Ungleichmäßige Beschleunigung aus Geschwindigkeit

Anzabon · Anmeldungsdatum: 31.07.2015 Beiträge: 2

Hallo liebe Fachleute,

ich bin leider seit der Schulzeit eine absolute Formelnull (ich bitte um Nachsicht) und hoffe daher auf Eure Hilfe, eine Lösung für meine Fragestellung zu finden. Ähnliche Threads habe ich hier schon gefunden, die sind aber uralt und haben mir nicht weitergeholfen.
Folgendes Problem - ich versuche es so detailliert wie möglich zu beschreiben:

Ich habe ein Arduinosketch, dass mir aus einem Simulatorprogramm den Wert für die gefahrene Geschwindigkeit ausliest und diesen Wert an ein Stellservo ausgibt, um damit den Tacho anzusteuern. Funktioniert soweit auch ganz prima.

Nun möchte ich mir aber auch die Beschleunigung anzeigen lassen, sowohl beim Beschleunigen als auch beim Abbremsen. Es ist ja so, dass Fahrzeuge immer ungleichmäßig beschleunigte Bewegungen erfahren, welche nicht so einfach wie eine gleichmäßige Beschleunigung zu berechnen ist.

Nun habe ich ja im Arduino feste Abfragezyklen in Millisekunden, in denen jeweils eine Veränderung der Geschwindigkeit festgestellt werden kann, womit man doch die Beschleunigung berechnen könnte...

Da ich jedoch mit abstraktem Formeldenken leider nicht zurechtkomme, würde ich mich sehr freuen, wenn mir ein Fachmann auf - für einen Laien wie mich - nachvollziehbare Weise einen Weg aufzeigen könnte, wie ich diesen Bescheunigungswert aus der Geschwindigkeit für einen Abfragezyklus errechnen kann.

Möglicherweise sollte ich diese Frage vielleicht im Arduinoforum stellen, aber mir geht's ja auch um das grundsätzliche rechnerische Verständnis.

Für Eure Hilfe und Eure Geduld bedanke ich mich jetzt schon sehr herzlich smile

Liebe Grüße

Christiane

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7460

Willkommen im Physikerboard!

Du hast völlig recht: aus der Veränderung der Geschwindigkeit kannst Du die Beschleunigung bestimmen - denn das ist genau dasselbe!

Wenn Du zu einem Zeitpunkt 4 Meter pro Sekunde hast, und 5 Millisekunden später 4,5 Meter pro Sekunde, hat sich die Geschwindigkeit also in diesen 5 Millisekunden um 0,5 Meter pro Sekunde erhöht. Das dividierst Du einfach:

Viele Grüße
Steffen

Anzabon · Anmeldungsdatum: 31.07.2015 Beiträge: 2

Hallo Steffen,

herzlichen Dank für die schnelle Reaktion und deine Erklärung!

Wenn ich also die Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit in eine Abfragereihenfolge setzen will, wäre das der richtige Gedankenweg, den ich im Programmcode umsetzen muss?

t = 0,01 s ... Ausleseintervall von 10 ms
v = 0 ... Anfangsdefinition Variablen
v1 = 0
v2 = 0
a = 0

Intervallschleife:

v1 = aktueller ausgelesener Geschwindigkeitswert in km/h
v2 = letzter Geschwindigkeitswert in km/h, zu Anfang immer 0

v = v1 - v2 ... Berechnung der Geschwindigkeitsdifferenz

a = v : (t * 3,6) ... Berechnung des mittleren Beschleunigungswertes mit gleichzeitiger Umrechnung in Meter pro Sekunde

v2 = v1 ... Speichern des letzten Geschwindgkeitswertes fürs nächste Intervall

Ausgabe Wert a an Anzeigegerät

a = 0 ... Werte auf Null setzen
v = 0

Also mit Beispielwerten funktioniert das soweit... Unzulänglichkeiten der Formeldarstellung bitte ich zu entschuldigen Augenzwinkern

Jetzt muss ich das nur noch im Programmcode einbinden und austesten. Vielen Dank für die Hilfe!

Lieben Gruß von Chrissy

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7460

Ja, das passt so.

Viele Grüße
Steffen