Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung

[tosh]

Hallo,
Ich bin gerade dabei ein Projekt zu machen, wo ich die Geschwindigkeit an einem Solarboot messen soll. Die Geschwindigkeit soll dann an einer Digitalanzeige anzeigt werden. Die Geschwindigkeit liegt so bei ca. 10-15 km/h, die Anzeige soll aber bis 30km/h gehen.
Da es jetzt alles innerhalb eines Projektes ist, kann ich kein fertiges Messgerät benutzen. Sonder muss einen Sensor oder was anderes benutzen um die Geschwindigkeit zu messen. Die ganze restliche Elektronik muss ich dann selbst anfertigen.
Jetzt kenne ich mich mit den ganzen Messverfahren für die Geschwindigkeitsmessung bei Booten nicht aus und frage deswegen hier, ob sich hier jemand damit auskennt und mir sagen könnte welche es da gibt und welche Vor- und Nachteile sie haben.

[Hausbootbewohner]

Hi,
das einzig zuverlässige wäre, die Geschwindigkeit per GPS zu ermitteln. Damit bekommst Du genaue Angaben zum SOG (Geschwindigkeit über Grund).
Staudruckmesser kann man vergessen in Bezug auf die Genauigkeit, Sumlog misst Dir auch nur die Geschwindigkeit im Medium, also verfälscht durch die Fliessgeschwindigkeit des Gewässers.
Grüße,
Andreas

Vielleicht findest Du hier ja Anregungen hierzu: http://www.boote-forum.de/showthread.php?t=91508

[lralfi]

Wie Andreas schon sagt, es kommt darauf an, welche Geschwindigkeit Du messen willst. Über Grund/Land oder im Wasser.

Wenn das klar ist, kann man über die Technik diskutieren.

Gruss Ralf

[tosh]

Das mit dem GPS hört sich schon mal gut an, aber auch wenn die anderen Verfahren nicht so gut sind. Gibt es dazu irgendwo Tests oder Datenblätter. Denn irgendwie muss ich es später noch begründen warum ich mich für GPS entschieden habe.
Und ob die Geschwindigkeit über Grund oder Wasser angezeigt werden muss Weiß ich jetzt nicht. Bevor ich es wusste, dass es unterschiedlich Geschwindigkeit gibt, war der Prof im Urlaub. Aber es wäre toll die Technik für beide Varianten zu kennen. Man kann sich später immer noch für eine entscheiden, die einen am besten gefällt.

[Woody]

Die Alternative zum GPS (das auf den Laufzeitunteschieden des Signals von Satelliten basiert und eine Menge Elektronik braucht) ist die Messung der Geschwindigkeit durchs Wasser:
Mit einem Paddelradgeber: In eines der "Paddel" an dem roten Teil ist ein Magnet eingelassen, der pro Umdrehung einen Impuls erzeugt. Wenn das Ding an geeigneter Stelle eingebaut ist und die Geschwindigkeiten in dem von Dir erwähnten Bereich liegen kann man das mit guter Genauigkeit hinbringen. Die Elektronik muss nur die Impulse zählen und auswerten; Kalibriermöglichkeit vorsehen, die Anzahl der Impulse ist nicht linear zur Geschwindigkeit!

Ersatzweise gibt es - üblicherweise nur für deutlich höhere Geschwindigkeiten - Staudruckgeber analog zur Luftfahrt.
Gruß,

Jörg

[JohnB]

Hallo (hier könnte Dein Name stehen),

gibt doch das Stichwort "Fahrradtacho" in die Suchefunktion ein. Damit hättest Du eine einfache Komplettlösung samt Anzeige und GPS-Logger.

[RWei]

Hallo,

bei einem stehenden Gewässer gibt es natürlich keine Unterschiede zwischen der Geschwindigkeit im Wasser und über Grund.
Ganz anders ist es wenn im Wasser Strömung (und das ist das Zauberwort) herrscht. Stell Dir mal vor Dein Boot fährt 10 km/h und das Gewässer fließt mit 6 km/h: talwärts fährst Du dann mit 16 km/h gegenüber Grund und stromauf mit 4 km/h.

Jetzt zum Zauberwort Strömung: alle wasserseitigen Meßverfahren egal ob Staudruckgeber oder Paddelradgeber basieren auf der Strömung eines Mediums und messen diese. Jetzt nimm Dir mal z.B. ein kleines Schlauchi, fahre auf den Rhein oder die Mosel in Ufernähe, werfe den Ancker, halte den Staudruckmesser/Paddelradgeber mal an Backbord und mal an Steuerbord raus und Du wirst feststellen das Du unterschiedliche Werte erhälst. Ebenso kann es Dir bei stehenden Gewässern ergehen wenn z.B. unter der Oberfläche Strömungen z.B. aufgrund von Temperaturunterschieden sind. Deshalb sind alle Messverfahren die auf der Strömung basieren alle ungenau und nur GPS gibt Dir vernünftige Werte.
Mein Staudruckmesser im Yamaha AB arbeitet bis zu 15% abweichend von den gemessenen GPS Werten (mal 1-2% wenn alles passt, mal 10% und halt auch mal bis zu 15% je nach ....).

Ich weiß zwar nicht wieviel Zusatzgewicht Dein Solarboot verkraftet aber Andreas (www.gpsmonitor.de ) hat ein kleines Programm geschrieben wo Du einfach ein Notebook/Netbook mit einem USB-GPS-Empfänger ausstattest und mit seinem Programm alle Daten Deiner Testfahrten auszeichnen kannst.

Gruß Ralf

[SpassCaptain]

Zitat von tosh

Hallo,
Ich bin gerade dabei ein Projekt zu machen, wo ich die Geschwindigkeit an einem Solarboot messen soll. Die Geschwindigkeit soll dann an einer Digitalanzeige anzeigt werden. Die Geschwindigkeit liegt so bei ca. 10-15 km/h, die Anzeige soll aber bis 30km/h gehen.

Du sollst alsao ein Projekt machen, d.h. su sollst irgendwas selber bauen, ok.

Du könntest eine GPS-Antenne mit NMEA Ausgang kaufen, und dann selber das Gerät bauen, das die NMEA-Nachrichten auswertet und die Geschwindigkeit anzeigt.

SA 320: GPS-Antenne mit NMEA Ausgang (PaidLink)

Damit hast du unabhängig von der Strömung die Geschwindigkeit über Grund.

Willst du die Geschwindigkeit relativ zum Wasser ("Fahrt durchs Wasser"), dann brauchst du einen Staudrucksensor, die gibt es als Zubehör für Geschwindigkeitsanzeigegeräte. Daran müßtest du dann den Druck messen, dazu gibt es zB bei Conrad Drucksensoren, und die Anziege selber bauen.

Allerdings, ich fürchte, bei einem Solarboot ist es mit dem Staudruck nicht arg weit her. Wenn du einen Messbereich bis 30 km/h wählst, wirst du mit den paar km/h die du mit Solarenergie fahren kannst nicht glücklich. Dann lieber einen Sensor nehmen, der tatsächlich zum realisitischen Messbereich paßt. Oder - wenn ein Bereich bis 30 km/h absolut verlangt wird, mit zwei Sensoren arbeiten.

[almdudi]

In Binnengewässern oder Küstennähe könntest du natürlich auch versuchen, die Geschwindigkeit relativ zum Ufer zu messen, das ginge ohne GPS und wäre hinreichend genau.
Dürfte aber ausgesprochen kompliziert zu realisieren sein (über Peilungen zu festen Markierungen) - nur als Hinweis, falls du bei der Projektbeschreibung auch was zu den verschiedenen Möglichkeiten schreibst).

[balticskipper]

Die einzige richtige Geschwindigkeitsangabe ist wohl die Fahrt über Grund und auch sicherlich für Dein Projekt die einzige objektive Aussage.

Balticskipper

[KaiB]

Zitat von balticskipper

Die einzige richtige Geschwindigkeitsangabe ist wohl die Fahrt über Grund und auch sicherlich für Dein Projekt die einzige objektive Aussage.

Balticskipper

Genau das Gegenteil ist m.E. der Fall.
Sofern es um die Effektivität des Bootsantriebes (Solarprojekt?) geht ist nur die Geschw. durchs Wasser von Bedeutung.
Erweitert er die Rechnung für den Alltagsgebrauch mit Strecken von A nach B ist die wahre Geschw. über Grund gefragt.

Ich denke er braucht Woodys Paddelgeber für eine verläßliche Angabe auch bei geringem Tempo, Staudruck ist da wohl unterfordert.
Und als Bonus eine GPS Anzeige für SOG mit allen Systembedingten Einschränkungen, also nie die korrekte Tempoangabe in Echtzeit aufgrund der Tempoberechnung durch den Zeitfaktor zwischen zwei zurückgelegten Punkten.

[balticskipper]

Sorry Kai,

was soll bei einer Fahrt durchs Wasser verläßlich sein?
Welche Aussage soll dies bringen? Gegenan zum Strom 3 kn und mit dem Strom dann 6 oder mehr kn, gerne auch km .
Ist ja absolut kein Leistungsbeweis.
Wenn überhaupt könnt ihr Pfahlschleppversuche machen, also Kahn festbinden, Zugwage dazwischen und messen.
Kenn zwar Euren Versuch nicht, aber wenn man später etwas verkaufen will sollte man schon relevante Daten liefern und nicht einen Wert mit einem nicht einmal geeichten Paddelgeber mit Fahrt durchs Wasser.

Ahoi Balticskipper

[KaiB]

Das Tempomessungen rein technisch Probleme machen ist klar, zumal da noch andere Faktoren wie Wind und Strömung reinspielen.
Mir ging es darum, dass die Fahrtmessung über Grund keinen Sinn macht, wenn man wissen möchte wie effektiv ein Antrieb im Wasser ist, eben weil das Wasser einer Eigenbewegung unterworfen sein kann die das Tempo über Grund verfälscht.

[almdudi]

Zitat von balticskipper

Sorry Kai,

was soll bei einer Fahrt durchs Wasser verläßlich sein?
Welche Aussage soll dies bringen? Gegenan zum Strom 3 kn und mit dem Strom dann 6 oder mehr kn, gerne auch km .

Steh ich auf dem Schlauch, oder sollte bei einer Messung der Fahrt durchs Wasser nicht eben in beiden Fällen der gleiche Wert angezeigt werden?
Wenn gegen den Strom eine kleinere Zahl rauskommt als mit dem Strom, wird ja nicht die Fahrt durchs Wasser gemessen, sondern über Grund - und die ist, wie KaiB schrieb, für die Effektivität des Antriebs eigentlich keine relevante Aussage.

[Frodo]

Zitat von almdudi

Steh ich auf dem Schlauch, oder sollte bei einer Messung der Fahrt durchs Wasser nicht eben in beiden Fällen der gleiche Wert angezeigt werden?
Wenn gegen den Strom eine kleinere Zahl rauskommt als mit dem Strom, wird ja nicht die Fahrt durchs Wasser gemessen, sondern über Grund - und die ist, wie KaiB schrieb, für die Effektivität des Antriebs eigentlich keine relevante Aussage.

Du stehst nicht auf dem Schlauch, die Aussage ist verdreht.
Du wirst gegen den Strom eine höhere Anzeige bekommen, nämlich Deine Fahrt über Grund PLUS die Strömung. Stromab ist es dann umgekehrt.
Gilt für Paddelgeber und Staudruck

[SpassCaptain]

Vom Prinzip her hat Kai natürlich Recht:

Was der Antrieb leistet zeigt sich an der Fahrt durchs Wasser, denn Fahrt über Grund kann man bei Strömung auch ohne Antrieb machen.

Andererseits: Wenn es wirklich darum geht, zu messen, welche Höchstgeschwindigkeit das Boot mit dem Solarantrieb erreichen kann, dann ist das in einem stehenden Gewässer (und bei Windstille) viel besser neutral zu messen als bei Strömung, und dann kann ich auch GPS nehmen, da es wesentlich genauer ist.

Man kann dann immer noch die Messstrecke in beiden Richtungen durchfahren und den Mittelwert nehmen.

[KaiB]

Zitat von Frodo

Du stehst nicht auf dem Schlauch, die Aussage ist verdreht.
Du wirst gegen den Strom eine höhere Anzeige bekommen, nämlich Deine Fahrt über Grund PLUS die Strömung. Stromab ist es dann umgekehrt.
Gilt für Paddelgeber und Staudruck

Nö Paddel und Staudruck messen nur den Speed durchs Wasser, somit wären z.B. 3 kn Fahrt gegen den Strom im Wasser ebenso effektive 3 Kn wie mit dem Strom. Strudel etc. mal außen vor-> Prinzipiell.
Lediglich die Fahrt über Grund ändert sich.
So ala mit Schrittgeschwindkeit im Bus nach vorne laufen macht Dich nicht schneller als mit Schrittgeschw.nach hinten zu laufen, in Relation zum Bus als "Medium". Das GPS mäße aber Deinen Speed in Relation zur Strasse.

Als Flussfahrer kann man natürlich noch die Steigung des Flusses annehmen die bergab marginal schiebt (schräge Ebene) aber dann kommt man wohl in Sphären die am Projekt vorbeigehen.


PS: Schätze der Irrtum kommt von der "Meilenfahrt", da stimmt das mit Grund plus Fahrt durchs Wasser weil die Mess-Strecke über Grund mit dem Strom relativ gesehen schneller/zeitlich kürzer ist, aber hier ging es um die reine Fahrt durchs Wasser.

[balticskipper]

Immer noch sorry Kai,

Deiner Argumentation kann ich immer noch nicht folgen.
Fahrt durchs Wasser, ok, bei einem stehenden Gewässer, aber alle Systeme zur Messung, wie Paddelgeber, Staudruck sind doch vollkommen ungenau.

Einzig allein zählt doch, welche strecke Du zurück legst in welcher Zeit, dies ergibt die Geschwindigkeit.
geht aber nur, wenn die Strecke vermessen ist und Du wirklich gerade aus fährst.
Alle Deine Messungen mit diversen Gebern bringen nicht genaue Daten.

Wenn Ihr messen wollt, Meßstrecke, fahren und Zeit festhalten, dies ist dann die Fahrt durchs Wasser, wohlgemerkt bei stehendem Gewässer.

Was ein ungeeichter Paddelgeber bringen soll, rein wissentschaftlich, kann ich nun beim besten Willen nicht vorstellen, wenn Ihr ein Projekt darstellen wollt, außer, daß man Angaben verschönt, wie dies viele Werften machen.

Ahoi Balticskipper

[KaiB]

Auslöser für diese Nebendiskussion war Deine Bemerkung, das nur die Fahrt über Grund verläßliche Daten zur Geschwindigkeit ergäbe. Das klappt eben nur bei FÜG = FDW, stehendes Gewässer mit optimalen Bedingungen.

Das herkömmliche Loggen nicht optimal geeignet sind hat m.E. keiner in Abrede gestellt.
Aber der Threaderöffner muss eine Messtechnik selber bauen und braucht dafür Nachhilfe in den herkömmlichen Techniken.

Eine optimale Messfahrt durch eine gegebene Strecke bringt auf dem Boot selbst nun keine permanente Messung auf die geforderte Digitalanzeige.
Er muss ja eine Logge entwerfen und bauen.

Daher waren die Verweise auf die aktuell genutzten Techniken (Paddel/Magnet für geringe Fahrt, Staudruck für höher Fahrt, GPS) Threadbedingt richtig.
Das sie im Ergebnis insuffizient sein können ist korrekt und wurde ja auch erwähnt.

[Frodo]

Zitat von KaiB

Nö Paddel und Staudruck messen nur den Speed durchs Wasser, somit wären z.B. 3 kn Fahrt gegen den Strom im Wasser ebenso effektive 3 Kn wie mit dem Strom. Strudel etc. mal außen vor-> Prinzipiell.
Lediglich die Fahrt über Grund ändert sich.
So ala mit Schrittgeschwindkeit im Bus nach vorne laufen macht Dich nicht schneller als mit Schrittgeschw.nach hinten zu laufen, in Relation zum Bus als "Medium". Das GPS mäße aber Deinen Speed in Relation zur Strasse.

Als Flussfahrer kann man natürlich noch die Steigung des Flusses annehmen die bergab marginal schiebt (schräge Ebene) aber dann kommt man wohl in Sphären die am Projekt vorbeigehen.


PS: Schätze der Irrtum kommt von der "Meilenfahrt", da stimmt das mit Grund plus Fahrt durchs Wasser weil die Mess-Strecke über Grund mit dem Strom relativ gesehen schneller/zeitlich kürzer ist, aber hier ging es um die reine Fahrt durchs Wasser.

Also, irgendwie scheine ich auch auf dem Schlauch zu stehen. Wenn ich auf meinem am Steg vertäuten Boot den Fischfinder einschalte (der einen Paddelgeber hat), zeigt mir die Geschwindigkeitsanzeige 3 - 5 kn an. Das ist IMHO die Strömungsgeschwindigkeit. Wenn ich nun mit 20 kn stromauf fahre zeigt mir der FF eine Geschwindigkeit von 23 - 25 kn an. Die 20 kn sind GPS gemessen. Stromab zeigt er mir dementsprechend 15 - 17 kn an.
Was ist an meiner Aussage von oben nun falsch

[KaiB]

Moin,
da habe ich evtl. offenen Türen eingerannt, sorry.

Am Steg hast Du 3 Kn Fahrt durchs Wasser (Logge), über Grund Null (GPS).
Stromauf 20 KN durchs Wasser (Logge), über Grund 17 (GPS) minus 3 Kn Strom.
Bergab 20 über Grund (GPS) gleich 17 durchs Wasser, da der Strom 3 KN übernimmt.

Du stehst nicht auf dem Schlauch
Meine Erklärung oben zielte darauf ab, das ich eine Aussage verdreht hätte, was ich widerum nicht sehen konnte.