[BigDiesel]

Hallo,

angeregt durch die verschiedenen Berichte von Messwagen, habe ich mir meinen Wagen auch gebaut. (noch nicht ganz fertig)
Verwendet habe ich:
Wemos D1 mini Modul, da ist ein ES8255 Chip drauf und ein paar Ein/Ausgänge.
0,92" OLED Display, damit der Wagen auch mal schnell so was anzeigen kann.
Lipo 500mA, 3,7V Akku,
Ladeelektronik für Lipoakku max 2A.
Step Up Wandler eingestellt auf 5,1V.
Hallsensor 3144 mit mini Neobdym Magnet auf Achse geklebt.
Lochrasterplatine mit Gleichrichter, 7805 Regler und der Verdrahtung für alles.
Der Akku wird geladen wenn man den Wagen auf die Schienen stellt.

Da ich nicht so ganz fit in Programmierung in C oder C++ bin, kann ich meinen Sketch so noch nicht zeigen. Der ist sowieso in Eclipse gemacht, da hat mir mein Sohn geholfen das einzurichten (nebenbei bemerkt, so eine IDE ist bestimmt schön, aber ich komme noch aus der Zeit, als man noch wußte wo man was hingespeichert hat. Ich verzweifel manchmal weil ich wieder nicht weiterkomme und ich nicht verstehe wo das Problem sitzt (natürlich vor dem Screen, klar)).
Fragen zur Software bitte nur allgemein stellen. Ist ja auch noch nicht fertig.
Die PC Software erstelle ich in LabView, das kann ich viel besser.

Das Ganze läuft so ab:
Zuerst stellt der Messwagen ein Accespoint zur Verfügung. Mit dem Laptop logge ich mich ein und gebe SSID und Passwort ein. Damit loggt sich der Messwagen ein und versucht dann über Port 2055 sich mit meinem PC Programm zu verbinden.
Dann sendet der Messwagen die Geschwindigkeit umgerechnet in Scale Meter/Sekunde, Scale km/h und Scale Miles/h. Warum Miles, na weil ich eben amerikanisch unterwegs bin. Und weil man da auch mal 7fach Traktion fährt, ist ein guter Abgleich der Loks untereinander schon wichtig.
So, dann habe ich eine Intellibox 1. Die ist etwas zickig über die RS232 aber das Loconetprotokoll erschließt sich mir noch nicht, das wird vielleicht noch. Also benutze ich ein paar Kommandos des P50X Protokolls um POM, Programming On Main zu machen.
Ich sende also eine Fahrstufe(es geht nur 128 über das Protokoll) und die Lok fährt nun los, die Geschwindigkeit wird an den PC gesendet und es wird anhand der Vorgabe die zur Fahrstufe gehörenden CV erhöht oder verringert. Immer um 1. Sobald die Geschwindigkeit passt geht es zur nächsten Fahrstufe, bis eben alle 28 Stufen eingestellt sind.
Das kann schon mal ein paar Minuten dauern, aber es ist ja automatisch.
Ein paar Gemeinheiten haben die Decoder Hersteller eingebaut.
Alle ESU ab 4.x Haben keine Tabellenwerte CV67 und CV94. Dafür muss man 2 und 5 verwenden. Das hat aber zur Folge, dass man zwingend erst die Maximale, dann die Minimale Geschwindigkeit einstellen muss. Weil, wenn mann die maximale am Ende macht wird das auf die ganze Tabelle übertragen. Also habe ich hier Settings für verschiedene Decoderhersteller und Varianten, diese werden in einer Configurationsdatei gespeichert und kann also editiert werden. Da muss ich vielleicht noch Decoderfiles erstellen, wie ist noch offen.
Die Aufteilung der 28 Werte auf die 128 Fahrstufen ist auch nicht einheitlich. Da es nirgends Dokumentiert ist, muss man das mühsam von Hand erarbeiten. Ich habe aber fast nur ESU, da hält sich das in Grenzen.

Aktueller Stand, bzw. Probleme:
1. Im Grunde kann ich jetzt meine Loks automatisch abgleichen, das geht schon gut.
2. Es fehlt aber die Dokumentation zum Laden und Speichern von Ergebnissen.
3. Manchmal will das Wemos Modul nicht starten, dann muss man den Akku abklemmen und einen Moment warten.
4. Die Konfiguration des Webinterfaces ist noch nicht funktionsfähig.
5. Das Feintuning der Messwerte zur Glättung und Toleranzbestimmung ist noch in Arbeit, sehr langwierig.
6. Die PC-Software hat noch ein paar Bugs, will als nicht abgleichen z.B. das muss ich noch suchen.
7. Ich will in meiner Freizeit auch noch andere Sachen machen, von daher weiß ich nicht wie es da weitergeht zumal meine Geduld mit Eclipse sich dem Ende neigt und ich mir was einfacheres zulege.

Hier noch ein paar Bilder.

Entwicklungsumgebung:


Der Messwagen The Chiller:


Bedienoberfläche:


Und das dazugehörige Programm (eben LabView, keine Textbasierte Programmiersprache)


Sowie ich weiter bin, kommt noch mehr.

[BigDiesel]

Hallo,

hier ist der Schaltplan. Ist eigentlich nichts aufregendes, weil ja fertige Komponenten verbaut werden. Aber es lohnt sich nicht, da eine Platine machen, da finde ich diese vielfältigen verschiedenen Elektronikkomponenten einfach genial. Zumal das Zeug ja richtig günstig ist.

Also hier der Plan. Geändert am 24.01.2019 (Transistorstufe für Sensor)
Dazu dürft ihr gerne Fragen stellen, das verstehe ich.

[fbstr]

Zitat

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Dazu dürft ihr gerne Fragen stellen, das verstehe ich.

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Ich komm Dich lieber mal besuchen und begutachte Deine tolle Bastelei live. Irgendwann wird es dieses Jahr schon mal klappen.

[BigDiesel]

Hallo Frank,

ja, mach mal. Wobei ich mir deine Sachen auch mal gerne ansehen würde. Du machst da auch interessante Sachen.

[BigDiesel]

Hallo,

inzwischen habe ich einige Loks programmiert und beschlossen die Software nochmal komplett zu überarbeiten.
Es gibt auch noch eine weitere Funktion und zwar habe ich noch einen Zugkraftmesswagen gebaut, um auch diese Information per Wifi zu übertragen. Für uns Amibahner und im speziellen im Fremo ist das ganz hilfreich zu wissen was so ein 12m Zug an Zugkraft benötigt.
Gebaut aus einem einfachen Kraftmodul, natürlich wieder aus China, das es mitsamt Verstärker (HX711) relativ günstig gibt(ca. 3€).

Der Verstärker ist ein Instrumentenverstärker mit AD Wandler und 24 Bit Auflösung. Man glaubt es kaum aber meine 1kg Variante hat eine Toleranz von kleiner 1g, und es misst auch bei 1350g noch genau, also völlig ausreichend für den Zweck.

Leider ist der Sensor ein Alu Balken von 13x13 und 80mm Länge, etwas schwierig unterzubringen. Aber solange ich noch durchs Lichtraumprofil Plate F passe ist's ok.



Die ersten Probefahrten stehen noch an. Das wird wohl beim nächsten Fremo treffen in Ubstadt sein.

[Michael Knop]

Hi,

Klasse Sache, der Zugkraftmesswagen.

Nur bei einem hätte ich bedenken - die Messebene der Messdose liegt nicht in der Ebene der Krafteinleitung, was bedeutet, dass du einen „erheblichen“ Biegeeinfuss in der Messzelle hast.
Dass kann die Messergebnisse stark beeinflussen.

Gerne würde ich anbieten, deinen Wagen auf meiner Messmaschine (F max =275 kN, sichere Ergebnisse ab 500 N) zu Kalibrieren - aber bei den kleinen Kräften für den Messwagen muss ich kapitulieren.


Ich habe auch schon mal einen entsprechenden Messwagen gedacht, ich hätte auch die Technik unserer Abteilung für Betriebsfestigkeitspüfung beanspruchen können - leider ist deren Messverstärker für einen H0-Einsatz deutlich zu groß.
Mein Ansatz war, die Kupplung selbst mit einem DMS zu bestücken, und dann vom Messverstärker auswerten und via Funk an das Anzeigemodul zu senden. Aber, wie gesagt, Messverstärker viel zu groß - um so mehr wäre ich an deinem Messverstärker interessiert.
Die Kalibrierung würde ich dann mit Eichgewichten durchführen, so war die Idee. Das könntest du auch mit deinem Wagen machen.


Viele Grüße, Michael

[BigDiesel]

Hallo,

den Wagen habe ich so ausgemessen.
Kadee Kupplungslehre mit Schraubzwinge eingespannt daran dann den Wagen angehängt und auf der anderen Seite über eine Rolle bekannte Gewichte drangehängt. Die Ergebnisse waren alle sehr gut. Ich hab alles zwischen 100g und 1,5kg genommen was ich gerade gefunden habe. Auf die Küchenwaage gelegt und dann an meinen Wagen gehängt. Die Ergebnisse waren alle ok.

Das Biegemoment ist ja gerade das was mit den DMS Widerständen gemessen wird. Es gibt eine Längenänderung und damit eine Widerstandsänderung. Letztendlich ist es doch egal wo ich die Kraft einleite. Am Ende habe ich immer einen Anfang und ein Ende, dazwischen wird gemessen.

Der Messverstärker ist eine fertige Platine mit dem HX711 Chip drauf. Der beinhaltet alles, was man braucht. Ein paar externe Widerstände und Kondensatoren ist alles was benötigt wird und ist auch schon auf der Platine. Lass dir einfach mal ein Exemplar vom Chinesen schicken, kostet 2-3€ incl Versand. z.B. hier.

Die Daten kommen dann über zwei digitalpins (Clock und Data) in den Wemos Chip. Treiber gibt es verschiedene. Beim Setup macht man erst einen Nullabgleich und für die Kalibrierung gitb es einen Parameter. Den verstellt man so, das das angezeigte Gewicht dem tatsächlichen entspricht. Das kann man von der Library erledigen lassen oder macht selbst eine Skalierungsroutine.

[Michael Knop]

Hi Hardy,

Danke für die detaillierte Infos.


Und wegen dem Biegemoment - ich hab da meine Erfahrungen, wie sie die Kraftmessern beeinflussen/verfälschen können, und letztlich auch die Messeinrichtung beschädigen können.
Und eigentlich wird nicht Verbiegung sondern Verlängerung gemessen, an beiden Seiten an der geschwächten Stelle, und Biegung, also Verlängerung auf der einen Seite, und Stauchung auf der anderen Seite, verfälschen grundsätzlich das Messergebnis - es mag sein, dass bei der von dir genutzten Messeinrichtung noch keine nennenswerte Auswirkungen hat.

Beim letzten Fehlversuch in der Firma war eine 275 kN Kraftmessdose im Wert von etwa 15 k€ kaputt - und ich habe nicht so weit aus der Kraftlinie gelegen, wie bei deinem Messwagen (Außermittige Krafteinleitung im Bereich von 5 bis 7 mm), allerdings bin ich Kraftmäßig ans Limit der Messdose gegangen.
Daher bin ich seither noch vorsichtiger bei solchen Dingen.


Viele Grüße, Michael

[fbstr]

Oh wie cool! Du bist ja echt gut weitergekommen.

Meine Sensoren sind Ende Mai angekommen und irgendwie ist mir noch nichts gescheites eingefallen wie ich die Konstruktion für H0-Europa unterbringe.
Ich glaube ihr US'ler habt da einen entscheidenden Vorteil...

[BigDiesel]

Hallo,

ja der Sensor ist etwas sperrig. Ich bin da gerade noch dran den Balken flacher zu legen, aber dann weiß ich nicht ob die Messung noch funktioniert. Die Teile konstruiere ich gerade um sie dann auszudrucken.
Ich werde berichten.

[volkerS]

Hallo Hardy,
sehe ich das auf dem Bild richtig, du hast den Wagen durchgesägt. Messzelle hochkant, unten liegenden Kraftanschluß auf eine Wagenhälfte und oben liegenden Kraftanschluß über einen Winkel an die andere Wagenhälfte?
Gruß
Volker
Edit: In der 11/12-2017 Ausgabe der Elektor ist eine Küchenwage mit genau dieser Wägezelle (5kg-Version), HX711, Aduino (eigentlich Atmega32 und OLed-Display beschrieben. In der gleichen Ausgabe gibt es auch noch Tuning-Vorschläge für elektronische Fliegenklatschen, kann man dann auch zum Beflocken nutzen.

[BigDiesel]

Hallo Volker,

ja das hast du richtig erkannt. Den Wagen durchgesägt und nun dient das Biegemoment als Kraftsensor.

Die Elektor habe ich nicht, aber es gibt auch so genug zu lesen wenn man ein wenig googelt.

[moppe]

Zitat

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Meine Sensoren sind Ende Mai angekommen und irgendwie ist mir noch nichts gescheites eingefallen wie ich die Konstruktion für H0-Europa unterbringe.

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Kein Problem, alles du brauchen ist nur ein bisschen "Handarbeit" auf der Messcelle.




Klaus

[fbstr]

Zitat

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Kein Problem, alles du brauchen ist nur ein bisschen "Handarbeit" auf der Messcelle.

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Hallo Klaus,
das werde ich mal probieren. Ich habe mir 4 Stück in China besorgt, habe also die Möglichkeit zum Experimentieren.

[volkerS]

Hallo Klaus,
durch deine Sägeaktion an der Messzelle stimmen nun die DMS-Signale nicht mehr. Die Daten der Messzelle beziehen sich auf eine Krafteinlenkung an den herstellerseitigen Befestigungspunkten. Gemäß Kraft x Weg wird deine Zelle nun eine geringere Brückenspannung liefern.
Volker

[fbstr]

Zitat

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Hallo Klaus,
durch deine Sägeaktion an der Messzelle stimmen nun die DMS-Signale nicht mehr. Die Daten der Messzelle beziehen sich auf eine Krafteinlenkung an den herstellerseitigen Befestigungspunkten. Gemäß Kraft x Weg wird deine Zelle nun eine geringere Brückenspannung liefern.
Volker

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Hallo Volker,

Klaus hat nur mein Bild editiert.
Aber vielleicht geht es doch, denn ich glaube die Dehnung wird in dem Bereich gemacht, wo dann auch eine weiße Gummischicht auf 3 Seiten das Ganze schützt. Ich vermute die jeweils 2 Gewindelöcher sollen nur sicherstellen, dass die Verbindung steif genug ist.
Ich habe mal ein Detailbild gemacht:

[moppe]

Zitat

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durch deine Sägeaktion an der Messzelle stimmen nun die DMS-Signale nicht mehr. Die Daten der Messzelle beziehen sich auf eine Krafteinlenkung an den herstellerseitigen Befestigungspunkten.

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Die „strain gauges“, ist geklebt an jeder Seite die zwei große Löcher und messen die Bewegung in der Zelle rund die Löcher. Wenn ich absagen die beide enden der Messzelle ändert ich nichts rund die zwei Löcher und damit auch nichts wo die „strain gauges“ angeklebt ist.

Ich hab arbeitet mit unterschiedliche Messzellen für 12 Jahren. Alles von 100 Gramm bis 20 Tonnen.


Klaus

[volkerS]

Hallo Klaus,
deine Aussage bzgl. der „strain gauges“ ist richtig. Entscheidend für das Biegemoment am Balken ist aber der Ort der Krafteinleitung. Und dieser liegt bei den Befestigungsbohrungen/Gewinden. Qualitativ bessere Produkte haben deshalb gekennzeichnete Bereiche bzw. entsprechend gefräste Flächen für die Befestigung. Achse der Hebel ist die Mitte des Balkens, dort wo die Spitzen der Bohrungen nach innen zeigen.
Volker

[BigDiesel]

Hallo,

der Wagen war doch ein wenig zu hoch. Also habe ich erstmal den Messbalken schräg eingebaut.
Dazu habe ich zwei neue Halterungen gedruckt. Jetzt muss ich nur nochmal nach skalieren, weil durch die Schräge der Meßwert nicht mehr stimmt.
1300g werden nun mit 875g angezeigt. Wenn ich die Formel finde rechne ich mal nach ob das passt. Die Schräge ist 40°. :

[aftpriv]

Servus Hardy, miss noch mal nach, bei

875 g / 1300 g kommt ein sin = 0,67307692, das ergäbe einen Winkel von ca 42°

bei 40° und 1300 g wären es 835 g [sin (40° = 0,642788]

Gruß
Alf

[moppe]

Hardy,

Du kannst immer der Messbalke kurzen......


Klaus

[Martin Lutz]

Bevor nun jemand den Wagen zerteilt oder an der Messzelle herumsägt: das ist eine Wägezelle, die dafür gedacht ist, Scherkräfte zu messen. Deshalb die grossen Bohrungen. Unter der weissen Gummimasse befinden sich Dehnmesstreifen, welche die elektrischen Werte verändern, wenn sie auf Zug oder Druck stehen. Sie sind so verschaltet, dass der Unterschied zwischen dem oberen und unteren Dehnmesstreifen ausgewertet werden (Meist durch Brückenschaltung). Eine mechanische Bearbeitung des Block's zieht unbekannte Veränderungen nach sich, dass die ganze Zelle unbrauchbar macht. Wägezellen, dieses Ausmasses benutzt man in der Industrie für Waagen im kg Bereich bis hin zu Tonnen. Für Anwendungen im Modellbahnbereich scheint mir diese Messzelle um Lichtjahre zu gross, https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4gezelle

[Müesliman]

Hallo Big Diesel!

Du hast das alles schön technisch beschrieben; darum erlaube ich mir den Hinweis zum Titel, dass du wahrscheinlich WLAN (Wireless Local Aera Network) meinst, was umgangssprachlich oft mit WiFi verwechselt wird. WiFi ist keine Abkürzung für irgendwas (höchstens Wireless Fidelity in Anlehnung an HiFi), sondern nur die Zertifizierungs-Alliance. Also sollte deine Schaltung den Vorgaben der WiFi-Alliance genügen.

Ich möchte keine Diskussion lostreten, dass dies ja keinen Unterschied macht (wie z.B. bei AC-Digital und DC-Digital), nur so als Hinweis.

Schöne Grüsse
Müesliman

[moppe]

Zitat

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Du hast das alles schön technisch beschrieben; darum erlaube ich mir den Hinweis zum Titel, dass du wahrscheinlich WLAN (Wireless Local Aera Network) meinst, was umgangssprachlich oft mit WiFi verwechselt wird. WiFi ist keine Abkürzung für irgendwas (höchstens Wireless Fidelity in Anlehnung an HiFi), sondern nur die Zertifizierungs-Alliance. Also sollte deine Schaltung den Vorgaben der WiFi-Alliance genügen.

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In Deutschland brauchen sie WLAN, in die Rest der Welt wissen alle was WiFi ist.
Der neue Standard in WLAN heißt 802.11ax oder WiFi 6
https://www.computerbild.de/artikel/cb-N...6-19690321.html

Klaus

[volkerS]

Hallo Martin,
genau auf die von dir beschriebenen Auswirkungen bei einer mechanischen Veränderung des Scherwiegebalkens hatte ich bereits in Beitrag 15 und 18 hingewiesen.
Klaus (moppe) behauptet ja das Gegenteil.
Volker