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Axel-Benz-Formel « Physical Computing

Axel-Benz-Formel

Hallo liebe Leute,

auch wenn wir versuchen, die Grundlagen des Physical-Computings so einfach und unproblematisch wie möglich zu gestalten, braucht man leider doch hin und wieder auch eine Formel, wie z. B. diese Axel-Benz-Formel:

Axel-Benz-Formel

Diese Formel hilft einem, den passenden Referenzwiderstand zu einem analogen Sensor zu finden. Ich werde Euch am Beispiel eines Lichtsensors kurz erklären, wie das funktioniert.

Dazu brauchen wir zuerst ein Multimeter, bzw. ein Messgerät mit dem man den Widerstand eines Bauteils bestimmen kann und den Lichtsensor. Dann messen wir den Widerstand des Sensors einmal wenn er voll zugehalten ist (dunkel) und einmal bei den maximalen Lichtbedingungen in denen er funktionieren soll (hell). Der Dunkel-Wert sollte irgendwo im Mega-Ohm-Bereich liegen und der Hell-Wert sollte relativ klein sein, daher die Bezeichnungen Rmax und Rmin.

Die gemessenen Werte werden also nun multipliziert und aus dem Ergebnis wird die Wurzel gezogen und schon haben wir den passenden Referenzwiderstand für die Schaltung. Apropos Schaltung, ein Beispiel für die Schaltung und den Code eines analogen Sensors haben wir natürlich auch für euch.

Warum ist das so wichtig und was macht dieser Referenzwiderstand eigentlich?

Der Referenzwiderstand funktioniert ähnlich wie ein Pull-Up bzw. Pull-Down Widerstand für einen Taster und regelt wieviel Spannung am Pin des Arduino-Boards ankommt im Verhältnis zum Messwert des Sensors. Man nennt diese Konstruktion auch Spannungsteiler.

Benutzt man einen falschen Referenzwiderstand, kann es passieren, dass man mit Arduino nicht das volle Spektrum des Sensors auslesen kann. Normalerweise kann das Arduino-Board Messwerte von 0 … 1023 an einem analogen Eingang auslesen, aber mit einem falschen Referenzwiderstand kann es sein, dass nur Werte von 0 … 300 oder 450 … 800 oder anderweitig eingeschränkt ausgelesen werden, was effektiv eine Verringerung der Sensor-Genauigkeit bedeutet.

Man könnte auch sagen, dass der Widerstand benutzt wird um den Sensor zu eichen.

Der Name der Formel geht übrigens auf einen der ersten Lehrer im Fach Physical Computing an der FH Potsdam zurück, Dr. Axel Benz.

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