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TU Berlin

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Drahtlose Sensoren für intelligente Messdatenerfassung

Lupe

Die Verwendung intelligenter, vernetzter, drahtloser Sensoren erlaubt es po-
tentiell selbst komplexe Messaufbauten schnell und unkompliziert zu realisieren. Auch können durch den Wegfall von Kabeln neue Messanwendungen, z.B. an schnell drehenden Teilen, erschlossen werden. Darüber hinaus kann der Einsatz von drahtlosen Sensoren noch einfacher und flexibler gestaltet werden, wenn sie ihre Energie aus anderen Energieformen in der Umgebung, z.B. Solar-Energie oder thermischer Energie gewinnen (Energy Harvesting).


Unser Ziel ist es drahtlose Sensoren für reale Messaufgaben, z.B. an Prüfständen in der Automobilindustrie, einsatzfähig zu machen. Dabei widmen wir uns besonders den Themen:

  • Zeitsynchronisation,
  • Messfehlerbetrachtung
  • und Energieverbrauch.

Darüber hinaus beschäftig uns die Frage, wie große Datenmengen, welche bei z.B. Crashtest anfallen, effizient und schnell übertragen werden können. 

Versuchsaufbauten

Lupe

Asynchronmotor-Prüfstand

Für Versuche zur Messdatenerfassung mit drahtlosen Sensorknoten wurde am Fachgebiet ein Prüfstand für Asynchronmoteren aufgebaut. Dieser besteht aus einem 3kW-Asynchronmotor als Antriebs- und einem Gleichstromgenerator als Bremsmaschine. Des Weiteren ist eine Halterung für einen drahtlosen Sensor in die Welle integriert. Diese ermöglicht es u. A. die Beschleunigung der Welle und die Temperatur des Rotors der Asynchronmaschine im Betrieb zu Messen. Darüber hinaus sind Sensoren für die folgenden Größen am Prüfstand angebracht:

  • Drehzahl
  • Drehmoment
  • Drehwinkel
  • Strom (3-Phasen)
  • Spannung (3-Phasen)
  • Körperschall

Dieser Aufbau wird auch dazu genutzt, um Alogrithmen zur Temperaturschätzung zu testen. Dazu wurde ein Modell des Asynchronmotors erstellt und auf einem drahtlosen Sensorknoten implementiert. Mehrere Sensorknoten erfassen unter anderem die Temperatur des Luftkühlmittels und die Momentanleistung am Motor selbst. Diese Messdaten dienen als Grundlage für die Temperaturschätzung. 

Werkzeuge

Sensorknoten

Für die Untersuchungen werden Sensorknoten der Firma Virtenio eingesetzt.


Betriebssystem

Die Sensorknoten werden unter dem Betriebssystem Contiki betrieben.

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