekt außerhalb der Arbeitszeiten verwenden darf. Dann werden die Teile günstig. Eloxiert werden muss es auch noch. Die Platinen würde ich bestückt abgeben wollen, da viele das nicht löten können, weil die Bauteile winzig sind. Unbestückt würde ich sie aber auch verkaufen. Es gäbe da 5 Optionen:

  1. Alles selber machen
  2. Nackte Platine (ca. 5,50 Euro) kaufen, selber Bauteile bestellen und löten, 3D-Teile selber drucken, Drehteil selbst herstellen, alles selbst zusammenbauen
  3. Bestückte Platine (ca. 25 Euro) kaufen, 3D-Teile selber drucken, Drehteil selbst herstellen, alles selbst zusammenbauen
  4. Set mit allen Einzelteilen (ca. 100 Euro) kaufen, 3D-Teile selber lackieren, alles selber zusammenbauen
  5. Fertigen Windsensor (ca. 220 Euro) kaufen
Die Preise sind vorerst nur geschätzt. Wie Du siehst, kannst Du je nach eigenem Aufwand Kosten "sparen". Worauf "sparen" sich hauptsächlich auf die Kosten der Arbeitszeit bezieht. Das Material kann eigentlich nur in großen Stückzahlen günstig gekauft werden. Alles andere ist Arbeitszeit. Was die einem Wert ist, muss jeder selber entscheiden. Das ist auch der Grund warum fast alle unsere Konsumgüter in Fernost produziert werden. Nur mal so zur Info. Mein Audi-Autohaus wollte 200 Euro/h als Arbeitslohn für eine Nachrüstung eines Tempomats aufrufen. (|

Die SMD-Bauteile für 10 Platinen habe ich jetzt auch bestellt. Also, wer möchte kann zwischen Option 1, 2 und 3 wählen. Wer Interesse hat schreibt mir bitte eine PN. So kann ich das besser nachhalten und muss es nicht aus den Thread raussuchen.

@Moeritsen

Die NMEA0183- Daten des Windsensors können vermutlich in vYacht integriert werden. Da OpenWRT unter Linux läuft ist vermutlich auch der NMEA- Multiplexer Kplex (http://www.stripydog.com/kplex/index.html) integriert. Über den kann man dann NMEA- Daten aus dem Netzwerk via WLAN einbinden. Leider gibt es keine Möglichkeit der Einstellung eines NMEA- Cients auf der Konfigurationsseite. Vielleicht kann das der Programmierer oder die Firma nachrüsten. Alternativ könnte man direkt unter Linux die Änderungen an den internen Konfigurationsdateien vornehmen.

Vielleicht gibt es hier jemanden der sich damit auskennt. Ich kenne vYacht selber nicht.

@Christian

Ich habe jetzt eine Möglichkeit gefunden wie man die Firmware über WLAN aktualisieren kann. Das funktioniert ganz gut. Ich hab es mal mit einem Testprogramm ausprobiert. Es sollte gehen. Der Web-Updater frisst Binärdatein die aus der Arduino-IDE als Compilat herauskommen. So können wir uns dann die Programmierschnittstelle sparen und man muss den Mast nicht legen. Ich versuche mal das in meinen Code mit einzubauen. Mal schauen ob es geht.

Nachtrag:

Hab den Web-Updater mal in meinen Code integriert. Funktioniert!!!! :D Echt abgefahren!

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »norbert-walter« (30. März 2018, 17:22)


100

Freitag, 30. März 2018, 17:24

Hallo!
Ich hatte in den letzten beiden Tagen viel zu tun. Daher das späte Melden....
Danke für die Frage bzgl der Halterung!
Ich bin zu Ostern am Boot. Das schaue ich mir dann genau an.
Hast Du ungefähre Maße und/oder ein Foto?
Ich muss dann planen wie ich das mir den anderen Dingen am Mast arrangieren kann...
Ein Tipp: wenn Du einen ":" hinter den Namen mit dem @ schreibst, dann erhält man eine Benachrichtigung.
Können die prog und die Stromkabel in einer Kabelhülle verlaufen? Zzt habe ich 4 stromendungen oben. 2 gehen aufs licht. 2 sind noch frei. Sollte ich dann ein zusätzliches 4adriges datenkabel einziehen? Abgeschirmt? Oder kann ich das bestehende 4er kabel für.die daten nehmen und ein zus. kabel für den strom einziehen? Oder gibts eine all in one kabel lösung?
Du hattest gefragt, ob ich meinen netatmo messer aufschrauben könnte. Dies wollte ich machen. Dabei ist mir dann aufgefallen, dass der kunststoff spröde geworden ist und sogar ein teil aufgebrochen/rissig war.
Dann habe ich amazon kontaktiert und konnte zum glück einen garantietausch bewirken. Aber ich wollte dann nicht gross weiter aufschrauben. Falls das dings zerbrochen wäre dabei, hätte es beim einsenden ggf zu sehr nach gewaltanwendung ausgesehen...
Im web habe ich dann von undichten sensoren gelesen. Das lässt mich etwas davon abstand nehmen, den neu zugesandten aufzuschrauben.... Ein 2. Garantietausch geht sicher nicht so leicht durch und ich mag den neuen sensor zuverlässig am mast betreiben.... sorry für die aufschraubfeigheit.....
Kann ein foto senden vom spröden gehäuse.
Gerade bin ich nicht am pc und tippe mit dem handy....
Auf jeden fall ein argument SEHR auf uv- und wasserschutz zu achten bei der konstruktion.
Ein bisserl mogeln kann man ggf mit teroson.
Übrigens: falls du mehr lötest in nächster zeit:
Das ist eine sehr tolle lötstation. Im grunde besser als weller. Sehr leichter spitzentausch on the fly und herrlich feiner griff & gute hitzezufuhr....
https://www.welectron.com/JBC-BT-2BWA-Lo…utm_campaign=gs
Die station habe ich mir vor 2 jahren gegönnt und bin hochglücklich damit!
Lg!
Riggse

Ps: habe gerade in der gruschelkiste ein 10m langes 4×0.14 Datenkabel gefunden. Wäre das tauglich?
Muss ich da nur manchmal ran um die software zu ändern? Dann würde ich es unten am mast rauskommen lassen aber nicht extra bohren um es durchs deck zu führen...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Riggse« (30. März 2018, 17:37)


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