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| Einsatzbereich | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Das flat4
- Fahrdynamik Meßsystem, kurz FMS dient dazu, Fahrereingaben, wie
z.B. Lenkradwinkel, Beschleunigungs- oder Verzögerungswunsch zu erfassen
und die Raktionen des Fahrzeugs in Form von Kursänderungen, Beschleunigungen
und Geschwindigkeiten zu messen und graphisch auszuwerten.
So können Veränderungen am Fahrzeug (Fahrwerk-, Motortuning) mit dem Serienzustand verglichen und objektiv bewertet werden. Die Messung soll das subjektive Empfinden von Verbesserungen des Fahrverhaltens durch Meßwerte untermauern. Das FMS ist ein kompaktes Meßdatenerfassungs- und Auswertesystem, das vom interessierten Hobbyfachmann leicht nachgebaut und eingesetzt werden kann. Alle Komponenten bauen auf handelsüblichen Bauteilen, deren Bezugsquellen im Text genannt werden auf. Grundkenntnisse beim Bedienen von PC-Software und im Aufbauen von elektronischen Schaltungen werden vorausgesetzt. Das FMS ist portabel und
kann in beliebige Fahrzeuge montiert werden. Der modulare Aufbau erlaubt
den Anschluß zusätzlicher Sensorik oder die eigene Veränderung
des vorgestellten Systems. Die Meßgenauigkeit soll für quantitative
Aussagen ausreichend sein, jedoch nicht die Anforderungen professioneller
Meßsysteme erreichen, um die Kosten niedrig zu halten.
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| Meßgrößen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Es können bis zu acht
Meßgrößen erfaßt werden. Das FMS soll folgende Größen
messen:
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| Aufbau des FMS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Die mit Hilfe der Sensoren
gemessenen Daten werden als analoge Spannungen (Bereich +/- 5V) an eine
Haupteinheit übergeben, dort aufbereitet und per Leitung an einen
tragbaren PC (Notebook) übertragen. Die Meßsoftware ermöglicht
die Überwachung der Messung, die Vorauswertung und die Abspeicherung
der Daten auf Festplatte im ASCII-Format.
Die Haupteinheit des FMS besteht aus einem 19-Zoll-Einschubträgergehäuse, in dem sich ein Teil der Sensoren und eine Analog/digital-Wandlerkarte mit 8 Meßeingängen befindet. An diesen Eingängen können die o.g. Meßsensoren angeschlossen werden. Der Mikroprozessor der Karte verarbeitet die Meßdaten und gibt sie als serielles Datenpaket (Datenrahmen) aus. Die Datenübertragung von der Haupteinheit zum PC erfolgt über eine serielle Schnittstelle (i.d.R. COM1 des angeschlossenen PC's) über eine direkte Drahtverbindung per RS232-Datenleitung. Nach der Messung können die Meßgrößen miteinander verrechnet werden, um neue physikalische Größen zu erzeugen. Durch Integration der Fahrgeschwindigkeit oder der Längsbeschleunigung wird z.B. der zurückgelegte Weg berechnet und dem Datensatz angehängt. Ein Zeitstempel wird jedem Datensatz vor dem abspeichern vorangestellt. Die Berechnung der neuen Größen erfolgt mit der leicht bedienbaren und in MS/DOS vorhandenen Programmiersprache QBasic. Die abgespeicherten Daten
können dann nach der Messung mit der FMS-Filtersoftware aufbereitet
werden und mit Hilfe eines beliebigen Tabellenkalkulationsprogrammes graphisch
dargestellt werden.
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| Gehäuse | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Die A/D-Wandlerkarte sowie
alle erforderlichen Elektronikschaltungen zur Signalaufbereitung der Sensorik
sind ein einem 19-Zoll-Einschubträgergehäuse untergebracht. Dieses
Gehäuse basiert auf einem Baugruppenträger der Serie Europac
PRO Typ F84 TE der Firma Schroff. Die Abmessungen entsprechen DIN 41494
Teil 5. Die Bauhöhe beträgt drei Höheneinheiten (3HE) im
Schroff-System. Die Tiefe ist mit 295 mm mehr als ausreichend bemessen.
Die Seitenwände bestehen aus 2 mm starkem Aluminiumblech. An der Frontseite
sind zwei stabile Alu-Haltewinkel angebracht.
 In Führungsschienen können Einschubkassetten mit verschiedenen Breiten (Teileinheiten, TE) zu Aufnahme von Platinen herausnehmbar im Gehäuse befestigt werden. Die Stromzufuhr und die Meßsignalübertragung geschieht über Steckerleisten auf der Rückseite der Einschubkassetten (Backplane). Auf der Vorderseite der Einschubkassetten befinden sich Buchsen (z.B. Fa. Lemosa) für den Anschluß der Sensoren und BNC-Buchsen für den analogen Signalabgriff per Voltmeter. An der Rückwand des 19-Zoll-Gehäuses befindet sich eine Eingangsbuchse für die 12V= Versorgung aus dem Fahrzeugbordnetz und eine Schaltung zur Erzeugung von stabiliserten Versorgungsspannungen, z.B. 5V= für die Signalaufbereitung der Sensorik und 9V= für den Betreib der Datenerfassungskarte. Die Anordnung der Einschubkassetten, die Gestaltung der Frontplatten und Anschlüsse sowie die Verdrahtung der Backplane kann nach eigenen Vorstellungen erfolgen. Über eine 25-polige (oder 9-polige) Buchse, die die Signale der Backplane an eine Frontplatte führt, wird ein serielles Schnittstellenkabel zur Signalübertragung an den PC angeschlossen. Das 19-Zoll-Einschubträgergehäuse
und alle Zubehörteile können bei der Firma RS
Elektronik bezogen werden.
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| 8-Kanal-Datenerfassung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zur Erfassung der analogen
Sensorsignale kommt eine Analog/Digital-Wandlerkarte mit acht A/D-Wandlereingängen
zum Einsatz. An diesen Eingängen mit einer Auflösung von 12 bit
können die o.g. Meßsensoren angeschlossen werden. Der gesamte
Meßbereich von 0 bis 5V wird bei 12 bit Auflösung in 2 hoch
12 = 4096 Teile aufgeteilt. Die kleinste meßbare Einheit ist also
1,22 mV groß. Die Umwandlung von analogen nach digitalen Signalen
erfolgt nach der Methode der schrittweisen Annäherung mit Hilfe des
ICs Linear Technology LTC-1290. Die Referenzspannung von 5V wird mit einem
Festspannungsregler LT 1021-5 erzeugt. Die Stromversorgung kann aus aus
den Statusleitungen der seriellen Schnittstelle des PC bezogen werden oder
von einer separaten 9V= Spannungsquelle.
Die Analog/Digital-Wandlerkarte kann unter der Bestell-Nr. 96 76 53-66 bei der Firma Conrad Electronic bezogen werden. Die Abmessungen betragen 80 x 44 mm, so daß die Karte in eine Einschubkassette eingebaut werden kann. Material und Anschlußbelegung des Verbindungskabels zum PC:
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| Sensorik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Meß- und Auswertesoftware | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Die Meß- und Auswertesoftware
ist in der Programmiersprache Basic geschrieben. Sie umfaßt folgende
Funktionen:
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