Bachelorarbeiten.

Mobiler Datenrekorder für Kraftsensorsignale

Karl Zeilhofer

Es wurde ein feldtauglicher Datenrekorder entwickelt und aufgebaut.

Abbildung 1: Rekorder in ein einen wasserdichten Koffer integriert mit eingesetzten Werkzeugakkus, einem Touch-Display und den robusten Steckverbindern an der Seite.

Es können damit bis zu acht Sensoren auf Basis von Dehnmessstreifen, wie zum Beispiel Kraftmessdosen oder Wägezellen, digitalisiert und aufgezeichnet werden.
Je Kanal sind bis zu 4800 Abtastwerte pro Sekunde möglich, wobei eine Auflösung von mindestens 20.000 Auflösungsschritten erreicht wird.
Durch optionale digitale Tiefpassfilterung und Abtastratenreduktion wird die Auflösung auf 200.000 Schritte bei 5 Abtastwerte pro Sekunde erhöht.
Die synchrone Abtastung aller Kanäle ermöglicht das Berechnen mehrdimensionaler Kraftvektoren durch die Verwendung mehrachsiger Kraftsensoren.
Zwei der acht Kanäle können wahlweise auch als Eingänge für Temperatursensoren verwendet werden. Hierbei werden Pt-100, Pt-1000 und Thermoelemente des Typs K unterstützt.
Bei Bedarf können mehrere Geräte über einen schnellen RS-485-Bus synchronisiert werden, um die Anzahl der Kanäle praktisch beliebig zu erweitern.
Die erfassten Messdaten werden auf einem USB-Stick im CSV-Format abgelegt.
Bedient wird das Gerät über ein kapazitives Touchdisplay, das von einem Raspberry Pi angesteuert wird.
Versorgt wird es über Lithium-Ionen-Akkumulatoren.
Die gesamte Elektronik ist in einem wasser- und staubdichten Koffer untergebracht, was ein großes Einsatzgebiet ermöglicht.
Inkl. der Steckverbinder zu den Sensoren wird die Schutzart IP67 erreicht.

Youtube Video über Inbetriebnahme und Demonatration des Datenrekorders

Schlagwörter: Dehnmessstreifen, Wägezellen, Raspberry Pi, Arduino, Lithium Ionen Akku, Tiefentladeschutz, AD7190

30. September 2020