microcontrollergesteurte Windmessanlage

[eXsG]

Hallo,

Als Sensor könnte man denke ich sowas hier einsetzen: http://www.wilmers.com/download/0293_de.pdf (siehe Stromverbrauch: 3mA bei 5 V, unbelastet) !
Auf dieser Homepage sind auch andere Anemometer zu sehen, welche präziser und mit noch weniger Stromverbrauch arbeiten.

Hallo,

Als Entwicklungsumgebung sollte eine Lochrasterplatine reichen. Die SD-Karte soll am besten rausnehmbar sein und ausgetauscht werden können.

Ich denke aufgrund der Pin-Anzahl und des Flash und RAM ist der am besten geeignet oder : ATMega 644p-20PU (ist das der sparsamere?) aber wieviele Mikrocontroller bräuchte ich für die Schaltung ?

Also ich hab recherchiert und kann bis jetzt auf diese Module zurückgreifen und möchte gerne die Hardware zusammenstellen.
Auf meiner Einkaufsliste könnt ihr mir bitte bestätigen oder Einwende erbringen:

1.) 1x das AVRISPmk2-Original
2.) 1x DCF77-Empfänger
3.) wieviele Mikrocontroller ?
4.) für die Mikrocontroller benötige ich doch pro Mikrocontroller eine Fassung/Sockel für die Platine oder ?
5.) 1x SD-Speicherkartenplatine mit Spannungsregler (habe hier so etwas gefunden: D-P001 auf http://www.display3000.de/) ?
6.) 1x RTC (den DS1307 ?)
7.) 1x HD44780 20x4 LCD Charakter
8.) 1x Lochrasterplatine: reicht eine 50x100 oder größer ?
9.) was ist mit einem Quarzoszillator ?
10.) was ist mit Spannungs- und Schaltreglern ?
11.) was ist mit Schaltern ? Das Display zum Beispiel möchte ich ja nicht die ganze Zeit anhaben.
12.) Anschlussklemmen etc... ?

Wie würde denn jetzt die Stromversorgung aussehen können nachdem diese Module, falls sie jetzt alle aufgelistet sind und nichts fehlt, aussehen ? Ich würde natürlich sehr gerne auf sowas wie eine Autobatterie verzichten.
Wäre diese Hardwarekonfiguration sparsam genug um AA-Alkaline-Zellen oder ggf. ein Lithium Ionen-Akku mit der bereits erwähnten Idee einen zweiten Propeller zur Stromerzeugung zu verknüpfen einzusetzen ?


P.S: Habt ihr euch mal den Quellcode angeschaut ? Wenn ja, was könnt ihr dazu sagen ?


Gruß

eXsG

[BastelWastel]

So wie ich das sehe ist die "D-P001" nur eine Adapterplatine ohne 'Hirn' darauf... sprich du solltest den Resourcen fuer ein AVRDOS mit einplanen bei deiner uC Wahl.

Gruss, Andreas

[021aet04]

Die Liste passt eigentlich so.
µC brauchst du eigentlich nur einen (wenn dieser genug Leistung hat für Dos,...)
Fassung nicht zwingend aber von Vorteil (sollte etwas sein kann man leicht tauschen bzw neu programmieren,...)
zum D-P001 kann ich leider nichts sagen
bei der Platine ist es besser zuviel zu haben als zu wenig (wobei man auch noch nachkaufen könnte)
Quarz brauchst du nicht da der µC einen Taktgenerator eingebaut hat (interner RC Taktgenerator)
Schaltwandler würde ich vorziehen (wegen der Effizienz, außer du willst auch noch eine Heizung für den Winter), bei ELV gibt es den SBC300, der kostet nicht viel und wandelt Spannungen von 0,3V bis 5V auf 5V (Anlaufspannnung 0,5V), dadurch kannst du die Batterien bis aufs Letzte "aussaugen"
Schalter brauchst du eigentlich keinen. Ich würde aber einen für die Versorgung einbauen (Akku/Batterie von der Schltung trennen). Ansonsten würde ich nur Taster oder einen Inkrementalgeber einbauen, mit dem du die Einstellungen änderst. Beim Display würde ich die Beleuchtung mit dem µC abschaltbar machen (über Transistor oder besser Fet). Sobald am Einbabefeld (Taster, Drehgeber,...) eine Änderung erkannt wurde kannst du das Display einschalten. Eventuell Helligkeitsgesteuert (mit Umgebungshelligkeit), das ist aber eine Spielerei.
Anschlussklemmen verwende ich eigentlich nur diese Schraubklemmen (bzw mit anderer Pinzahl), wobei diese ein RM von 5mm besitzen. Ich würde auf jeten Fall Klemmen benutzen, zumindest zu Bauggruppen die man entfernen kann (Anemometer wenn diese nicht direkt an der Anzeigeeinheit sitzt, Akku,....), einzelne Modulbaugruppen (z.B. Display) würde ich mit Stiftleisten/buchsen mit dem Mainboard verbinden, wenn diese nicht fix am MB montiert ist. Ich würde aber die gesamte Schaltung in Module aufbauen (z.B. Schaltregler, Mainboard, Display, Tastatur,...). Somit kann man einzelne Module im Fehlerfall einfach tauschen bzw zum Testen entfernen.

Das Programm habe ich noch nicht angeschaut. Werde ich bei Gelegenheit machen. Wobei ich noch nie mit AVR-Dos, Fat, o.Ä. gearbeitet habe.

MfG Hannes

[eXsG]

Hallo,

danke nochmal für eure Beiträge. Ihr wart mir sehr hilfreich.

also ich glaube ich hab da was falsch vermittelt.

1.)Der Windmesser misst nich nur alle 10 Minuten sondern die ganze Zeit.
Es sollen jedoch die aufgenommenen Werte gemittelt werden und alle 10 Minuten als Mittelwert gespeichert werden.

Tut mir leid für dieses Missverständnis an dieser Stelle.

2.)Nach persönlicher Absprache mit einem Fachmann kam außerdem das RTC-Modul zu Wort. Demnach wäre ein viel zu hoher Zeit-Drift nach monatelanger Aufzeichnung das Resultat, ich solle deshalb auf dieses Modul verzichten. Das Programm, das ich geuppt habe, also die darin enthaltende Softwareuhr, wäre genauer und somit ausreichend.

3.Desweiteren stellte sich heraus, dass der interne Oszillator des Microcontrollers nicht ausreicht und ich einen externen Quarz-Oszillator (4 MHz) benötige.
(Damit wär nicht einmal eine Daten-Kommunikation mit UART möglich, sagte man mir.)

4.)Die Frage, wieviele Mikrocontrollern denn zum Einsatz kämen ist mir jedoch noch offen. Man könnte mit einem Microcontroller zwar die Messung durchführen aber wie ist es denn wenn der Abspeichervorgang des Mittelwertes alle 10 Minuten auftritt und zur gleichen Zeit trotzdem gemessen werden soll ? Mit der Zeit wird die Datei, in der die Werte auf der SD-Karte abgespeichert werden soll immer größer und der Open-Close-Prozess für den Mikrocontroller somit immer zeitaufwändiger oder ?

Ich denke ich wäre somit mit zwei Mikrocontrollern auf der sicheren Seite.
LCD, DCF77 und SD zum Beispiel an Slave und der Anemometer an Master ?


Bitte beachtet dass das System so konzipiert werden soll, dass es mindestens 3 Monate, im besten Fall jedoch 6 Monate wartungsfrei und sicher arbeiten soll.
Der Stromverbrauch geht somit prioritätshalber an zweiter Stelle.

Was habt IHR für Einwände ?
Den Schaltplan-Entwurf mit Eagle werde ich morgen anfangen und so schnell wie möglich uppen .

P.S: Kann jemand schon was zum Quellcode sagen oder soll ich den woanders uppen ?

Gruß

eXsG

[Besserwessi]

Die eine Frage die Noch offen ist, ist ob auch noch die Windrichtung gemessen werden soll. Der Sensor hätte dann auch noch mal einen Stromverbrauch.

Durch den Sensor hat man schon mal einen Stromverbrauch von rund 3 mA. Für den µC, LCD ohne Licht und Spannungsregler usw. muss man wohl mit etwa 2 mA rechnen - weniger wäre wohl möglich, aber bei schon 3 mA für den Sensor nicht so wesentlich. Wenn die 5 mA direkt aus einer Batterie (Wohl 6 V und dann Spannungsregler dazu, ob low Drop oder Schaltregler macht da nicht viel Unterschied) versorgen will, bräuchte man etwa 11 Ah für 3 Monate. Das ginge ggf. noch gerade so, ist aber schon recht groß. Möglich wären da z.B. 2 oder 3 Batterieblöcke wie sie für Baustellenschilder benutzt werden, oder so etwa wie 8 Zellen Typ D.

Als Regenerierbare Stromquelle käme wohl als ehesten Eine Solarzelle in Frage. Bei 5 mA Stromverbrauch im Mittel müßte die Solarzelle für die Vielleicht 4 Stunden mit einigermaßen viel Licht schon etwa 30 mA (bei gut 6 V), oder 180 mW liefern. Ein Akku für ein paar Tage wäre nicht übermäßig groß. Wenn man volle Sonne hätte wären das nur etwa 20 cm². Im Wald hat man eher 1-10% davon an Licht und bräuchte dann ein Modul für vielleicht nominal 20 W. Den genauen Wert sollte man aber nochmal nachmessen. Das wäre durchaus noch machbar, aber auch schon relativ groß. Ein Problem wäre aber ggf. der Winter mit Schnee, wenn man dann für einige Wochen keinen Strom nach bekommt.

Die Suche nach einem Sensor mit weniger Stromverbrauch wäre ggf. schon sinnvoll. Es würde die Sache auch vereinfachen, wenn alles mit 3,3 V laufen könnte. Für den µC und das LCD sollten weniger als 0,5 mA reichen, wenn es sein soll.

Es reicht auch 1 µC für die ganzen Aufgaben. Sofern man die Uhrzeit tatsächlich direkt vom µC takt ableitet, macht die meiste Arbeit die Hardware. Die Messung der Windgeschwindigkeit muss man auch nicht so oft machen, denn der Sensor hat schon eine mechanische Trägheit. Beide Aufgaben kann man auch ganz in Interrupts verlegen, also unabhängig davon was der µC sonst noch so zu tun hat. Trotz allem kann der µC die meiste Zeit vermutlich noch im Stromsparmodus zubringen, selbst mit nur 1 MHz Takt. Die externen Echtzeituhren sind von der Genauigkeit eher besser als ein einfacher 1 oder 4 MHz Quarz am µC

[eXsG]

Hallo,

ich möchte gestehen, dass ich Crosposting bezüglich meiner Problemstellung führe.
Ich habe nicht nachgedacht und die Nachteile eines solchen Fehlverhaltens sind mir erst jetzt bewusst.
Deshalb möchte ich mich bei Euch entschuldigen und hoffe dass Ihr mir verzeiht.

Die Entwicklung meiner Problemstellung findet Ihr ebenfalls in einem anderen Forum unter diesem Link:
http://www.avr-praxis.de/forum/showt...Windmessanlage

Gruß

eXsG