Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Ladeelektronik, Messgeräte, Steuerungen etc.

Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » Di 3. Nov 2015, 21:32

Hallo Leute,

hier nun das erste Programm zum Testen von Hardware und Software. Es geht nur darum die Programmmierumgebung zu testen und einen ersten Eindruck der Programmiersprache Pythen zu bekommen. Wir werde die LED vom letzten Beitrag zum Blinken bringen!

Los geht’s:

Das programmieren mit Pythen ist nichts weiter als Befehle in eine Textdatei zu schreiben und diese Datei ausführen zu lassen. Also legen wir zunächst eine Datei an.

Startet Euren Raspberry Pi – ohne die LED!
Klickt dann mit rechts auf den Desktop, dann im Kontexttmenue über „Neu...“ mit Links auf „Leere Datei“.
Gebt als Namen test.py ein, und dann „OK“ anklicken.

Nun müssen wir dafür sorgen, das Dateien mit der Endung „py“ durch unsere Programierumgebung Python 3 geöffnet werden. Das geht so:

Rechtsklick auf die Datei test.py, dann „Öffnen mit...“ wählen.
Die Kategorie Entwicklung öffnen (Klick auf das Plus) und dann Klick auf Python 3 (IDLE). Abschließend Klick auf „OK“

Jetzt öffnen wir die Datei test.py durch Doppelklick. Nach einem kurzen Moment startet die Programmierumgebung – sie sieht aus wie ein englischsprachiger Texteditor.

Hier gebt ihr jetzt den folgenden Text (sorry, Programmcode) ein und speichert ihn:

Code: Alles auswählen
# Autor: Siegfried Koepke
# Datum: 03.11.2015

# This program is free software.
#

# Importieren und Einbinden benoetigter Programmiermodule.
import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Festlegen des Pins, an dem die LED angeschlossen ist.
LED = 2

# Festlegen der Blinkzeit der LED in Sekunden.
Zeit = 0.5

# Festlegung der verwendeten Pinbezeichnung
GPIO.setmode (GPIO.BCM)

# Den Pin, an dem die LED angeschlossen ist als Ausgang festlegen
GPIO.setup (LED, GPIO.OUT)

# Endlosschleife die im Wechsel die LED ein- und ausschaltet
while True:
    GPIO.output (LED, True)
    time.sleep (Zeit)
    GPIO.output (LED, False)
    time.sleep (Zeit)


Wir brauchen noch die LED an Raspberry. Der Masseanschluß (Kathode, das längere Beinchen der LED)muss auf Steckerpin 6 (GND) und der Widerstand wird an Steckerpin 3 (GPIO 2) angeschlossen. ACHTUNG: Schaut Euch den Stecker und seine Belegung genauestens an: Z. B.: Verwechselt die Bezeichnungen nicht: Steckerpin 2 ist nicht GPIO 2 sondern 5V!
Evtl. glimmt die LED schon ein wenig.

Nun wechseln wir ein eine Konsole um das Programm zu starten. Wechselt dazu in die Taskzeile und klickt auf den schwarzen Bildschirm (LXTerminal). Jetzt tippt ihr um zu der Datei auf dem Desktop zu kommen: cd Desktop [ENTER]
Jetzt tippt ihr: python test.py [ENTER]

Jetzt startet die LED mit 2Hz. Sie blinkt bei mir und sie blinkt auch bei euch.

Ich bin auch noch kein Experte in Pythen oder mit dem Raspberry – falls ihr aber Schwierigkeiten habt, reportet hier dann versuchen wir eine Lösung, schaut in die Raspberry-Foren oder bei youtube rein.

So jetzt geht es dann aber beim nächsten Mal wirklich um die Mess- und Regeltechnik... ;)

Windige Grüße
Siegfried
Zuletzt geändert von Köpke am So 10. Jan 2016, 16:03, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » So 8. Nov 2015, 11:04

Moin Leute,

nach einigem Suchen nach den passenden Sensoren habe ich mich zunächst für folgende Module entschieden

  • Analog-Digital-Converter ADS1015 12-Bit 4 Kanal - Für den Anschluß von Sensoren für Spannung, Strom, (Wicklungs-, Aussen-,)Temperatur.
  • DS3231 RTC - Für eine Zeitreferenz, damit die Messwerte einen "Zeitstempel" erhalten und später auch vernünftig z. B. als Diagramm ausgewertet werden können.
  • LM75 - Temperatursensor ( eignet sich nicht für die Messung von Wicklungstemperaturen weil er keinen externen Sensor hat, aber für die Messung von Umgebungstemperatur u.ä.

Die Module werden an dem I2C-Bus des Raspberry angeschlossen. Das spart Anschlüsse, wichtig für alle, die einen Raspberry Model A) einsetzen wollen. Die Verwendung fertiger Module erleichtert uns später den Wechsel oder das Ergänzen der Schaltung.
Bestellt habe ich jetzt über amazon.de - und erhalte die letzte von drei Teillieferungen spätestens am 5. Dez. Naja... bis dahin kann ich ja schon mal den Schaltplan zeichnen...

P.S.: Mir fehlen noch der Stromsensor und Spannungssensor (ideal wäre welche die ein Ausgangssignal zwischen 0 Volt und 3,3 Volt (oder 5 Volt) liefern. das würde gut zum ADC passen. Ideen? Vorschläge?

Windige Grüße
Siegfried
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Totte » Mo 9. Nov 2015, 08:36

Hallo Siegfried,

die Strommessung könntest Du mit dem Hall-Sensor ALLEGRO ACS712 realisieren.
Da gibts fertige Boards für diverse Strombereiche - ich verwende den gern :-)

Spannungsmessung am ADC sollte direkt über einen Widerstandsspanungsteiler realisiert werden.

Allgemein:
Ich hab hier eine prima Seite von der TU München gefunden, die diverse Sensoren und Code-Beispiele aufzeigt:

http://www.daedalus.ei.tum.de/index.php/de/archiv/material/sensoren

MfG
Totte
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » Mo 23. Nov 2015, 21:01

Moin Leute,

leider komme ich momentan nur langsam voran... Nun sind zumindest ja schon die ersten Komponenten für die Messtechnik eingetroffen. Der AD-Wandler ADS1015 (der größere blaue Käfer im Bild) und der Pegelwandler der die Signalleitungen des Raspberry von 3 V auf 5 V anhebt. Ich habe sie heute abend schonmal verdrahtet. Einen genauen Schaltplan dazu liefere ich noch nach. Und dann hoffe ich, das die Inbetriebnahme am Wochenende steigen kann.

Zumindest seht ihr, das dass Projekt nicht zwischenzeitlich verhungert ist - aufgeben gilt nicht ;)

Windige Grüße
Siegfried
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » So 29. Nov 2015, 13:57

Hallo Leute,

es geht voran. Ich warte immer noch auf ein paar Elektronikteile - aber die Zeit kann genutzt werden den Analog-Digital-Converter schon einmal in Betrieb zu nehmen. Ich brauch dazu zwei breakoutboards von adafruit: ADS1015 (https://learn.adafruit.com/adafruit-4-c ... and-wiring) und einen Levelshifter (http://www.adafruit.com/products/757). Schaut euch die beiden URLs an, wenn ihr das nachbauen wollt, da sind detaillierte Informationen enthalten.

Dann steckt ihr die beiden boards auf das Steckbrett und verbindet es entsprechend meines Schaltplans (siehe Bild) mit farbigen Drähten. Kontrolliert nochmals in Ruhe jede einzelne Verbindung, denn die Ein- und Ausgänge des RB Pi sind nicht geschützt! Dann erst verbindet ihr die Schaltung mit dem ausgeschalteten RB Pi. Wenn er anschließend normal hochfährt habt ihr schon das meiste geschafft.

Jetzt ist noch etwas EInstellarbeit am RB Pi nötig.
Entweder öffnet ihr jetzt direkt am RB eine Konsole (wie das geht habe ich weiter oben schon beschrieben) oder ihr geht über ein ssh-Terminal von eurem Rechner in den RB. Ich empfehle zunachst ein UPGRADE(!) der gesamten Software, also
Code: Alles auswählen
sudo apt-get upgrade [ENTER]

Das kann jetzt einge ganze Weile dauern - nur nicht die Geduld verlieren :). Als nächstes ein UPDATE(!) durchführen:
Code: Alles auswählen
sudo apt-get update [ENTER]

Und nochmal etwas warten! Jetzt starten wir das Konfigurationstool mit dem Befehl:
Code: Alles auswählen
sudo raspi-config [ENTER]

Mit den Cursortasten zu dem Menuepunkt Advanced Options und dann mit <Select> mit den Tasten [TAB] und [ENTER] auswählen. Weiter zu der Option A7 I2C. Diese Aktivieren, und die folgenden Fragen alle mit JA beantworten. Jetzt testen wir mit dem Befehl lsmod [ENTER] ob die entsprechenden Programmteile für die Nutzung von I2C vorhanden sind:
Code: Alles auswählen
pi@raspberrypi / $ lsmod
Module                  Size  Used by
i2c_bcm2708             6252  0
i2c_dev                 6730  0
snd_bcm2835            22317  3
pi@raspberrypi / $

Wenn bei euch die drei Zeilen zwischen einer längeren Liste weiterer Module auftauchen ist soweit alles klar. Jetzt können wir versuchen den ADC anzusprechen! Der Befehl dazu lautet:
Code: Alles auswählen
sudo i2cdetect -y 1 [ENTER]

Wenn das erfolgreich war erhaltet ihr eine Ausgabe die so (oder ähnlich) aussieht. Wird der ADC nicht gefunden, dann fehlt die Zahl in dieser kleinen Tabelle; hier die 48.:
Code: Alles auswählen
pi@raspberrypi / $ i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- 48 -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --                         
pi@raspberrypi / $

Wieso "48"? Dier I2c-Bus ist ein serieller Bus an dem eine ganze Reihe von ADC oder anderen Modulen hängen können - wie Häuser an einer Strasse. Wenn der RB nun Daten an einen bestimmen ADC senden will, braucht er eine Adresse (Hausnummer). Dadurch das wir den Pin ADDR auf Masse gelegt haben - hat der ADC die Adresse (Hausnummer) "48" erhalten. Dort werden dann die Daten abgeliefert. Wenn ihr den Pin ADDP statt mit GND mit VDD verbindet, erhält der ADC die Adresse "49" - könnt ihr gleich ausprobieren, aber vorher den RB ausschalten.

So, wenn bis hier alles geklappt hat, brauchen wir an die vier Pins A0 bis A3 nur noch unsere Hardware um Messen von Strom und Spannung anschließen. Das wir dheute aber nix mehr.

P.S.: Falls das Einrichten eures RP nicht funktioniert - findet ihr hier (https://developer-blog.net/hardware/ras ... ktivieren/) eine ausführlichere Anleitung. Und wer genau hinsieht, kann erkennen, daß auf meinem Bild im vorherigen Post am RB der grüne und der lila Draht vertauscht sind. :oops: Also. Nachbauen nach Schaltplan, nicht nach Bild!!


Windige Grüße
Siegfried
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Beitragvon herbk » So 29. Nov 2015, 16:03

Hi Siegfried,
weißt Du ob man die Stiftleiste des Raspb auch als Parallelport programieren kann oder ob es ein Parallelport Shied dafür gibt?
Gruß Herbert
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » So 29. Nov 2015, 18:40

Moin Herb,

klar, z.B. PCF8574 ist eine echter Parallelport (angeschlossen über i2C. Falls du keinen großen Wert auf Synchronisation legt, kannst du die GPIO-Pins entsprechend programmieren, das z.B. ein 1 Byte (fast) zeitgleich ausgegeben wird. Und dann gibt es noch echte Centronics, also Druckerschnittstellen oder 8fach-Relaisplatinen...
Kommt drauf an was du vor hast...

Windige Grüße
Siegfried
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Beitragvon herbk » So 29. Nov 2015, 19:15

Hi Siegfried,
Kommt drauf an was du vor hast...
na ja,...: ich habe an meiner "Flügelfräse" jetzt Stepper dran... und was man dann damit möchte muss ich sicher nicht präzisieren :lol: ;)
Deshalb bin gerade am eroieren was die (preis) günstigste Art ist den Steppern zu sagen was sie tun sollen. Softwaremäßig wären mir LinuxCnc oder machinekit (baut auf LinuxCnc auf) eigentlich am liebsten, deshalb suche ich jetzt halt nach einer günstigen Möglichkeit diese unterzubringen.
Mein Problem ist gerade, dass ich keinen (überflüssigen, weil, der muss dann ja in der Scheune stehen..) PC habe der über einen Parallelport verfügt.
Aber nach 3 Tagen lesen bin ich zu dem Ergebnis gekommen, dass da eigentlich nur ein alter PC dafür (wirtschaftlich) geeignet ist... oder ein Arduino mit anderer Software...
Gruß Herbert
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Re: Messtechnikprojekt für Prüfstand/Windenergieanlage

Beitragvon Köpke » So 13. Dez 2015, 12:27

Hallo Leute,

ich bin genervt, jetzt habe ich seit einem Monat auf ein paar Teile gewartet, nur um jetzt von den Amazon-Verkäufern nix zu kriegen, der eine meldet sich überhaupt nicht, beim anderen ist das Paket verloren gegangen. Super! :evil:
Die Verkäufer sweety Live und Angle Elec kan ich jedenfalls nicht empfehlen - tut mir leid. :(

Jetzt mache ich die Bestellung also nochmal, und hoffe das sie nicht wieder verloren geht - man hat ja sonst nix zu tun.

Windige Grüße
Siegfried
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Beitragvon herbk » So 13. Dez 2015, 12:42

Hi Siegfried,
gab's bei Amazon nicht auch wieder irgendwelche Streiks? Guck doch mal ob Du die Sachen nicht auch über Ebay bekommst, ich habe da bisher ganz wenig (eigentlich gar keine) schlechte Erfahrung mit Fernost- Verkäufern gemacht.

Mir ist zum Messen der Windgeschwindigkeit was eingefallen (das ist ja der Referenzwert der mir am meisten Kopfzerbrechen bereitet): Wir müssen "nur" einen Rotor für den Windmesser bauen, der eine dem "Arbeitsrotor" angepaßte (anpassbar währe naürlich optimal) Trägheit hat...
Gruß Herbert
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