Überwachung

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Liebe/-r Experte/-in,

Ich besuche eine Maturitätsschule und interessiere mich persönlich für (natur-)wissenschaftliche Fächer wie Physik und Chemie…

In der Physik haben wir vor längerer Zeit mit dem LoggerPro Messungen durchgeführt, die wir dann auf dem Computer ausgewertet haben.

Ich möchte gerne die Temperatur mit einem eigenen Sensor (Widerstand) überwachen. Ich gedenke dies über den Line-In(„Mikrofonkanal“) zu tun.

Können Sie mir eine Freeware nennen mit der ich eigehende Signale aufnehmen und (z.B. in Excel) konvertieren kann?

Ich freue mich auf eine interessante Möglichkeit.

Beste Grüsse
Daniel

#2

Hallo Daniel,

muß mich zuerst informieren, was kompatibel
Ist.
I.e. Sensor Temp ist ein Prozess.

Ggf. Kannst du dir mit Komma separierten (cs)
Dateien aushelfen.
Bis bald
Daniel Düsentrieb

Liebe/-r Experte/-in,

Ich besuche eine Maturitätsschule und interessiere mich
persönlich für (natur-)wissenschaftliche Fächer wie Physik und
Chemie…

In der Physik haben wir vor längerer Zeit mit dem LoggerPro
Messungen durchgeführt, die wir dann auf dem Computer
ausgewertet haben.

Ich möchte gerne die Temperatur mit einem eigenen Sensor
(Widerstand) überwachen. Ich gedenke dies über den
Line-In(„Mikrofonkanal“) zu tun.

Können Sie mir eine Freeware nennen mit der ich eigehende
Signale aufnehmen und (z.B. in Excel) konvertieren kann?

Ich freue mich auf eine interessante Möglichkeit.

Beste Grüsse
Daniel

#3

Sorry, ich kenne leider keine Freeware, die das Gewünschte leistet

Viel Glück

Gruß Martin

#4

Das haengt etwas davon ab, welche Form das zu erwartende Signal hat:
am einfachsten waere es, den Widerstand mit einer Wechselsstromquelle zu verbinden und dann die Temperatur ueber die Amplitude der dort abfallenden Spannung zu messen. Am Line-In sollte man das Signal mit jeder beliebigen Audio-Recording-Software als .wav aufzeichnen koennen (Achtung:

#5

Hallo Volker,

Danke für die hilfreiche Antwort!

Anstatt zusätzlich eine externe Stromquelle zu benützen würde ich gerne eine Audiosignal (als WAV-Datei, sagen wir mit einer Frequenz von 1500 Hz) abspielen lassen und das Output-Signal mit dem zwischengeschalteten Temperatursensor wieder über den Line-IN-Kanal aufnehmen.

Ich habe dies bereits versucht. Zur Kontrolle habe ich den Schaltkreis zwischen Output und Input nicht geschlossen. Allerdings nimmt mein Aufnahmeprogramm Audacity (beim Abspielen des Audiofiles) zwar KEIN Input-Signal(da der Schaltkreis nicht geschlossen ist), aber jedoch das Output-Signal auf.

Ich habe bereits versucht, dies in den Einstellungen zu ändern:

Audacity=>Bearbeiten=>Einstellungen…=>unter Aufnahme: Microsoft Soundmapper Input

Gibt es ein Freeware-Programm, dass nur der Input (von Mikrofon) aufnimmt (, nicht jedoch den Output abgespielter Audiofiles)?

Eine weitere Frage:
Ich verstehe nicht, weshalb die Fläche unter dem Peak genauer sein sollte als die Peakhöhe, da die Schwingungsdauer gleich bleibt und die Fläche bei der Streckung der Peakhöhe um den Faktor x, nach Anwendung der Partiellen Integration, die Peakfläche auch um den gleichen Faktor x verändert wird.

Liebe Grüsse
Daniel

#6

Hallo Daniel,

die Soundkarte auch gleich als Generator zu verwenden, ist natuerlich das Einfachste.
Bzgl. der Aufnahmeproblematik kann ich leider kaum weiterhelfen, da ich kein Windows besitze (nur Linux) und daher auch keine Software fuer Windows kenne. Ich waere aber sehr erstaunt, wenn Audacity nicht gezielt einzelne Kanaele ausblenden koennte. Unter Linux gibt es zumeist getrennte Regler fuer Ausgabe und Ausgabe-Aufnahme. Wenn man zweiteres abschaltet, wird von dem ausgegebenen Signal nie mehr etwas aufgenommen.
Wie ich geschrieben habe, ist die Hoehe genau genug. Unbrauchbar wird die erst, wenn aufgrund von Stoerungen kein „sauberer“ Peak (z.B. Gauss oder Lorentz) mehr vorhanden ist, was hier wohl kein Problem sein sollte.

Viele Gruesse,
Volker

#7

Hallo Volker,
Danke für deine Antwort.

Habe mir nun den no23-Recorder heruntergeladen.

Ich habe jedoch festgestellt, dass das Input-Signal das Output-Signal rückkoppelt.

(D.h.: Ich spiele eine Audiodatei mit konstanter Frequenz ab, leite das Signal über den Output-Kanal über einen Temperatursensor(temperaturabhängiger Widerstand) und über den Input wieder zurück. Das Mikrofon-Signal verstärkt nun das Lautsprechersignal. Es findet eine Rückkoppelung statt, da ich nicht unterdrücken kann, dass der PC das Mikrofonsignal nicht als Lautsprechersignal ausgibt während der Lautsprecher für eine Audiodatei verwendet wird.)

Ich möchte nun den UBS-Port als AC-Stromquelle benützen. Geht das? Welche Leistung (Spannung?,*,Stromstärke?) erbringt mir der USB-Anschluss. Liefert der USB AC oder DC?

Ich wünsche dir einen guten Rutsch ins neue Jahr.

Liebe Grüsse
Daniel

#8

Hallo Daniel,

die auch ein gutes neues Jahr!

An einem USB-Port (2.0) stehen 5V Gleichspannung zur Verfuegung mit 100 mA oder - wenn ein USB-Geraet angemeldet ist - 500 mA. Die meisten Ports liefern allerdings immer die 500 mA, auch ohne Anmeldung.
Es ist theoretisch auch moeglich, mehr als die 500 mA zu erhalten (was viele externe Festplatten „missbrauchen“), allerdings kann das auch schnell mal zu Schaeden an der Hardware fuehren. Y-Kabel sind dabei zumeist keine Hilfe, da die 500 mA pro Hub zur Verfuegung stehen und benachbarte Ports normalerweise am gleichen internen Hub haengen.

Viele Gruesse,
Volker

P.S.: Eine einfache Quelle fuer ein Sinussignal koennte ein tragbarer MP3-Player oder Aehnliches sein! Ggf. auch, falls Dein DVD-ROM noch ueber ein solches verfuegt, der Kopfhoererausgang desselben.

#9

Hallo Volker,

vielen lieben Dank für die Hilfe!

Ich denke, dass das Signal eines MP3-Players evt. zu schwach ist. Ich werde es mit einer AC-Stromquelle (10V-Netzstromadapter) versuchen und hoffe, dass dieser ein konstante Stromstärke und Spannung liefert.

Liebe Grüsse
Daniel

#10

Hallo Daniel,

ich denke, ein MP3-Player sollte genug Ausgangsleistung bieten, sofern Dein Messwiderstand nicht zu gross ist. Typische Boxen haben einen Innenwiderstand von 4 Ohm. d.h., solange der Messwiderstand in einem aehnlichen Bereich ist, sollte das passen.
Ansonsten ist natuerlich ein Netzstromadapter eine gute Idee, achte nur drauf, dass keine zu grossen Stroeme in den Line-In kommen (ich weiss jetzt auch nicht, was da das Limit ist, aber die Spezifikation sollte man im Netz finden).

Viele Gruesse,
Volker

#11

Hallo Volker,

Danke für deinen Ratschlag.
Ich habe nun ein externes Gerät (ein Mobiltelefon) zur Hilfe genommen, das mir ein zuvor aufgenommenes Sinussignal abspielt.

Ein Netzstromadapter wäre sicher nicht sehr geeignet, da das Ohrhöhersignal des externen Mobiltelefons nur eine Stromstärke im Nanoampèrebereich aufweist! Dieses genügt allerdins vollkommen, um über den Mikrofonkanal eingeleitet zu werden und auf der Aufnahmesoftware eine gute Sinuskurve zu erstellen!

Ich habe das zweite nun entstandene File als sinus.wav auf meinem Desktop abgespeichert. Nun habe ich das Programm Scilab installiert und geöffnet, da ich die Fouriertransformation durchführen wollte. Ich konnte unter der Hilfe und im Internet unter „.wav Fouriertransformation Scilab“ nicht wirklich Weiterhelfendes zu meinem Problem finden.

Weisst du welchen Code ich eingeben muss, um vom .wav-Format zum .csv-Format zu kommen?

Liebe Grüsse
Daniel

#12

Hallo Daniel,

dein Vorhaben wird mit Freeware nicht einfach umzusetzen sein. Da du den Widerstand messen willst, musst du wohl einen Spannungsteiler mit deinem Messwiderstand und einem Bezugswiderstand bauen und über einen Analogeingang einspeißen.

http://img228.imageshack.us/f/4daniel.png/

Dafür benötigst du aber eine auf deine „Hardware“ abgestimmte Software. Auch wenn du´s rustikal mit einem Widerstand als Last von A nach B aufbaust, findet sich Freeware nicht leicht.
Sehr leicht realisierbar ist sowas mit LabView, aber nicht mit mir bekannter Freeware.
Falls du dich mit LabView auseinandersetzt, kann ich dir dabei behilflich sein, wenn du willst.
(LabView gibts für lau bei deinem Warezhändler des Vertrauens)

MfG Rainer

#13

Hallo Daniel,

unter

http://alex.nt.fh-koeln.de/mapdf/scilabein.pdf

solltest Du die Antworten finden (da steht fuer wav drin, wie man sie einliest und auch, wie man eine FFT durchfuehrt).

Gruss,
Volker

#14

Hallo Rainer,

Ich komme gerne wieder auf deine Hilfe zurück.

Einspeisung über Analogeingang: Gibt es hierfür speziellen USB-Adapter, der mit zwei Elektroden verbunden ist?

(Ich möchte das Signal direkt einspeisen können.)

Lg Daniel

#15

Hallo Volker

Mit der Anleitung bin ich nicht weitergekommen. Ich möchte mich dennoch nochmals bei dir für deine grosse Hilfe bedanken.

Beste Grüsse
Daniel

#16

Hallo Daniel,
da ich schon lange ein Analogsignal mit meinem PC messen wollte, dazu aber nie wirklich Zeit hatte, hab ich mir die mal einfach genommen. :smile:

Problem:
Der PC hat keinen reinen Analogeingang, selbst das Mikro wird mit Wechselstrom ausgemessen.

Lösungsweg:
Man muss es irgendwie schaffen, ein Analogsignal (in deinem Fall einen Widerstandswert) in 0 und 1 zu verwandeln, also zB einen 8-Bit Signal (1:256 Auflösung), das in einer gewissen Zeitspanne aktualisiert wird.

Lösungsvorschlag:

  1. Ein Kondensator wird über den Widerstand entladen. Sprich, du legst Spannung am Kondensator an, schaltest diese aus und wartest bis kein Signal mehr ankommt (T=5*R*C). Soweit die simple Theorie. Die Praxis wird schwerer: Die Spannung mit der du den Transistor ( 0,7V Schaltspannung) schaltest, sinkt nicht linear.
    => blöde Formeln und viel Rechenarbeit
    Ich glaub aber es gibt von B.Kainka schon ein fertiges Tool dafür. Hast du eine Com-Schnittstelle (RS232, Sub-D) am PC oder sowas hier(http://www.pollin.de/shop/dt/NTY5ODcyOTk-/Computer_u…)? Oder sowas (http://www.pollin.de/shop/dt/MDU2OTcyOTk-/Computer_u…)?

  2. Schon was vom NE555 gehört? (tolles Bauteil!)
    Der gibt dir ein Rechtecksignal mit einstellbaren Ausschalt- und Einschaltzeiten und jetzt rate mal womit diese Zeiten bestimmt werden :smile:, mit Widerständen.
    Das heißt, die Frequenz ändert sich mit dem Widerstand
    (http://www.normei-weinheim.de/tech/NE555dim_01.htm)
    (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/031013…), was glaube ich die beste Lösung für dich ist.

Du kannst mir ja mal deien ungefähren Kenntnisstand beschreiben, damit ich weiß was ich dir zumuten kann.

MfG Rainer

#17

Lieber Rainer,

Deine Antwort ist interessant.

Zu 1) Ich besitze momentan noch kein solches Bauteil (wie COM-Schnittstelle) , könnte mir dies allerdings beschaffen; es ist ja nicht teuer.
-Ich möchte die Temperatur über eine längere Zeit (ein paar Stunden messen, deshalb wäre es nachteilig jede einzelne Messung manuell zu starten.
-D.h., dass der USB-Port über Wechselstrom bedient wird?

Zu 2)
-Kann ich den NE555 während mehreren Stunden laufen lassen?

Mit welcher Freeware werte ich die vielen Signale am besten aus?

Mein Kenntnisstand: Ich bin ausgelernter Chemielaborant und zur Zeit Student einer Maturitätsschule. Ich kenne mich gut mit dem Computer und ein wenig mit Elektronik aus.

Liebe Grüsse
Daniel

#18

Hallo Daniel,

  • als Port kannst du parallel, seriell oder (da kenn ich mich aber nicht so aus) USB verwenden. Oder einfach jeden digitalen Port, der vom Rechteckssignal (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/W…) die Intervalle messen kann.
  • deine Software muss einfach nur die Zeit zwischen einem logischen High und dem Nächsten messen können.
  • der USB-Port (sowie alle gängigen PC-Ports) liefert Gleichstrom und wird mit Gleichstrom betrieben.
    Der Unterschied zw. AC und dem Rechtecksignal ist, dass Wechselstrom ein Sinusgraph mit negativem Spannungsabschnitt ist und die Rechteckspannung nur zw. Masse und Spannungs"high" hin- und herspring.
  • kein Problem, der hält das aus. Sein Betriebsspannugsbereich liegt zw. 3V und 12V - bei 5V kann der ewig laufen.
  • als Freeware kann man viele Schnittstellenprogramme verwenden. (http://www.virtualserialport.com/de/products/serial-…)
    Ich kann dir aber auch was schreiben - das geht schnell.

Zu den Bauteilen:

MfG Rainer

#19

Lieber Rainer

Ich melde mich mit etwas Verspätung, da ich zur Zeit sehr beschäftigt bin.

An dem USB-Port ist eine Gleichspannung von ca. 5 V angelegt. Das USB-Kabel besitzt fünf Elektroden. Ich frage mich, weshalb es nicht möglich ist, an zwei von diesen Elektroden den Widerstand anzuhängen und mit einem Programm (den Spannungsabfall, genauergesagt) die Spannung zu messen. Voraussetzung ist, dass die Stromstärke immer ungefähr konstant bleibt. Das Signal sollte dann mit dem Programm so verarbeitbar sein, dass es mit der Widerstandsformel umrechenbar und in Echtzeit graphisch darstellbar ist.
Geht dies nicht?

Ich habe mir das Programm mal heruntergeladen, es ist allerdings eine Trialversion, die nur 14 Tage läuft. Ist es für dich vielleicht möglcih das von dir genannte Script zu schreiben?

Falls die Idee mit dem USB-Kabel nicht funktioniert kaufe ich mir gerne das NE555-Bauteil, den Adaptor und falls nötig Kondensatoren.

Ich hoffe, dass ich mit all meinen vielen Fragen deine Zeit nicht zu stark beanspruche.

Liebe Grüsse
Daniel

#20

Hallo Daniel,
das eigentliche Problem beim USB besteht darin, dass er nicht zwischen 5V und 4.9V unterscheiden kann. Er ist nicht analog, sondern digital. Ich hoffe du bist dir dem Unterschied bewusst.
Wenn deine Spannung mit der Funktion f(x)= x steigt (also als Gerade), sieht die Schnittstelle nur einen Sprung von Low auf High (ich schätze mal ab 0.7V).

Dein USB kennt nur 2 Zustände:
°0V - ca. 0.7V
°0.7V - maximale Spannung:

http://img510.imageshack.us/f/didgitalanalog.png/

Du hast also nur die Möglichkeit durch eine Abfolge von Nullen und Einsen (High, Low) Daten zu übermitteln.
Zum Glück können manche Programme noch die Zeitabstände zwischen den einzelnen Zuständen vernünftig wiedergeben, sodass die NE555-Methode entsteht.

Gruß Rainer