Intelligente Sensoren
Taupunktbestimmung hilft gegen beschlagene Scheiben
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Bestimmung der Koeffizienten
Um die Koeffizienten zu bestimmen, müssen mehrere Messungen durchgeführt werden. Im Prinzip muss das Kapazitätsverhältnis über dem zugrundliegenden rF aufgezeichnet und in eine Tabelle eingetragen werden. Dieses Vorgehen wird für verschiedene Temperaturen wiederholt, um die Temperaturabhängigkeit der Koeffizienten zu berücksichtigen. In einer dafür bereitgestellten Software können die Datensätze aufgenommen werden.
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Die in Bild 2 gezeigte Wertetabelle ist ein Beispiel dafür, was Acam unter einem „Datensatz“ versteht - nämlich die Aufnahme des Kapazitätsverhältnisses bei verschiedenen Feuchtigkeitswerten. Im konkreten Beispiel spiegeln die Kalibrierungspunkte typische Feuchtewerte auf Basis von chemischen Salzlösungen wider. Es können mehrere Datensätze aufgenommen werden - im Beispiel sind es zwei, für die Temperaturen 25 °C und 60 °C. Die Anzahl der Kalibrationspunkte sind dabei frei wählbar.
Die Software berechnet dann die zugehörigen Koeffizienten kyy und stellt diese zum Download ins chipinterne EEPROM bereit. Es erfolgt darüber hinaus eine erste mathematische Abschätzung des Fehlers im Diagramm „Error vs. Temperature“, mit dessen Hilfe man entscheiden kann, ob die Anzahl der Kalibrationspunkte ausreicht oder erhöht werden sollte. Mit dem Herunterladen der Koeffizienten ins EEPROM ist die Sensorlinearisierung dann abgeschlossen.
Alles Weitere erledigt dann die Firmware, die mit Hilfe der Feuchte- und Temperaturinformation den Taupunkt automatisch berechnet und gegen die zweite Temperaturinformation, z.B. vom Sensor an der Frontscheibe, vergleicht. Mit Hilfe eines programmierbaren Grenzwertes kann dann ein Ereignis ausgelöst werden, wie beispielsweise die Aktivierung von Klimaanlage und Gebläse, um das Beschlagen der Frontscheibe zu vermeiden.
Das beschriebene Vorgehen, das Acam als vollständige Kalibrierung des Sensors bezeichnet, wird typischerweise nur für einige Sensoren aus einer Charge durchgeführt. Der Rest der Sensoren aus dieser Charge lässt sich dann deutlich einfacher kalibrieren, indem die Koeffizienten aus der vollständigen Kalibrierung verwendet werden und dann die einzelnen Sensoren nur noch mit einer „Ein-Punkt-Kalibrierung“ angepasst werden. Dank des integrierten DSP und vieler Messschnittstellen sind bei der Picocap-Produktlinie nur noch wenige externe Komponenten notwendig, um ein kosteneffektives System für die Taupunkterkennung zu realisieren. In einigen Fahrzeugmodellen ist auch bereits eine solche Funktion zu finden, doch bei der großen Mehrheit muss immer noch der Fahrer bei beschlagenen Scheiben aktiv werden.
Der Autor
| Dipl.-Ing. Ralf Emberger |
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| studierte Mechatronik/Mikroelektronik an der FH Esslingen und startete seine Tätigkeit als Entwicklungsingenieur bei der Acam Messelectronic GmbH in 2003. Über das Produktmarketing lernte er dann später den Vertrieb näher kennen und absolvierte ein zweites, berufsbegleitendes Studium der Betriebswirtschaft an einer englischen Universität (MBA). Er ist gegenwärtig für den Vertrieb der Acam-Produktlinien in Nord- und Südamerika zuständig. |
r.emberger@acam.de
- Taupunktbestimmung hilft gegen beschlagene Scheiben
- Nichtlinearität der Feuchtemessung
- Bestimmung der Koeffizienten
