Entwurf und Aufbau einer modernen Massen und Zeitmessung

Im Labor für Sanitärtechnik werden Übungen an einem Versuchstand zur zeitgebundenen Massenmessung durchgeführt. Die Auslesung der Waage des Versuches und die damit im Zusammenhang stehende Zeitmessung funktionieren nur noch eingeschränkt. Zudem ist die Zeitmessung nur auf ganze Sekunden möglich. Der Versuchsstand soll modernisiert werden.

Ziel der Arbeit

Es soll ein Konzept für eine modernisierte Version des bisherigen Systems entworfen und umgesetzt werden. Die Massen und Zeitmessung ist nahezu komplett neu aufzubauen. Lediglich die vorhandene Waage ggf. inkl. Messwertaufnehmer sind zu übernehmen.

Anforderungen

Die Zeitmessung soll mit Hilfe eines Einplatinenmicrocomputers der RaspberryPi Klasse (RaspberryPi, BananaPi oder ähnlich) inkl. dessen Stromversorgung aufgebaut werden. Folgende Einzelheiten sind zu berücksichtigen:

  • Der Microcomputer soll unter Raspbian (aktuelle Version) inkl. Webmin o.ä. laufen
  • Die Messungen insbesondere die Waage sind über USB (alternativ über GPIO) anzubinden. Dazu ist die derzeitige Anbindung des mechanischen Teils der Waage inkl. des Messwertaufnehmers an die Anzeige im Schaltpult abzuklären
  • Am Microcomputer ist ein Display (über HDMI) anzubinden
  • Die Darstellung der Werte soll über einen Web-Server erfolgen, der auf dem Microcomputer läuft und auf den via Web-Browser zugegriffen wird
  • Die Eingabe der Start und Endmassen erfolgt über eine Tastatur, die gleichfalls über USB angebunden wird
  • Für die Waage müssen Nullabgleich und Einstellung der Steilheit möglich sein
  • Die Zeit vom Erreichen der Startmasse bis zum Erreichen der Zielmasse soll möglichst auf 1/100 Sekunde (mind.1/10 Sekunden) genau gemessen werden
  • Die Darstellung auf dem Web-Browser ist druckfähig aufzubereiten
  • Optional Einbindung der vorhandenen MIDs (Magnet-Induktiv-Durchflussmessung) in den Microcomputer, die MIDs müssen auf dem Bildschirm ausblendbar sein
  • Optional Öffnen und Schließen des Ablaufventiles der Waage über die Darstellung auf dem Microcomputer und Messung der Wassertemperatur

Weitere Informationen

Die nötige Hardware (Microcomputer, Gehäuse, μSD-Karte, Messadapter, ggf. USB-Hub, Stromversorgung, ggf. Display) wird aus Labormitteln beschafft. Für Software ist nach Möglichkeit freie Software zu verwenden.

Das Thema ist geeignet für Bachelor Arbeiten.

Der Ansprechpartner ist Edzard Höfig und das Thema findet als Kooperation mit dem Labor für Sanitärtechnik statt.