[interessepeiling] contactloze windvaansensor

[bram1324]

Bij deze een interessepeiling.
Wie heeft er interesse in een sensor voor een contactloze windvaan?
Het geheel zal bestaan uit een diametrale magneet boven een ams as5040 sensor en is gebaseerd op pagina 39 van dit paper. De sensor heeft een 10bit resolutie (1024stapjes).

Met een beetje passen en meten past de sensor, de nodige circuitjes en de wire leads op een ronde print met een diameter van 11 millimeter.

Het idee is om daarnaast extra stukjes printplaat te laten freezen. En deze op te stapelen voor de uitlijning van de magneet en een lagertje. Voor een schematische weergave zie hieronder:. Ik schat zo dat de hoogte t/m het lager minder dan 15mm kan.

Eén los printje laten maken is een beetje prijzig. Tien stuks is ongeveer dezelfde prijs. Ik schat nu dat het ongeveer rond de 15euro kan. Als er voldoende interesse is, ga ik het idee verder uitwerken en kan ik de precieze kosten geven.

 

[bram1324]

Als je hele kleine cupjes weet te maken, zou deze sensor ook geschikt moeten zijn voor een anemometer (windsnelheid), denk ik.

 

[Zeiler]

Hoi Bram,

Ik ben wel in de sensor zelf geïnteresseerd, de verdere opbouw zou ik graag zelf maken dmv frezen of 3D printen. Ik zou er wel graag 2 hebben ($6.51) per stuk en de kosten voor het verzenden met meerdere mensen delen.

Trouwens je link werkt niet direct, dit moet hem zijn.

 

[ISOLA2]

Deze is wel contact loos maar heb mijn twijfels of er niet een lichte weerstand is door de magneet, die de nauwkeurige werking op schaal verstoord?

 

[bram1324]

Deze is wel contact loos maar heb mijn twijfels of er niet een lichte weerstand is door de magneet, die de nauwkeurige werking op schaal verstoord?

De rotatie-weerstand van de magneet op de sensor is nagenoeg nul. De weerstand van het lager zal waarschijnlijk groter zijn.

Het grootste probleem op nauwkeurig werking die ik zie, is het nauwkeurig balanceren van de vaan zelf, zodat deze niet gevoelig is voor de hellingshoek van de boot.

 

[ISOLA2]

Dat balanceren van de vaan dat is geen probleem, een messing tube 3 of 4 met een blokje lood van 10 à 15 mm .
Vaan horizontaal houden met zijn as en blokje verschuiven tot ze horizontaal blijft staan.
Mijn as van de vaan is een messing buis 6 mm binnen met 2 kogel lagers 6 mm buiten 4 mm binnen, de as van de vaan is 4 mm messing.
Als je werkelijk zeker bent dat de magneet zelf geen weerstand veroorzaakt is dit een goede oplossing je hebt dan altijd de juiste hoek.
Mijn systeem met een wit schijfje dat schuin geplaatst is geeft kleine verschillen links of rechts.
Dat is via de micro controller opgelost , geijkt .

 

[bram1324]

uitwerking mechanische kracht magneet

Een kleine onderbouwing dat de (mechanische) magneetkrachten op de sensor wel mee zullen vallen. Mijn kennis van magnetisme is beperkt, maar ik heb hier het en en ander zitten lezen. Verder zijn mijn aannames conservatief.

F = I * B

Volgens specificaties:
Bmax = 75mT
Imax = 20mA
radius sensoren = 1.1mm

F = 75mT * 20mA = 1.5*10^-3 N
M = r * F = 1.1*10^-3 * 1.5*10^-3 = 1.65*10^-6 Nm

vier hall-sensors per chipje dus: 6.6*10-6Nm (ofwel 0.067301256 g.cm)

Dat is dus echt een super klein moment.

 

[bram1324]

Hoi Bram,
Ik ben wel in de sensor zelf geïnteresseerd, de verdere opbouw zou ik graag zelf maken dmv frezen of 3D printen. Ik zou er wel graag 2 hebben ($6.51) per stuk en de kosten voor het verzenden met meerdere mensen delen.

Hoi Zeiler,
maak jij zelf printplaatjes dan? Die sensor is zo klein dat ik er niet met goed fatsoen aan kan solderen.
Daar begon het me allemaal mee. De verdere opbouw krijg je er 'gratis' bij als je toch een print laat maken.

 

[Zeiler]

Hoi Bram, je hebt gelijk, ik had nog niet de tijd gehad om door de specs te bladeren maar het is echt een klein (SMD) component ja Printje laten maken is de enige optie, heb je al een firma waar dat zou kunnen?

Heb je ook al een geschikte magneet kunnen vinden?

Het moment is vrij klein inderdaad, het is zeker het proberen waard - vooral als de kosten laag kunnen blijven.

Ben erg benieuwd of er meerdere mensen geïnteresseerd zijn, het valt of staat bij voldoende animo.

Groeten!

 

[rexonamen]

Geen interesse ,waarom niet , simpel omdat dit niet voor miin boten gaat werken ,en dit een nerveus slingerend schip maakt vooral als de zgn kantelkiel bak/stuurboord grootzeil genua functie gezamelijk bedient , door de wind die bijna nooit uit de zelfde richting komt en evt met vlagen , d`r zijn al zoveel met dit bezig geweest en op niets uitloopt , ja het is te gebruiken als autonoom zeilen lange afstand .
persoonlijk zou ik eerst eens de boot goed vaarklaar maken , dan de opties eens doorlopen .

gr rexonamen

 

[Zeiler]

Ik zit er ook aan te denken om er een windsnelheidmeter van te maken. Kom ik zelf dus al snel op 3 printjes, 1 mag dan afbranden!

Doel van de windsnelheidmeter is het detecteren van vlagen. Op deze manier kan je wellicht door de aanpassingen (kantelkiel, zeilvorm, schootvoering, etc) de helling in de boot voorkomen wat een rustiger vaarbeeld zou moeten geven dan pas aanpassen na detectie van de helling.

 

[bram1324]

[offtopic]
Autonoom zeilen is idd een hele kunst, waarbij goede regeltechniek nodig is. Je zal een systeem moeten ontwerpen wat voldoende demping heeft om een rustig vaarbeeld te krijgen. Waarschijnlijk moet je gaan kijken naar PI- of PID-regelaars. Bij onder andere de IRSC als de microtransat zijn er voldoende papers en artikelen over te vinden.
Punt is: de uitdaging ligt vooral aan de kant van de software en niet heel erg afhankelijk van de sensorkeuze.
[/offtopic]

Een vriend had een aantal firma's gegeven als optie. ik weet alleen nog Home | Eurocircuits.

Ik heb zelf nu 2magneetjes liggen. Maar die waren wel op ebay te vinden geloof ik.

nog meer mensen interesse?

 

[rexonamen]

Dit alleen leuk als je zoals ik eerder schreef ,op de lange rakken , en niet als je gewoon wilt zeilen en je kan nooit je boot FF met de kop in de wind zetten , en helemaal niet als er meer (gewone) zeilers zijn , en wat de rest betreft ( KxK) daar zijn er met bouwen veel in de kliko geeindigt zelf 1 :1 schepen heft problemen , leuk idee ,maar ?/,:sleepy:

ik denk ook, voor jou dat zoiets maken te makkelijker is dan je boot (af) bouwen want daar moet nog veel verbouwt worden als je dat allemaal wilt laten werken , wens je sucses


:new-alien:

gr rexonamen

 

[Zeiler]

Zelf ben ik helemaal onbekend met deze elektronica, maar het lijkt me leuk om met Arduino te leren werken en er een 'doel' aan te koppelen. Mijn huidige project bouw ik eerst af, maar parallel daaraan wil ik wel eens kijken wat er allemaal te maken is op het (semi) autonome gebied. Met eenvoudige proof of principles kan ik dan kijken of het in praktijk toe te passen is of niet, en of ik überhaupt uit de elektronica kom of niet

Een volledige boot in de kliko is dus niet snel nodig

 

[ISOLA2]

Mijn project was simpel gehouden, maar het grootste probleem is niet de soft maar kleine gevoelige censor voor de windvaan.
Toen ik in 2008 op zoek ging naar een censor was er niets op de markt dat klein, gevoelig, met een minimale weerstand en betaalbaar kon dienen.
De censor heb ik toen opgebouwd met 2 reflex foto censors.

Op mijn blog een aantal foto's
ISOLA2: augustus 2008

Kort filmtje kan je zien hoe snel bij te veel helling de schoot word gelost
ISOLA2: zeilrobot

 

[bram1324]

Ik kwam erachter dat ik niet zo'n chip nodig heb en daar een printje voor moet laten maken.
Elke magnetometer kan hetzelfde. Magnetometer worden normaal gebruikt als kompas.

Op onderstaande foto heb ik een testopstelling met een hmc5883l magnetometer en een diametraal neodymium magneet. In deze opstelling is de magneetkracht een factor 50 groter dan het aardmagnetisch veld. Het maximale bereik van de sensor geeft een factor 200. Genoeg om het aardmagnetisch veld als verwaarloosbaar te beschouwen. De afstand van de magneet tot de sensor is wel erg kritisch. Misschien moet ik maar even opzoek gaan naar een zwakkere magneet.

Kortom: concept is veelbelovend.

 

[Zeiler]

Slim Bram, hoe moet die magneet gepositioneerd worden? Er recht boven waarschijnlijk? En stel ik wil een kompas toepassen voor een andere toepassing in de boot, heeft deze dan ruis van de magneet of is deze vanaf een bepaalde afstand niet meer merkbaar?

Crispijn

 

[bram1324]

Slim Bram, hoe moet die magneet gepositioneerd worden? Er recht boven waarschijnlijk?

In principe maakt de positionering niet uit. Recht erboven of recht ernaast maakt het interpreteren van de output wel het makkelijkst.

En stel ik wil een kompas toepassen voor een andere toepassing in de boot, heeft deze dan ruis van de magneet of is deze vanaf een bepaalde afstand niet meer merkbaar?

Het is natuurlijk een beetje afhankelijk van welke magneet je gebruikt, maar in mijn geval merk ik op een afstand van 15cm niets meer van de magneet.
Dus je kan prima ergens anders zo'n sensor als kompas gebruiken.

 

[Zeiler]

Hoi Bram,

Heb je op de Brunel deze windvaan inmiddels in gebruik? Ben je tevreden over hoe deze windvaan reageert?

 

[bram1324]

nee, niet echt meer mee bezig geweest.
Ik heb ook het idee dat ik zoiets beter kan testen op een meer robuust bootje.