{"id":135698,"date":"2019-01-30T16:01:00","date_gmt":"2019-01-30T14:01:00","guid":{"rendered":"https:\/\/ruuvi.com\/motor-vibrationsueberwachung-mit-bluetooth-sensor-ruuvitag-teil-2\/"},"modified":"2026-06-11T07:32:03","modified_gmt":"2026-06-11T04:32:03","slug":"motor-vibrationsueberwachung-mit-bluetooth-sensor-ruuvitag-teil-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ruuvi.com\/de\/motor-vibrationsueberwachung-mit-bluetooth-sensor-ruuvitag-teil-2\/","title":{"rendered":"Vibrations\u00fcberwachung mit dem Bluetooth-Sensor RuuviTag \u2013 Teil 2"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"467\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-1024x467.png\" alt=\"Grafik mit Beschleunigungsdaten\" class=\"wp-image-2942\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-1024x467.png 1024w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-450x205.png 450w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-768x350.png 768w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-1536x700.png 1536w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration-600x273.png 600w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-mac-acceleration.png 1848w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vor einiger Zeit haben wir einen Blogbeitrag \u00fcber die <a target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/ruuvi.com\/motor-vibration-monitoring-with-bluetooth-sensor-ruuvitag\/\">\u00dcberwachung des Motorbetriebs mit RuuviTags<\/a> ver\u00f6ffentlicht. Die damals entwickelte Firmware hatte das Ziel, Rohdaten vom \u00fcberwachten Objekt f\u00fcr weitere Analysen zu sammeln. W\u00e4hrend die Firmware f\u00fcr die Datenerfassung gut funktioniert, verbraucht sie viel Strom und erfordert manuelle Arbeit bei der Datenverarbeitung.  <\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In diesem Beitrag entwickeln wir das Konzept ein St\u00fcck weiter, verarbeiten die Daten direkt auf dem RuuviTag und senden den Spitze-Spitze-Wert, den Effektivwert (RMS) sowie die Standardabweichung der Daten.<\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Sammeln der Daten<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Datenerfassung ist eine einfache Fortsetzung des vorherigen Teils: Wir sammeln Daten mit 400 Hz und warten, bis der <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/FIFO_(computing_and_electronics)\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>First-In-First-Out<\/em><\/a>-Interrupt (<strong>FIFO<\/strong>) vom Beschleunigungssensor <strong>LIS2DH12<\/strong> kommt. Dann lesen wir die <strong>FIFO<\/strong>-Daten aus und berechnen den <a href=\"http:\/\/azimadli.com\/vibman\/vibrationamplitudemeasurement.htm\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Spitze-Spitze-Wert<\/em><\/a><em> (<\/em><strong>P2P<\/strong>), den <a href=\"http:\/\/azimadli.com\/vibman\/vibrationamplitudemeasurement.htm\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Effektivwert<\/em><\/a> (<strong>RMS<\/strong>) und die <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Standard_deviation\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Standardabweichung<\/em><\/a> (<strong>STDEV<\/strong>) der Daten. <\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die berechneten Werte werden dann als <strong>UINT16_T<\/strong> in ein herstellerspezifisches Datenformat kodiert, das als Bluetooth Low-Energy (<strong>BLE<\/strong>) Advertisement gesendet wird. Jedes <strong>BLE<\/strong>-Ger\u00e4t in der N\u00e4he kann diese Sendungen empfangen und parsen. Wir beginnen das Paket mit einem Header-Byte <strong>0xAC<\/strong>, einem Versions-Byte <strong>0x00<\/strong> und \u00fcbertragen dann die X-Y-Z-Werte von <strong>P2P<\/strong>, <strong>RMS<\/strong> und <strong>STDEV<\/strong>. Schlie\u00dflich f\u00fcgen wir einen Sequenzz\u00e4hler hinzu, mit dem fehlende Pakete erkannt werden k\u00f6nnen, sowie die Batteriespannung, um uns zu warnen, wenn es Zeit f\u00fcr einen Batteriewechsel ist.   <\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Empfangen der Daten<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Daten werden mit dem TypeScript \/ NodeJS Collector geparst, der f\u00fcr den <a href=\"https:\/\/ruuvi.com\/custom-ruuvi-data-format-in-a-day\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Batterie-Ausdauertest<\/a> erstellt wurde, und der Code l\u00e4uft auf einem Raspberry Pi. Du findest die Quellen auf <a href=\"https:\/\/github.com\/ojousima\/ojousima.ble_influx_gw.ts\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">GitHub<\/a>. Bitte beachte, dass die Noble-Bibliothek seit Januar 2019 Probleme mit NodeJS 10+ hat. Du kannst den Code mit NodeJS 8 unter NVM ausf\u00fchren. Die geparsten Daten werden dann an InfluxDB gesendet und mit Grafana visualisiert.   <\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Stromverbrauch<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wieder einmal m\u00fcssen wir den Stromverbrauch des Tags ber\u00fccksichtigen. Es reicht nicht aus, dass der Tag wie erwartet funktioniert; er muss auch lange durchhalten. <\/p>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"926\" height=\"780\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-power-profile.png\" alt=\"Grafik eines Leistungsprofils\" class=\"wp-image-2943\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-power-profile.png 926w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-power-profile-450x379.png 450w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-power-profile-768x647.png 768w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-power-profile-600x505.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 926px) 100vw, 926px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Stromverbrauch ist momentan viel zu hoch; bei 300 <em>\u00b5A<\/em> k\u00f6nnen wir mit einer Batterielaufzeit von etwa 4 Monaten rechnen. Das ist offensichtlich nicht genug, also schauen wir mal, was wir dagegen tun k\u00f6nnen. <\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Optimierung der Firmware<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Im Moment sendet der Sensor die Daten so schnell, wie es die <strong>BLE<\/strong>-Spezifikationen erlauben, unabh\u00e4ngig davon, ob es etwas Interessantes gibt. Der erste Optimierungsschritt besteht darin, das Aktivit\u00e4tsniveau zu \u00fcberwachen und in einen Standby-Modus zu wechseln, wenn nichts Relevantes passiert. Unser Standby-Modus hat ein Sendeintervall von 9.900 <em>ms<\/em> und eine Abtastrate des Beschleunigungssensors von 10 <em>Hz<\/em>.  <\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wenn w\u00e4hrend des Standbys ein Beschleunigungsereignis eintritt, das den vordefinierten Schwellenwert \u00fcberschreitet, wird ein Interrupt ausgel\u00f6st und der Sensor schaltet zur\u00fcck in den 400-<em>Hz<\/em>-Modus. Wir haben den Schwellenwert f\u00fcr den Interrupt auf 50 <em>mg<\/em> festgelegt, was aufgrund der Sensorgrenzen auf 64 <em>mg<\/em> aufgerundet wird. <\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Zus\u00e4tzlich kombinieren wir 4 S\u00e4tze von <strong>FIFO<\/strong>-Ergebnissen in einer Berechnung, wodurch wir die Sende-Rate auf 400\/128 <em>Hz<\/em> oder etwa 320 <em>ms<\/em> reduzieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jetzt sollte unsere Firmware f\u00fcr den langfristigen Einsatz bereit sein, aber wir werden das nat\u00fcrlich noch \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"942\" height=\"782\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-active-power.png\" alt=\"Grafik zeigt, dass der aktive Stromverbrauch nun 200 &#xB5;A betr&#xE4;gt\" class=\"wp-image-2944\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-active-power.png 942w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-active-power-450x374.png 450w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-active-power-768x638.png 768w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-active-power-600x498.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 942px) 100vw, 942px\" \/><figcaption>Der aktive Stromverbrauch liegt nun bei 200 \u00b5A<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"944\" height=\"733\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-standby-power.png\" alt=\"Grafik zeigt, dass der Standby-Verbrauch etwa 10 &#xB5;A betr&#xE4;gt\" class=\"wp-image-2945\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-standby-power.png 944w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-standby-power-450x349.png 450w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-standby-power-768x596.png 768w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-standby-power-600x466.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 944px) 100vw, 944px\" \/><figcaption>Der Standby-Verbrauch liegt bei etwa 10 \u00b5A<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Standby-Stromverbrauch deutet darauf hin, dass wir eine Standby-Zeit von zehn Jahren erreichen k\u00f6nnten \u2013 das ist definitiv genug. Allerdings w\u00fcrden die 200 <em>\u00b5A<\/em> Stromverbrauch im aktiven Zustand die Batterie in etwa sechs Monaten leeren. Das ist v\u00f6llig okay f\u00fcr ein Haushaltsger\u00e4t, das nur gelegentlich eingeschaltet ist, wie zum Beispiel eine Waschmaschine. Ein K\u00fchlschrank, bei dem der Kompressor st\u00e4ndig anspringt, erfordert m\u00f6glicherweise mehr Feinabstimmung, zum Beispiel indem nur ein Probensatz f\u00fcr alle 10 Sekunden Aktivit\u00e4t genommen wird. Andererseits k\u00f6nnte ein anderes Ger\u00e4t, wie eine <em>CNC<\/em>-Maschine (<strong>Computerized Numerical Control<\/strong>), von einer kontinuierlichen \u00dcberwachung profitieren. Die Anwendung kann f\u00fcr den jeweiligen Anwendungsfall weiter optimiert werden.     <\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ausprobieren<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wie zuvor nutzen wir eine Waschmaschine als zu \u00fcberwachendes Haushaltsger\u00e4t. Ein doppelseitiges 3M VHB-Klebeband wird verwendet, um den Tag an der Seite der Waschmaschine zu befestigen. <\/p>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"573\" height=\"764\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/ruuvi-tag-laundromat-side.jpg\" alt=\"Eine Waschmaschine mit einem RuuviTag an der Seite\" class=\"wp-image-2946\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/ruuvi-tag-laundromat-side.jpg 573w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/ruuvi-tag-laundromat-side-338x450.jpg 338w\" sizes=\"auto, (max-width: 573px) 100vw, 573px\" \/><figcaption>Der RuuviTag f\u00fcgt sich optisch gut in das Geh\u00e4use der Waschmaschine ein.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Beschleunigungssensor ist intern so ausgerichtet, dass die X-Achse die axiale Beschleunigung und die Y-Achse die tangentiale Beschleunigung erfasst. Z ist \u201enat\u00fcrlicherweise\u201c die radiale Beschleunigung, da die Z-Achse zum Zentrum der Trommel hin ausgerichtet ist. Dann starten wir einen Waschgang und warten auf die Ergebnisse. <\/p>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Zuf\u00e4lligerweise gab es bei unserem Durchlauf eine Anomalie. Ein B\u00fcgelbrett fiel gegen die Waschmaschine, w\u00e4hrend ich gerade ein Foto vom Aufbau machte. <\/p>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"467\" src=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-1024x467.png\" alt=\"Grafik zeigt den Aufprall des B&#xFC;gelbretts\" class=\"wp-image-2947\" srcset=\"https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-1024x467.png 1024w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-450x205.png 450w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-768x350.png 768w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-1536x700.png 1536w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact-600x274.png 600w, https:\/\/ruuvi.com\/i\/u\/graph-acceleration-impact.png 1836w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Der Aufprall des B\u00fcgelbretts ist in den Daten deutlich sichtbar<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die durch das B\u00fcgelbrett verursachte Beschleunigungsspitze ist leicht zu erkennen.<\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fazit<\/h2>\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wir haben nun eine einfache Firmware zur Vibrations\u00fcberwachung fertig f\u00fcr erste Praxistests. Wenn du sie ausprobieren m\u00f6chtest, findest du die <a href=\"https:\/\/github.com\/ojousima\/ojousima.logger.c\/tree\/acceleration_broadcaster\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Quellen<\/a> und die <a href=\"https:\/\/github.com\/ojousima\/ojousima.logger.c\/releases\/tag\/1.1.0\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">kompilierte Bin\u00e4rdatei<\/a> auf GitHub. Wie bisher stellen wir kein fertiges DFU-Paket zur Verf\u00fcgung, da die Firmware Nordic SDK15 und SoftDevice 6 verwendet, w\u00e4hrend RuuviTags SoftDevice 3 nutzen. RuuviTags k\u00f6nnen zwar \u201eover-the-air\u201c aktualisiert werden, aber eine R\u00fcckkehr zur urspr\u00fcnglichen Programmierung ist ohne kabelgebundene Verbindung nicht m\u00f6glich.   <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Vor einiger Zeit haben wir einen Blogbeitrag \u00fcber die \u00dcberwachung des Motorbetriebs mit RuuviTags ver\u00f6ffentlicht. 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