Höhen- und Entfernungsmessung. Wie am besten realisieren?

Hallo,

ich lese hier schon lange mit, jetzt habe ich mal eine Frage. Die Foren-Suche hat mich im Stich gelassen... )

Für ein Projekt brauche ich eine relativ genaue Höhen- und Entfernungsmessung. Hat hier jemand Tipps, wie ich das realisieren kann? Genauigkeit für die Höhe wären ca. +/- 0,5 Meter, für die Entfernung +/- 2 Meter. Höhe denke ich wäre über einen Differentialdrucksensor (welcher?) möglich, für die Entfernung natürlich GPS, aber was brauche ich da für ein Modul? Falls es für die Auswahl der Sensorik relevant ist: Es wird eine Strecke mit dem "Gerät" abgelaufen, bei erreichen einer bestimmten Entfernung, Höhendifferenz oder Kombination aus beidem wird ein Signal gegeben.

Hintergrund: Feuerwehr hat einen Waldbrand, hierbei sind Schläuche zur Wasserversorgung über lange Wegstrecken zu verlegen. Ein Feuerwehrschlauch hat nach x Metern einen Druckverlust von y bar, bei x Höhenmetern einen Druckverlust von z bar. Dies soll mein Gerät ab der Wasserentnahmestelle durch ablaufen / abfahren der Strecke berechnen, dann soll ein Signal an dem Punkt erfolgen, wo eine weitere Pumpe zur Verstärkung eingesetzt werden muss. Ein solches Gerät ist bereits auf dem Markt verfügbar (Rosenbauer RPS), ich bin jedoch sehr stark überzeugt, dass man das für deutlich unter 1.000,- EUR bauen kann... :wink:

Würde mich über Denkanstösse Eurerseits freuen und bei Interesse Eurerseits das Projekt auch gerne dokumentieren!

Gruss Daniel

Moin Daniel !

GPS wäre die eine Sache. Gibt dir ja auch X/Y/Z Werte zurück, allerdings ist die Genauigkeit nicht so der Hit - (sehr) gute Empfänger können bis auf +-1m genau. Mehr wird nicht gehen.
Standard ist eher +. 5m - sind nicht genügend Satelliten "zu sehen", auch weniger als 10m.

Für die Höhendefinition könnte man z.B. ein digitales Barometer nehmen. Z.B. ein Modul namens BMP085.
Dieses ist zwar relativ genau (bis zu 0,1m), orientiert sich aber am aktuellen Luftdruck.
Selbiger könnte meiner Vorstellung nach in einem Brandgebiet jedoch allein durch Temperatur sicherlich stark schwanken.

Nicht nur aus/für den Modellbaubereich gibt es digitale Accelerometer, Gyroskope und Kompasse (nicht Kompen ?! :grin:).
Ein Accelerometer misst die Beschleunigung auf allen 3 Achsen und gibt relative Werte zum (letzten) Meßpunkt wieder.
Theoretisch, aber auch praktisch kann mann damit eine Geschwindigkeit und bedingt auch eine (relative) Entfernung ermitteln.

Ein Gyroskope ermittelt die Lage, bzw. Drehrichtung um alle 3 Achsen - also die Winkel. W. o., lässt sich hiermit eine relative Richtung vom letzen Meßpunkt / bzw. Ausgangspunkt der Kalibrierung ermitteln.

Ein Kompass mist dann die zum Erdfeld tatsächlich entsprechende Richtung.

So ein Wunderwerk der Technik (ist eigentlich ein winziges Teil, 2.5x1..5cm) gibt es schon "all in Wonder" auf einem kleinen Platinchen und nennt sicht MPU-9150. Kostet zwischen 20-30€. Da ist ein Accelerometer, Gyroskope und Kompass komplett drin. (Vorgänger MPU-6050 nur Accel. & Gyro, Kompass wäre zusätzlich z.B. ein HM5883L).
Es gibt auch noch kompakteres, da ist dann sogar ein Barometer mit drauf - läuft im allegmeinen unter der lustigen Bezeichnung "10-DOF". Gibts mit anderen Chipsen in der Bucht auch schon unter 30 €.

Man könnte nun alle 4 o.g. Teile nehmen, sich in relativ kurzen Abständen (eben was geht) die Werte geben und kann dann daraus so allerlei zusammenrechnen.
Dafür gibt es bereits einiges an Arduino-Lib's und Sketchen. Siehe auch das MultiWII-Projekt für Copter-Flieger & Co.

Mann kann z.B. sich bereits im MPU-9150 das gröbste vorrechnen lassen (eigene CPU !) und dann in Verbindung mit dem Kompass eine recht genaue Wege- und Positionsbestimmung vornehmen - nicht nur nach X und Y, auch nach Z (Steigung, Höhe= geht bis zu einem bestimmten Winkel).

Zu guter Letzt könnte man die ermittelten Daten dann noch mit den GPS-Werten quer- und/oder zusammenrechnen.
Die Genauigkeit eines Profi-Instrumentes wird möglicherweise nicht erreicht, aber ich denke mal, das es keine große Rolle spielt, ob die Erforderliche Pumpe 5m weiter vorne oder hinten steht - meist doch da, wo der Schlauch grade zu Ende ist ...

Wünsche viel Spaß heute noch.
Nächste Meldung kommt vom Ballermann.
(Ne - logo nicht von der Eimer-Front, aber von der Insel. :grin:)

DanielHD80:
Genauigkeit für die Höhe wären ca. +/- 0,5 Meter, für die Entfernung +/- 2 Meter.

Verwechselst Du vielleicht technisch gesehen die "Auflösung" und die "Genauigkeit"?
Als geforderte Genauigkeit sind die Werte utopisch, als Auflösung sind sie normal.

Frage: Wie lang ist die typische/maximale Messdauer zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Startknopf gedrückt wird, bis am Ziel der Alarm "maximaler Druckunterschied erreicht" ausgelöst werden soll?

Zusatzfrage: Druckänderung bei Höhenänderung ist ja simpel zu rechnen, aber wo bekommst Du eine Formel für den Druckverlust in Abhängigkeit von Schlauchlänge, Durchflussgeschwindigkeit und Wassertemperatur her?

Danke schon mal für die hilfreichen Antworten! Ich werde viel zu lesen haben :wink:

Messdauer verschieden. Kommt halt drauf an, ob die Strecke zu Fuß oder aus dem Fahrzeug während der Fahrt gemessen wird. Aber es ist schon etwas Zeit. Als Faustformel (die ich auch hinterlegen will) gilt, dass man pro 100 Meter Schlauchlänge ein Bar Druckverlust hat, bei Steigungen 1 Bar / 10 Meter Höhenunterschied. Kommt natürlich auf die verschiedenen Pumpentypen (gibt es im großen und ganzen nur 2 verschiedene) und den verwendeten Schlauchtyp (gibt es eigentlich nur einen) an. Wenn die "Standard-Vorgehensweise" klappt, würde ich z.B. auf Doppelleitungen mit zwei Schläuchen und "exotischere" Schlauchtypen eingehen... Je nach dem wie gut alles klappt :wink: Thema Wassertemperatur ist denke ich vernachlässigbar, da es wirklich nicht soooo genau sein muss. Ein Schlauch ist 20 Meter lang und den werde ich sicher nicht kürzen, weil das Programm sagt "hier Ende". Die Toleranzen sind also doch schon recht gruß g

Gruss Daniel

hi,

die frage ist ja nicht, wie genau GPS ist, sondern wie weit "gleichen" sich die fehler bei diesen ja relativ kurzen entfernungen und den messungen in relativ kurzem zeitlichen abstand. es gibt hier aber einige leutels, die sich recht gut damit auskennen. die melden sich schon.

wenn GPS ungenau ist und sich einmal 3m nach westen vermißt und dann 5m nach osten, ist es für Dich unbrauchbar. wenn es innerhalb einer bestimmten zeit immer um 5m nach westen wegzieht, kann Dir das egal sein. gleiches für die höhe.

gruß stefan

DanielHD80:
Danke schon mal für die hilfreichen Antworten! Ich werde viel zu lesen haben :wink:

Messdauer verschieden. Kommt halt drauf an, ob die Strecke zu Fuß oder aus dem Fahrzeug während der Fahrt gemessen wird. Aber es ist schon etwas Zeit. Als Faustformel (die ich auch hinterlegen will) gilt, dass man pro 100 Meter Schlauchlänge ein Bar Druckverlust hat, bei Steigungen 1 Bar / 10 Meter Höhenunterschied. Kommt natürlich auf die verschiedenen Pumpentypen (gibt es im großen und ganzen nur 2 verschiedene) und den verwendeten Schlauchtyp (gibt es eigentlich nur einen) an.

Der Druckverlust in einem Rohr/Schlauch ist abhängig von der Fließgeschwindigkeit der Flüßigkeit, von der Rauheit der Wände, der Länge und von der Anzahl der Kurven. Darum ist die Faustformel 1Bar pro 100m falsch.
Grüße Uwe

DanielHD80:
Messdauer verschieden. Kommt halt drauf an, ob die Strecke zu Fuß oder aus dem Fahrzeug während der Fahrt gemessen wird. Aber es ist schon etwas Zeit.

Ich wollte jetzt eigentlich nur wissen, ob die Messdauer eher im Bereich Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochen oder Monate liegt. Ich gehe also mal von höchstens 15 Minuten Fussweg zwischen zwei Pumpen aus, so dass man meteorologische Luftdruckschwankungen in diesem Zeitraum ggf. vernachlässigen kann.

DanielHD80:
Als Faustformel (die ich auch hinterlegen will) gilt, dass man pro 100 Meter Schlauchlänge ein Bar Druckverlust hat, bei Steigungen 1 Bar / 10 Meter Höhenunterschied.

Von Deinen Faustformeln taugt nur die Faustformel für den Höhenunterschied.

Der dynamische Druckverlust bei fließendem Wasser ist in extremem Maß von der Fließgeschwindigkeit abhängig. Ich habe mal gegoogelt und folgende Tabelle gefunden:
http://www.jakob-eschbach.de/de/service/tabelle-druckverluste.php
Du müßtest also im Programm nicht nur einen Wert ablegen, sondern eine Wertetabelle: Druckverlust in Abhängigkeit von Schlauchgröße und der Wassermenge, die durch den Schlauch fließen soll. Das ist aber kein Problem.

Dein genannter Wert von 1 bar Druckverlust entspricht laut Tabelle bei einem B-Schlauch einer Wassermenge von ca. 750 Litern in der Minute.

Aber je höher der Druck am Anfang des Schlauches, desto mehr Wasser kommt am Ende heraus.
Je niedriger der Druck am Anfang des Schlauches, desto weniger Wasser kommt am Ende heraus.
Es stellt sich immer ein Gleichgewichtszustand aus Druck und Fließgeschwindigkeit ein.

Mit nur einem einzigen Wert 1bar/100m für den dynamischen Druckverlust kommst Du nur aus, wenn Du tatsächlich alles immer nur auf einen B-Schlauch mit einer Menge von 750 Liter/Minute rechnen möchtest.

Ob das in jedem Fall zu den besten Ergebnissen führen wird?

Mal angenommen, die Pumpenzahl sei begrenzt und die zu verlegende Schlauchlänge extrem lang. Was würde es Dir nützen, wenn das technische Hilfsgerät Dir auf der Verlegestrecke fünfmal anzeigt, Du sollst eine Pumpe installieren, aber Du hast nur drei Pumpen zur Verfügung? Legst Du dann erstmal Schlauch für drei Pumpen, forderst zwei weitere Pumpen an und machst weiter, wenn genügend Pumpen da sind?

Oder wäre es nicht sinnvoller, dann die Verteilung auf der Strecke für eine entsprechend niedrigere Durchflussmenge pro Minute auszulegen, so dass drei Pumpen ausreichen für die geringere Durchflussmenge?

Oder andersherum, die Strecke ist viel kürzer und Du hättest wieder drei Pumpen, aber bei der Faustformel 1bar pro 100m piept das Gerät nur einmal zur Installation einer Pumpe. Am Ende kommen 750 l/Min. aus dem Schlauch und zwei Pumpen bleiben unbenutzt. Würde man vielleicht eine Pumpe mehr einsetzen, könnte man vielleicht auch 1000 l/Min gepumpt bekommen.

Der feste Faustformel-Modus ist natürlich viel einfacher zu programmieren, weil man dann keine Bedienelemente und Eingabemöglichkeit für Anzahl der Pumpenzahl, Entfernung und Höhenmeter am Gerät benötigt. Aber manchmal sind vielleicht andere Pumpenanzahl und -verteilungen auf der Verlegestrecke besser, um etwa bei knapper Pumpenanzahl mit weniger Wassermenge wenigstens bis zum Einsatzort zu kommen statt plötzlich beim Verlegen zu merken "ich habe zu wenig Pumpen", oder mehr verfügbare Pumpen einzusetzen, um eine höhere Wassermenge zu pumpen.

Vielleicht baust Du erstmal einen Prototyp mit fester Faustformel und Einknopfbedienung. Und wenn es vom Prinzip funktioniert, kannst Du ein zweites Gerät mit einigen Knöpfen und Einstellmöglichkeiten bauen, das mehr kann.

DanielHD80:
Kommt natürlich auf die verschiedenen Pumpentypen (gibt es im großen und ganzen nur 2 verschiedene) und den verwendeten Schlauchtyp (gibt es eigentlich nur einen) an.

Du benötigst natürlich technische Daten zu den Pumpen und Schäuchen:

  • wieviel Druckerhöhung bringen die Pumpen bei welcher Durchflussmenge?
  • benötigen die Pumpen einen Mindest-Eingangsdruck?
  • wie hoch ist der Maximaldruck für die Schläuche?

DanielHD80:
Ein Schlauch ist 20 Meter lang und den werde ich sicher nicht kürzen, weil das Programm sagt "hier Ende".

So klingt das schon vernünftiger als zu Anfang mit der geforderten 2-m-Genauigkeit.

Das könnte man angehen, wenn Du Spaß am Basteln und Programmieren hast.
Bauteile für 40-50 Euro (bei Bestellung von China-Versendern, sonst mehr), und zig Stunden Beschäftigung, von denen die meiste Zeit für das Programmieren einer vernünftigen Firmware draufgehen dürfte.

An Arduino-geeigneter Hardware für niedrige Anschaffungskosten und ausreichende Genauigkeit würde ich vorschlagen:

  • MEGA R3 kompatibles Board (weil das Board mehr als eine serielle Schnittstelle hat)
  • Luftdrucksensor BMP085 als Modul auf Platine
  • NEO6MV2 GPS als Modul auf Platine mit 25mm Keramikantenne
    Beim GPS-Modul brauchst Du eigentlich nur einen hochempfindlichen, und hohe Empfangsempfindlichkeit bieten selbst die preiswerten Module. Hohe GPS-Datenraten über 1 Messwert/Sekunde brauchst Du nicht. Je schlechter die Empfangsverhältnisse sind, benötigst Du aber vielleicht zum Modul noch eine bessere externe GPS-Antenne. Aber das müßte man dann sehen.

Für raue Einsatzbedingungen müßtest Du Dir allerdings wegen des Gehäuses was einfallen lassen: Staubdichte, wasserfeste und mechanisch robuste Gehäuse für Arduino-Basteleien gibt es nämlich nicht, die mußt Du Dir selbst anfertigen.

Moin aus Mallorca ! 25°m Sonne reichlich, wenige Wolken und kaum Wind. :grin:

Wie Uwe & jurs schon fast richtig lagen: Der Druckverlust wird durch die Art der Leitung (Rauhigkeit und vor allem Querschnitt) bedingt. Die Fließgeschwindigkeit und damit die transportable Wassermenge ergeben sich am jeweiligen Punkt der Leitung in Abhängigkeit des dort noch zur Verfügung stehenden Druckes und Querschnitts.
Zusatzwiderstände wie (enge) Bögen kann man sicher getrost vernachlässigen.
Dazu ist noch zu berücksichtigen, das (extrem) hohe Fließgeschwindigkeiten zu zusätzlichem Druckverlust durch Verwirbelung in der Leitung führen. D.h., man kann nicht unendlich Druck aufbauen.
Dazu gibt es aus dem Sanitärbereich für die Berechnung von Wasserleitungsnetzen entsprechende Formelei, die - entsprechende Werte für Schlauchleitungen und Pumpen eingesetzt - auch auf diesen Zweck angewendet werden kann.
Hab sie hier im Urlaub leider grad nicht bei der Hand .... 8)

Ich hab mit Feuerwehr nix am Hut, komme aber aus der SHK-Branche.
Es stellt sich eher die Frage: Welche Wassermenge benötige am Endpunkt mit welchem Druck ? Und welche Reichweite will / muss ich mit welchem "Auslassgerät" (Spritzenkopf ?!) erziehlen ?
Ditte Frage: Welche Wassermenge muss in welcher Zeit kommen ?

Weil: Von großem Durchmesser mit geringer Fließgeschwindigkeit auf kleineren Querschnitt verjüngt ergibt logo höhere Fließgeschwindigkeit - steigert aber die Durchflussmenge nicht !

Ich denke mal, die Längen, um die es hier geht, sind sicherlich größer als ein paar Hundert Meter - denn alles darunter wird dir jeder Feuerwehrmann mit gründlicher Ausbildung und gutem Gedächtnis wahrscheinlich "so" aus dem Ärmel schütteln. Auch wird es dort sicherlich "Grundmodelle" geben.
Gehe ich mal von >= 500m aus.

Verwendet man nun ein "gutes" GPS mit einem Fehler von sagen wir mal max 10m, st diese Ungenauigkeit auf die Entfernung verzeihbar / zu vernachlässigen.
Desweiteren gehe ich mal schwerstens davon aus, dass eingesetzte Pumpen Druckbereiche/-Schwankungen in gewissem Maß ausgleichen können.

Meiner bescheidenen Meinung nach geht es hier doch sicherlich eher darum, in unwegsamen Gelände sich nicht auf (meist falsche) Schätzungen zu verlassen.
Wenn ich das so richtig sehe, soll doch wohl eine Art "Vorhut" dem nachrückendem Gerätetrupp sagen können:
Wir haben ca. 30m Höhenunterschied und etwa 750m benötigte Schlauchlänge. Minimaler Abstand zum Brandherd etwa xx m - also brauchen wird dort Spritzentyp sowieso und Loschwassermenge blabla pro Sekunde/Minute.
Falls diese Angaben dann durch Berechnung ergeben, dass angenommen 5 Pumpen benötigt werden, aber nur 3 verfügbar sind - ebenso wie max 500m Schlauch an Bord ...... dann mus durch die oberste Brandleitung eben zügig "nachbestellt" werden und nicht erst wenn der letzte Meter verlegt ist.

Oder sehe ich das falsch, Daniel ?

Darum ist die Faustformel 1Bar pro 100m falsch.

Kinners, Nehmt mal an, die Faustformel ist richtig genug für die Feuerwehr.

Wenn mir (als Feherwehrmann) einer erklären würde, die Wassertemperatur des Löschwassers müsste erst gemessen werden bevor man entscheidet, wo die nächste Pumpe installiert wird ...

Zusatzwiderstände wie (enge) Bögen kann man sicher getrost vernachlässigen.

Das kann man sicher nicht, aber da hilft nur, den Schlauch richtig auszulegen -- und keinen Knoten zu machen :wink: :wink: :wink:

Das Problem bei den 1 bar pro 100 m ist doch eher, dass der Höhenunterschied auch eine wichtige Rolle spielt.
Und den erkennt man nicht so leicht wie die Schlauchlänge. --- und er sollte genauer als einfachste GPS Messung sein.
Das GPS hilft nur, die Entfernung schon zu schätzen bevor man die Schläuche liegen hat...

Danke für Eure Anregungen! Echt super Hilfen und Tipps dabei! Ich fange mal an :wink:

uwefed:
Der Druckverlust in einem Rohr/Schlauch ist abhängig von der Fließgeschwindigkeit der Flüßigkeit, von der Rauheit der Wände, der Länge und von der Anzahl der Kurven. Darum ist die Faustformel 1Bar pro 100m falsch.

Klar ist das nichts genaues, deswegen auch nur Faustformel. Reuheit der Wände ist berücksichtigt, ändert sich nämlich von Schlauch zu Schlauch nicht, verschiedene Hersteller müssen nämlich die gleiche Norm einhalten und Alterungen sind wohl durchschnittlich berücksichtigt, ich habe nämlich nicht erlebt, dass man bei jedem Schlauch zur Berechnung auf das Herstellungsdatum schaut g

Anzahl der Kurven: Beim verlegen wird natürlich darauf geachtet, möglichst gerade und in großen Radien zu legen. Ich denke auch hier, dass das nicht sooooo relevant ist.

jurs:
Ich wollte jetzt eigentlich nur wissen, ob die Messdauer eher im Bereich Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochen oder Monate liegt. Ich gehe also mal von höchstens 15 Minuten Fussweg zwischen zwei Pumpen aus, so dass man meteorologische Luftdruckschwankungen in diesem Zeitraum ggf. vernachlässigen kann.

Richtig! Je nach Strecke wenige Minuten bis unter einer Stunde. Also Luftdruckschwankungen absolut uninteressant!

jurs:
Der dynamische Druckverlust bei fließendem Wasser ist in extremem Maß von der Fließgeschwindigkeit abhängig. Ich habe mal gegoogelt und folgende Tabelle gefunden: http://www.jakob-eschbach.de/de/service/tabelle-druckverluste.php
Du müßtest also im Programm nicht nur einen Wert ablegen, sondern eine Wertetabelle: Druckverlust in Abhängigkeit von Schlauchgröße und der Wassermenge, die durch den Schlauch fließen soll. Das ist aber kein Problem.

Dein genannter Wert von 1 bar Druckverlust entspricht laut Tabelle bei einem B-Schlauch einer Wassermenge von ca. 750 Litern in der Minute.

Das wäre dann ein Schritt für Version 2.0, wenn es funktioniert. Im Regelfall wird eine Wasserversorgung lange Wegstrecken tatsächlich mit einem B-Schlauch aufgebaut. Und jetzt ratet mal, was die "Standard-Pumpe" bei Feuerwehrs für eine Förderleistung hat? Nein nicht 750 l/min, sondern 800 l/min. Hier wieder --> nur eine Faustformel!

jurs:
Mal angenommen, die Pumpenzahl sei begrenzt und die zu verlegende Schlauchlänge extrem lang. Was würde es Dir nützen, wenn das technische Hilfsgerät Dir auf der Verlegestrecke fünfmal anzeigt, Du sollst eine Pumpe installieren, aber Du hast nur drei Pumpen zur Verfügung? Legst Du dann erstmal Schlauch für drei Pumpen, forderst zwei weitere Pumpen an und machst weiter, wenn genügend Pumpen da sind?

Dann hoffe ich, dass der für diesen Einsatz zuständige Einsatzleiter / Zugführer genug Erfahrung hat und frühzeitig / rechtzeitig nachalarmieren lässt :wink: Der Aufbau einer solchen Förderstrecke ist nur für größere Lagen (Waldbrand, ...) relevant. Da geht es um eine längerfristige Versorgung. In manchen Fällen wird sowas sogar vorgeplant (für besonders neuralgische Gebiete). Auch hier soll das Gerät unterstützen können. (Oder sollte ich besser sagen "sollte"? Weil wir haben ja das Rosenbauer RPS. Geht wirklich nur um das "nachbauen wollen").

jurs:
Vielleicht baust Du erstmal einen Prototyp mit fester Faustformel und Einknopfbedienung. Und wenn es vom Prinzip funktioniert, kannst Du ein zweites Gerät mit einigen Knöpfen und Einstellmöglichkeiten bauen, das mehr kann.

jurs:
Du benötigst natürlich technische Daten zu den Pumpen und Schäuchen:

  • wieviel Druckerhöhung bringen die Pumpen bei welcher Durchflussmenge?

Man benötigt einen Eingangsdruck von 2-3 bar und arbeitet bei der Wasserförderung mit einem Ausgangsdruck von 10 bar. Durchflussmenge je nach Pumpentyp 800 bzw. 1.600 l/min. Erstere aber verbreiteter und für "Modell 1.0" erst mal geplant. Version 2.0 dann natürlich wählbar.

jurs:

  • benötigen die Pumpen einen Mindest-Eingangsdruck?

Wie oben geschrieben, 2-3 bar

jurs:

  • wie hoch ist der Maximaldruck für die Schläuche?

Der liegt meines Wissens (müsste ich ehrlich gesagt nachschauen) bei rund 15 bar, Prüfdruck nach jeder Reinigung höher. Wird aber nicht genutet, hier arbeitet man mit 10 bar, viel mehr schaffen auch die Pumpen nicht.

jurs:
Das könnte man angehen, wenn Du Spaß am Basteln und Programmieren hast.

Genau darum geht es mir. Nicht mehr, nicht weniger. Will nicht der Firma Rosenbauer Konkurrenz machen. Wohne WEEE und Co wäre es natürlich eine Überlegung wert g

jurs:
An Arduino-geeigneter Hardware für niedrige Anschaffungskosten und ausreichende Genauigkeit würde ich vorschlagen:

  • MEGA R3 kompatibles Board (weil das Board mehr als eine serielle Schnittstelle hat)
  • Luftdrucksensor BMP085 als Modul auf Platine
  • NEO6MV2 GPS als Modul auf Platine mit 25mm Keramikantenne

Ich glaub ich bestell mal wieder bei meinem freundlichen Chinesen g

jurs:
Für raue Einsatzbedingungen müßtest Du Dir allerdings wegen des Gehäuses was einfallen lassen: Staubdichte, wasserfeste und mechanisch robuste Gehäuse für Arduino-Basteleien gibt es nämlich nicht, die mußt Du Dir selbst anfertigen.

Ich habe da was in Aussicht. Ich denke das hier dürfte mit etwas Optimierung (Dichtungsset für IP65) "feuerwehrtauglich" sein. Bopla ist ja nicht der schlechteste Hersteller und ich habe gleich was schönes für Ein- und Ausgabe dabei... Meinungen?

TERWI:
Moin aus Mallorca ! 25°m Sonne reichlich, wenige Wolken und kaum Wind. :grin:

Du hast es gut :wink:

TERWI:
Ich hab mit Feuerwehr nix am Hut, komme aber aus der SHK-Branche.
Es stellt sich eher die Frage: Welche Wassermenge benötige am Endpunkt mit welchem Druck ? Und welche Reichweite will / muss ich mit welchem "Auslassgerät" (Spritzenkopf ?!) erziehlen ?
Ditte Frage: Welche Wassermenge muss in welcher Zeit kommen ?

Regulär werden 800 l/min gefördert. Druck an der E-Stelle ist nicht so relevant, da egal ob nötig oder nicht an der E-Stelle nochmal eine eigene Pumpe installiert wird, da hier der Druck ja variabel sein soll.

TERWI:
Ich denke mal, die Längen, um die es hier geht, sind sicherlich größer als ein paar Hundert Meter - denn alles darunter wird dir jeder Feuerwehrmann mit gründlicher Ausbildung und gutem Gedächtnis wahrscheinlich "so" aus dem Ärmel schütteln. Auch wird es dort sicherlich "Grundmodelle" geben.
Gehe ich mal von >= 500m aus.

Damit liegst Du ziemlich richtig. Alles unter 500 Meter wird "mal eben" gemacht, alles größer ist dann richtig Arbeit. Da kommen dann auch Spezialfahrzeuge dazu, das sind dann Lkw in der 12t-Klasse die nix außen viel Schlauch dabei haben (SW2000 mit 2.000 Metern B-Schlauch).

TERWI:
Meiner bescheidenen Meinung nach geht es hier doch sicherlich eher darum, in unwegsamen Gelände sich nicht auf (meist falsche) Schätzungen zu verlassen.

So sieht es aus!

TERWI:
Wenn ich das so richtig sehe, soll doch wohl eine Art "Vorhut" dem nachrückendem Gerätetrupp sagen können:
Wir haben ca. 30m Höhenunterschied und etwa 750m benötigte Schlauchlänge. Minimaler Abstand zum Brandherd etwa xx m - also brauchen wird dort Spritzentyp sowieso und Loschwassermenge blabla pro Sekunde/Minute.
Falls diese Angaben dann durch Berechnung ergeben, dass angenommen 5 Pumpen benötigt werden, aber nur 3 verfügbar sind - ebenso wie max 500m Schlauch an Bord ...... dann mus durch die oberste Brandleitung eben zügig "nachbestellt" werden und nicht erst wenn der letzte Meter verlegt ist.

Oder sehe ich das falsch, Daniel ?

Nein. Genau so sieht es aus! Jetzt noch die "Allerweltsbegriffe" in "Feuerwehrdeutsch" übersetzt und man könnte es in ein Lehrbuch schreiben g

Würde mich freuen, wenn jemand mit weiteren Tipps weiter Kommentare geben würde, ich werde dann mal die von jurs empfohlenen Teile ordern und etwas rumspielen. Mal sehen was draus wird... Ein sicher nicht leichtes Anfängerprojekt. Aber blinkende LEDs oder hin- und her fahrende Servos haben mich nach Tutorial-Schritt drei genervt. Ich will selbst denken, überlegen, mich druch beissen. Ich hoffe ich bin da nicht zu optimistisch mit mir :smiley:

Gruss Daniel

Nachtrag:

Der Druckverlust in einem Rohr/Schlauch ist abhängig von der Fließgeschwindigkeit der Flüßigkeit, von der Rauheit der Wände, der Länge und von der Anzahl der Kurven. Darum ist die Faustformel 1Bar pro 100m falsch.

Der Druckverlust ist auch noch abhängig vom Rohrdurchmesser und der Zähigkeit des Flüssigkeit. Da aber immer die gleichen Schläuche verwendet werden und immer Wasser gepumpt wird sind die Parameter Rauheit, Durchmesser, Flüssigkeitsabhängige Faktoren Konstanten.
Die Faustformel ist falsch es ist nur zu sehen wieviel sie falsch ist. Ich bin mir sicher, daß trotz der Ungenauigkeiten des GPS und Höhenmessers Du eine genaueren Wert mittels Deiner Messung erreichst.
Für erste Prototypen könntest Du auch die Schaltung einfach in eine Otterbox geben. Die sind auch Wasserdicht. zB https://www.distrelec.de/otterbox-100-x-60-x-25-mm-transparent/otter-box/otterbox-1000/869653 . Die ist nicht nur IP67 sondern Waserdicht bis 30m. Tasten kannst Du durch Reetkontakte und Magneten realisieren.

Grüße Uwe

uwefed:
Für erste Prototypen könntest Du auch die Schaltung einfach in eine Otterbox geben. Die sind auch Wasserdicht. zB https://www.distrelec.de/otterbox-100-x-60-x-25-mm-transparent/otter-box/otterbox-1000/869653 . Die ist nicht nur IP67 sondern Waserdicht bis 30m. Tasten kannst Du durch Reetkontakte und Magneten realisieren.

Luftdrucksensor in einer wasserdichten und damit sicher auch in gewissem Maße luftdicht verschlossenen Box betreiben?
:grin:

DanielHD80:
Auch hier soll das Gerät unterstützen können. (Oder sollte ich besser sagen "sollte"? Weil wir haben ja das Rosenbauer RPS. Geht wirklich nur um das "nachbauen wollen").

OK, also ihr habt das teure Gerät und das billig selbstgebaute ist mehr "Just for fun" als tatsächlich "einsatzrelevant" zu betrachten.

DanielHD80:
Würde mich freuen, wenn jemand mit weiteren Tipps weiter Kommentare geben würde

Also wenn Du zu Anfang erstmal nur die Ansteuerung der Hardware in den Griff bekommen möchtest und der Einsatzzweck auf feste Konstanten wie "B-Schlauch mit Auslegungs-Wassermenge 750 l/min unter Verwendung von 10bar/800 l/min Pumpen" eingegrenzt werden kann, benötigst Du tatsächlich nur einen Knopf zum Starten der Messung und keine weitere Konfigurationsmöglichkeit.

Vorschlag zur Bedienung:

  • Ein Einschalter zum Einschalten des Geräts
  • Ein Tastschalter zum Starten von Messungen
  • Mindestens zwei LEDs, je eine rot und grün zur optischen Signalisierung
  • Ein "Buzzer" (Piezo-Summer) zur akustischen Signalisierung

Programmlogik (Vorschlag):

  • Nach dem Einschalten rote LED einschalten, Status "Warten auf GPS-Signal"
  • Nach Feststellung eines GPS-Signals, rote und grüne LED gleichzeitig einschalten, Status "Ready"
  • Wenn im Status "Ready" die Starttaste gedrückt wird, rote LED aus, grüne LED blinkt, Status "Messung"
  • Mit grün blinkender LED laufende Messungen durchführen und Druckabfall berechnen
  • Mit Annährung an den Zielpunkt (ca. 50 m vorher): Blinkanzeige ändern, z.B. rot/grün blinken und kurze
    akustische Signale über den Summer abgeben
  • Mit Erreichen des Zielpunkts: Blinkanzeige ändern, z.B. rot blinken "Hier Pumpe installieren" und
    anderes akustisches Signal abgeben, z.B. Dauerton
  • Abschalten des Geräts löscht optische und akustische Signalisierung und schont die Batterien.
  • Neustart erfolgt durch erneutes Einschalten

Oder so ähnlich.

Tja, dann würde ich doch sagen einfach mal anfangen !
Zur Auswahl der Teile hatte ich ja oben schon ein paar Anmerkungen/Vorschläge gemacht.
Ich würde erst mal ein GPS-Modul ordern, um damit erst mal ein wenig die Genauigkeit und Verwendbarkeit der GPS-Daten allein zu checken.

Ein günstiges Angebot gibt es (mehrfach/immer wieder) hier:
http://www.ebay.de/sch/elektroluxx/m.html?_nkw=&_armrs=1&_from=&_ipg=25&_trksid=p3984.m1438.l2654
Datenblatt (eher Funktionsbeschreibung) gibt es hier.
http://www.wless.ru/files/GPS/Locosys/LS20060~3_datasheet_v1.1.pdf

Verwenden kannst du nahezu jede GPS-Lib für Arduino, die Standard-GPS-Befehle beherscht.
Z.B. kannst du hier anfangen zu lesen: http://playground.arduino.cc/Tutorials/GPS
Dieses und das nachfolgend beschriebene haben seriellen Anschluss TTL def. 9600 Baud.

Ein alternatives, preiswertes Modul zum wäre dieses:
http://www.ebay.de/itm/NEW-Ublox-NEO6MV2-GPS-Module-Aircraft-Flight-Controller-For-Arduino-/330958579448?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item4d0eab26f8
Bei diesen Versender habe ich schon einiges bestellt - der ist zuverlässig und liefert korrekte Ware.
Lieferzeit 2-3 Wochen, wenns es schnell gehen soll: + 10 $ (etwa ,50 €), dann hast du es auch n 1 Woche.

Zu Gyro, Accel, Kompass und Baro:
Da gibt es z.B. so ein Modul "all in one"
http://www.ebay.de/itm/10DOF-MPU6050-HMC5883L-BMP180-Gyroscope-Acceleration-Compass-Sensor-Module-/271233649649?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item3f26c90bf1

Alle notwendigen Libs mit (funktionierenden !) Demo's gibt es u.a hier:

Damit könntest du dann ungehemmt loslegen und vielleicht erst mal Modul für Modul einzeln mit den Demo's testen und dann kombinieren.
Es gibt auch sonst noch reichlich Info zum lesen im WEB - ich leider die Links nicht hier auf dem Schläppi.

Als Tipp vielleicht noch:
Man könnte noch zusätzlich so etwas wie einen Schrittzähler integrieren.
Entweder per Taster zum "selberzählen" oder mit einem Modul, was Vibrationen oder Erschütterungen erkennt.
Sowas z.B.:
http://www.ebay.de/itm/NEW-Vibration-Switch-Vibration-Sensor-Module-Alarm-Module-/230982154507?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item35c79bf90b
Vorgabe der Schrittlänge auf 70-80 cm und Anzahl der Schritte gibt dann auch ne halbwegs verwertbare Distanz.

Die GPS-Daten würde ich manuell auf Tastendruck auswerten lassen, wenn man "steht". Ich vermute mal stark, dass nur Müll dabei herauskommt, wenn jemand läuft und "die Box" mit der Hand hin und herpendelt. Auf Knopfdruck ca. 5sek. warten und Mittelwert bilden sollte was brauchbares geben.

Noch ein Tipp, wenn du was beim China-Mann aus der Bucht bestellst:
Achte mal auf die Bewertungspunkte und lies auch mal kurz die Negativbewertungen an ! Da steckt schon ein bischen Sinn drin.
Viele werben mit Versandzeit unter 1-2 Wochen, was meist nicht zutrifft. Ich warte schon mittlerweile seit 5 Wochen auf die letzten bestellten Teile ....
Zollfrei sind Bestellungen bis 22 € Warenwert - Der Zoll guckt nicht immer, aber wenn er es tut, dann sind 19% Einfuhrumsatzsteuer auf Warenwert und ( ! ) Versandkosten fällig.
Also macht es schon Sinn, bei verschiedenen Versendern zu bestellen - schicken die doch meist Versandkostenfrei.

jurs:

uwefed:
Für erste Prototypen könntest Du auch die Schaltung einfach in eine Otterbox geben. Die sind auch Wasserdicht. zB https://www.distrelec.de/otterbox-100-x-60-x-25-mm-transparent/otter-box/otterbox-1000/869653 . Die ist nicht nur IP67 sondern Waserdicht bis 30m. Tasten kannst Du durch Reetkontakte und Magneten realisieren.

Luftdrucksensor in einer wasserdichten und damit sicher auch in gewissem Maße luftdicht verschlossenen Box betreiben?
:grin:

ups. Denkfehler. Kleines Loch bohren??? :wink: :wink: :wink:
Dann kann ein Gehäuse aber auch nicht IP67 sein.
Grüße Uwe

Soo... Vielen Dank für die vielen Tipps und Links! Habt mir schon sehr viel geholfen! Habe jetzt mal einen eBay-Chinesen und Pollin reicher gemacht...

Werde mich dann wie gesagt durch die einzelnen Module kämpfen und nach und nach dann alles kombinieren. Test läuft dann auf dem Breadboard, wenn es fertig ist kommt es in das Pollin-Handgehäuse mit Display und Folientastatur. Wasserfest muss da nix sein. IP 67 sollte gegen Regen reichen, mehr ist beim Leitung berechnen nicht nötig, da ja eh noch kein Wasser da ist. Sonst bräuchte ich ja nix mehr berechnen g

Gruss Daniel

Achtung: IP67 ist luftdicht darum funktioniert der Duckmesser nicht (Höhenmessung)
Grüße Uwe

uwefed:
Achtung: IP67 ist luftdicht darum funktioniert der Duckmesser nicht (Höhenmessung)

Jepp ist klar! Das ist halt die höchste "Ausbaustufe" für das Gehäuse! Aber ich denke da werde ich mal schauen was am besten ist, wenn es soweit ist. Ich denke irgendwie so IP44 sollte passen und noch "undicht" genug für das Barometer. Oder?

Für alle die es interessiert: Seit 5 Minuten wird das Projekt auf meinem Blog dokumentiert. Ich werde Euch natürlich aber auch hier auf dem laufenden halten bzw. immer wieder Fragen stellen g Aber jetzt ist erst mal warten auf die Lieferung angesagt...

Gruss Daniel

Nein, IP 44 ist defentiv auch zu viel.

Du benötigst etwas in der Richtung von IPX1 - IPX3. Sprich Schutz vor Spritzwasser von oben bzw. bis 60° Neigung des Gerätes.

Alternativ müsstest du einen Drucksensor nehmen, der durch eine Metrische/PG Verschrauben nach aussengeführt ist. Das Kabel sollte dann von der Verschraubung ausreichend eingedichtet sein. Sollten dann bei einem IP44 auch entsprechend wasserdicht bleiben :wink:

Um den Sensor zu schützen, würde dieser noch innerhalb der Verschraubung sitzen. Schutz ist dann aber nur gegen Stoß bei diesem Sensor gegeben. Eventuell musst du dabei schon im Industriebedarf schauen. Denn meist sind IPXX Drucksensoren zwar wasser/staubgeschützt. Jedoch bezieht sich das auf die Verschaltung, nicht aber auf die Messapperatur (Membran). Einen Drucksensor der für flüssige Medien (z.B. Wasser) ausgelegt ist, sollte das keine Probleme machen.

P.S.: Bzgl. des Blogs. Die ganze Sache wird später eher durch einen Pro Mini o.ä. bzw. einer eigenen Platine ersetzt, nicht durch den Mega. Auf Spatzen mit Kanonen schießen :wink:

Mein BMP085 ist eingetroffen. Und ich bin zu tiefst enttäuscht... Drei Stunden Höhendaten geloggt ohne das Board zu berühren und was kommt raus? Differenzen von über 6 Metern... Wieso? Taugt der Sensor doch nichts für mein Projekt?

Hier ein Diagramm meiner geloggten Werte:
http://d-hecker.de/bmp085-genauigkeit-mangelhaft/

Gruss Daniel

DanielHD80:
Mein BMP085 ist eingetroffen. Und ich bin zu tiefst enttäuscht... Drei Stunden Höhendaten geloggt ohne das Board zu berühren und was kommt raus? Differenzen von über 6 Metern... Wieso? Taugt der Sensor doch nichts für mein Projekt?

Das ist vollkommen normal.

Kannst Du Dich erinnern, dass ich ganz am Anfang des Threads das gefragt habe:
Frage: Wie lang ist die typische/maximale Messdauer zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Startknopf gedrückt wird, bis am Ziel der Alarm "maximaler Druckunterschied erreicht" ausgelöst werden soll?

Die "Zeit" ist ein ganz entscheidender Faktor wie ich auch versuchte zu erklären.
Der Luftdruck ändert sich (ständig!) mit dem Wetter, mal haben wir Tiefdruck und mal haben wir Hochdruck, dazwischen schwankt der Luftdruck. Mal mehr, mal weniger. Und diese Schwankungen werden zwangsläufig in Höhenänderungen umgerechnet, das ist bei barometrischen Höhenmessern unvermeidlich.

Was Du also tun mußt für eine hohe Genauigkeit:

  • Entweder Du hältst die Messdauer kurz (z.B. 15 Minuten), so dass innerhalb der Messzeit keine großen Luftdruckänderungen auftreten.
  • Oder Du berücksichtigst die meteoroligischen Luftdruckschwankungen, etwa indem Du von einer ortsfesten Luftdruckstation in Deiner Nähe die Werte "Luftdruck bei Messbeginn" und "Luftdruck nach Zeit x" berücksichtigen kannst. Das wird ohne eine aktive Internetanbindung aber kaum möglich sein.

Natürlich kannst Du auch "Schätzwerte" für die Luftdruckänderung als Parameter für das Skript vorsehen, also dass Du beispielsweise beim DWD die Luftdruckänderung der letzten Stunde im Internet abfragst und dann einfach so tust, als würde die aktuelle Luftdruckänderungsrate identisch sein zur Luftdruckänderungsrate der vergangenen Stunde.

Oder Du siehst einen "Kalibriermodus vor": Im Kalibriermodus muß das Gerät z.B. 10 Minuten an Ort und Stelle liegen gelassen werden, das Gerät ermittelt dabei (grob) die aktuelle Luftdruckänderungsrate und bei der anschließenden Messung wird diese Luftdruckänderungsrate zugrunde gelegt. Wenn Du die 10 Minuten für eine Kalibrierphase auf die aktuelle Luftdruckänderungsrate nicht hast und sofort losmessen möchtest, mußt Du Dich eben beeilen und die Messtrecke möglichst in 15 Minuten zurücklegen, so dass der Fehler durch Luftdruckänderungen klein ist.

Deine Messkurve scheint soweit in Ordnung, Du hast "Höhenmeter" aufgetragen, oder?
Allerdings scheint die Kurve ein bisschen zu "zappelig" zu sein, d.h. Du bekommst von Messung zu Messung Schwankungen von einem Höhenmeter. Dies könntest Du vermeiden durch:

  • Verwendung der höchsten Sensorauflösung beim Messen
  • Maximales eingebautes "Oversampling" des Sensors verwenden
  • Die Werte selbst durch zig bis tausendfache Messung nacheinander mitteln oder glätten

Wegen der Einbeziehung der Temperatur vom BMP085 in Deine Höhenformel allerdings mal eine Rückfrage:
Hast Du das Messgerät draussen unter freiem Himmel liegen gehabt, so dass Du als Temperatur die Außentemperatur eingerechnet hast? Ich würde eher empfehlen, die Temperatur NICHT in die Höhenformel einzurechnen, und nur die Luftdruckänderungen zu berücksichtigen, mit folgender Berechnung:
float pressure=aktuellGemessenerLuftdruck; // in hPa, durch Mittelwertbildung geglättet vom BMP085
float altitude=(1 - pow(pressure / 1013.25,1/5.255))*288.15/0.0065;