McQuade

Selbstgebaute Messeinrichtung Reifentemperatur auf Lauffläche

16 Beiträge in diesem Thema

Nachdem ich ja meine eigene Anzeige für diverse Parameter aus den CAN-Daten entwickelt und gebaut habe, hat mich die Lust nach was neuem gepackt. Es sollte einigermaßen sinnvoll sein. Nachdem mir immer wieder das Thema Oberflächenreifentemperatur über die Füsse gelaufen ist, habe ich gedacht warum nicht. Nach kurzer Recherche stellte ich fest, dass des professionelle Lösungen für das Thema gibt. Allerdings auf den ersten Blick auch zu einem echt fetten Preis. Das hat sich allerdings im Laufe meiner eigenen Entwicklung relativiert.

Folgende Zielstellung habe ich mir bei der Thematik auferlegt:

Budget:  400 €  ==> leicht gerissen: Teile kosten ca. 550 €  //  Mindestens 3 Messpunkte auf der Lauffläche  ==>  Erreicht, könnte mit der Lösung sogar mehr, macht aber keinen Sinn 

Nachdem ich meine Kenntnisse im Löten und der Erstellung von Platinen ausreichend verbessert hatte (dieser Part ist in den 550 € nicht enthalten:35_thinking:) habe ich dann den ersten Prototypen hergestellt. Dann begann die Programmierung der ESP32-Module. Das war doch eine echte Herausforderung, da die Übertragung ein echter Knackpunkt ist. Ich habe mich letztendlich für eine spezielle Form des WLAN (ESP now) entschieden. Die Messungen erfolgen alle 0,2 Sekunden.  Zum Thema ESP now beim ESP32 gibt es allerdings noch sehr wenig Material. Die Übertragung per WLAN hat den Vorteil, dass die ESP32-Module an den Sensoren nur mit Strom versorgt werden müssen und dies die Verkabelung erleichtert. Nachdem der Prototyp dann sauber funktionierte, habe ich die aktuelle Fassung für alle Sensoren einschließlich Anschlüsse und Gehäuse erstellt. Nun kam der Teil mit der Frage: Wie befestige ich den Sensor am Auto? Hier ist zu beachten, dass die Sensoren in einem definierten Abstand von 10 cm (Stichwort FOV) und natürlich mittig von der Lauffläche angebracht werden müssen. Das Ganze muss dann noch Wasserdicht sein. Dazu habe ich dann mittels 3D-Software meine Sensorgehäuse konstruiert und anschließend drucken lassen. Nachdem ich die letzten beiden Wochenenden etwas Zeit zum Schrauben gefunden habe, konnte ich das Projekt heute fertigstellen. Und wider erwarten funktioniert das Ganze auch noch auf Anhieb:14_relaxed:.

Hier ein paar Bilder:

Gehäuse ESP32-Modul mit Sensor für Vorderachse links:

IMG_2744.JPG

Sensorgehäuse Vorderachse links:

IMG_2745.JPG

Sensorgehäuse Hinterachse links:

IMG_2750.JPG

Sensor Vorderachse verbaut:

IMG_2760.JPG

Sensor Hinterachse verbaut:

IMG_2759.JPG

Display:

IMG_2757.JPGIMG_2758.JPG

Man kann anhand der Daten nach einer kleinen Spritztour sehen, dass die rechte Vorderachse deutlich in der Temperatur abfällt. Das hängt mit dem Sturzfehler auf der rechten VA zusammen, den ich bei der Auswechselung der Kotflügel festgestellt habe. Hierzu habe ich im März einen Termin zwecks Überprüfung und Neujustierung.

Alles in allem war das Projekt eine sehr schöne Herausforderung. Ich muss gestehen, dass ich am Anfang über den Preis der professionellen Systeme erstaunt war, da die zum Einsatz kommende Hardware nun kein Hexenwerk ist. Aber der zeitliche Aufwand für Entwicklung war doch schon sehr umfangreich und damit relativiert sich der Preis doch erheblich.

bearbeitet von McQuade
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Gute Idee, verstehe ich das konzeptionell richtig, dass der Sensor kamerabasiert ist?

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vor 14 Minuten schrieb Ruediger:

Gute Idee, verstehe ich das konzeptionell richtig, dass der Sensor kamerabasiert ist?

Der Sensor ist ein Temperaturinfrarotsensor von Melexis. Konkret der MLX90460 mit einer Auflösung von 32x24 Punkte und einem Field of View von 110x75. Wird zum Beispiel auch für Wärmebildkameras verwendet.

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Sehr genial Sache!

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vor 11 Stunden schrieb McQuade:

Der Sensor ist ein Temperaturinfrarotsensor von Melexis. Konkret der MLX90460 mit einer Auflösung von 32x24 Punkte und einem Field of View von 110x75. Wird zum Beispiel auch für Wärmebildkameras verwendet.

die idee hatten ein paar kollegen von mir schon aber es fehlte die lust und Zeit :D ... (arbeiten bei Melexis in Erfurt) ^^

bearbeitet von d^gn
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Sowas ähnliches haben wie 2010 in der BMW 325 Challenge gehabt, waren drei Infrarotsensoren auf einem Eisenstück befestigt und am Rahmen befestigt. Dann die Daten ins Race Technology Datalogger-Modul integriert, somit konnten wir nach dem fahren die Daten je nach Last und Querbeschleunigung mit den Daten des Loggers vergleichen. Gab sehr gute Aufschlüsse wie sich der Reifen mit unterschiedlichen Drücken verhält, vorallem in Zusammenhang mit unterschiedlichen Federraten. Interessant auch wie schnell der R888 auskühlte au den geraden.

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Hast du vor sowas auch zum verkauf anzubieten ... bzw es wäre ja auch ne klasse Lösung wenn man sowas "mieten" kann um einmal alles richtig einzustellen :4_joy:

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Sehr geil!

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vor 10 Stunden schrieb M4ler:

Hast du vor sowas auch zum verkauf anzubieten ... bzw es wäre ja auch ne klasse Lösung wenn man sowas "mieten" kann um einmal alles richtig einzustellen :4_joy:

Für Verkauf müsste das Ganze wohl doch auf ein anderes Qualitätslevel gehoben werden:4_joy:. Da verdiene ich mein Geld in meinem angestammten Beruf doch leichter. Mit dem Vermieten ist eine wirklich clevere Idee.:1311_thumbsup_tone2:Man müsste Themen wie Stromversorgung und temporäre Befestigung (schwierigster Punkt aufgrund der unterschiedlichen Karosserieformen) lösen. Keine unmögliche Aufgabe:35_thinking::4_joy::4_joy:

Jetzt muss die Konstruktion erst einmal die Haltbarkeit im Trackdaybetrieb beweisen.:22_stuck_out_tongue_winking_eye:

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vor 11 Stunden schrieb d^gn:

... (arbeiten bei Melexis in Erfurt) ^^

Dann kenne ich ja jetzt eine günstige Quelle für die Sensoren:22_stuck_out_tongue_winking_eye::3_grin:

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Am 16.2.2020 um 19:57 schrieb McQuade:

Der Sensor ist ein Temperaturinfrarotsensor von Melexis. Konkret der MLX90460 mit einer Auflösung von 32x24 Punkte und einem Field of View von 110x75. Wird zum Beispiel auch für Wärmebildkameras verwendet.

Ok, dann vielleicht einmal zum Beobachten / Testen: Wir hatten vor ein paar Jahren in einem Defence-Produkt eine Anwendung, bei welcher wir die Temperatur eines "Rohres" (räusper) mittels eines infrarotbasierten Sensors messen wollten. Das Rohr war allerdings in Bronze/Graphitlagern gelagert, so dass es entsprechenden Abrieb gegeben hat, der sich auf der Kamera niedergeschlagen hat. Nach dem Säubern waren dann die Messwerte immer höher als im verschmutzten Zustand. Die Messmethode war daher damit leider unbrauchbar. In Industrieanwendungen macht man das so (z.B. bei kamerabasierter Diagnostik von thermischen Spritzvorgängen), dass man die Linsen permanent mit Luftdruck spült, so dass diese nicht verschmutzen können. Geht halt beim HÜ-Kfz mangels Luftdruck nicht wirklich gut.

bearbeitet von Ruediger
typo

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vor 4 Minuten schrieb Ruediger:

Nach dem Säubern waren dann die Messwerte immer höher als im verschmutzten Zustand. Die Messmethode war daher damit leider unbrauchbar. In Industrieanwendungen macht man dass so (z.B. bei kamerabasierter Diagnostik von thermischen Spritzvorgängen), dass man die Linsen permanent mit Luftdruck spült, so dass diese nicht verschmutzen können. Geht halt beim HÜ-Kfz mangels Luftdruck nicht wirklich gut.

Das Thema der Verschmutzung bzw Beschädigung ist ein wichtiger Hinweis.:1311_thumbsup_tone2: Diese Frage habe ich mirim Rahmen der Realisierung auch gestellt. Bei den professionellen Anlagen kommt der Hinweis auf regelmäßige Reinigung der Linse. Ich habe daher zwei zusätzliche Maßnahmen ergriffen. Als erstes habe ich den Sensor auf der abgewandten Seite eingebaut. Als zweites habe ich eine Spezialfolie vor der Linse plaziert. Diese habe ich aus der Schweiz beschafft, da nur ganz wenige Materialien das Spektrum für die Infrarotstrahlen ohne nennenswerte Verfälschung durchlassen. Diese werden un der Schweiz produziert. Im Betrieb wird die Folie dann regelmäßig gereinigt, bzw. ausgetauscht. Und da ich eh nur um die blecherne Ananas fahre, dient die Messeinrichtung eh nur zur Orientierung und persönlichen technischen Weiterentwicklung.

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vor 1 Stunde schrieb McQuade:

Dann kenne ich ja jetzt eine günstige Quelle für die Sensoren:22_stuck_out_tongue_winking_eye::3_grin:

werden nicht in Erfurt produziert kann mich aber mal erkundigen ... 

bearbeitet von d^gn
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Nachdem ich die Konstruktion ein Jahr getestet habe, habe ich mich entschlossen das Ganze weiterzuentwickeln. Dafür gab es einen wesentlichen Grund. Ich hatte zuviel Zeit und der Basteltrieb hat mich gepackt. Das Ganze hat zwar einwandfrei funktioniert, aber ich war mit der Genauigkeit bzw. Einstellbarkeit nicht sehr zufrieden. Der verbaute Sensor misst ja mit einer Auflösung von 32x24 Pixel. Das führt dazu, dass man die Messpunkte (der jeweilige Pixel) nur extrem schwer bestimmen kann und einige andere Nachteile. 

Also habe ich mich entschlossen pro Rad drei Einzelsensoren zu verbauen. Ich habe dafür den Melexis MLX 90614 in der Version 5° FOV verbaut. Somit ist auch über eine größere Entfernung (ca. 15 cm) eine sehr genaue Punktmessung möglich. Dazu musste natürlich die Gehäuse- u. Softwarekonfiguration angepasst werden. 

Auf der VA habe ich die drei Sensoren in der Radhausschale verbaut. An der Hinterachse funktioniert das leider nicht. Dort kommt ein zweites Problem hinzu, da man keine Gegenstände für die Karosserie verbauen darf. Somit habe ich mir eine Ausziehkonstruktion entworfen und gebaut. Wenn das Auto auf der öffentlichen Straße bewegt wird, dann ist der Sensor für die Messung auf der Außenseite des Reifen eingeschoben. Auf dem Track wird er dann in eine definierte Position ausgezogen. 

Das Setup misst nun noch exakter und die Messpunkte sind nun klar definiert. Ich habe natürlich während des Zusammenbaus nach dem Einbau noch Verbesserungspunkte gefunden. Nach der ersten Testfahrt bin ich aber sehr zufrieden mit dem Ergebnis.

IMG_3222.JPGIMG_3200.JPGIMG_3207.JPGIMG_3208.JPGIMG_3213.JPGIMG_3219.JPGIMG_3220.JPG

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Deinen Thread sehe ich jetzt erst, da hast du dir aber was richtig geiles gebastelt!

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