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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sensorik auslegen


Autor: Holger Sl (holgersl)
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Hallo zusammen,
ich habe folgendes Problem:

Auf einer ca. d=40cm großen Metallplatte von einem Spielgerät springen 
Kinder herum. Bei einer bestimmten Kraft oder Erschütterung soll ein 
Signal ertönen.

Meine Ideen:

Lösung 1:
Metallplatte auf Druckfedern lagern und Hubbewegung über einen 
Ultraschallsensor messen. Ab einer bestimmten Federkraft bzw. einem 
bestimmten Hub (z.B. 5mm) ertönt das Signal.

Lösung 2:
Unter der Metallplatte wird ein Vibrationssensor montiert. Ab einer 
bestimmten Ausschlag ertönt ein Signal.

Lösung 3:
Metallplatte auf Druckfedern lagern und unter einer Feder einen 
Kraftsensor montieren. Bei einer definierten Kraft ertönt ein Signal.


Die Lösung soll robust und für den Außeneinsatz geeignet sein. Und alles 
soll möglich günstig und leicht zu fertigen sein. Zur Zeit tendiere ich 
stark nach Lösung 1. Ich habe nur Bedenken, dass die Lösung zu teuer 
wird. Lösung 2 hat den Vorteil, dass keine echte Hubbewegung, welche 
eigentlich unerwünscht ist, notwendig macht. Leider bin ich kein 
Spezialist für Elektronikprobleme. Ich komme mehr aus der mechanischen 
Ecke. Google sagt mir, dass ich neben einem Ultraschallsensor noch einen 
Schmitt-Trigger benötige. Der Sensor gibt ein analoges Signal aus und 
der Schmitt-Trigger macht daraus ein An oder Aus. Ich hoffe, dass das 
richtig ist und das mir jemand Hilfestellung geben kann.

Welche Lösung macht wirklich Sinn. Wie müssen die elektronischen 
Bauteile dimensoniert werden. Oder gibt es womöglich bessere 
Lösungsansätze.

Viele Grüße
Holger

Autor: mhh (Gast)
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Druckfedern zu verwenden ist beim draufrumspringen sicher kein 
angenehmes Gefühl. Also eher in Richtung Lösung 2, vllt. auch Richtung 
Dehnmessstreifen.

Autor: Michael (Gast)
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Ich würde das mit dem Kraftsensor in Betracht ziehen. Das ist recht 
simpel zu machen und die Federn kann man sich ja quasi sparen oder 
sollen die Kinder die Scheibe als Trampolin nutzen können?

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,
warum kombinierst Du nicht Lösung 1 mit einem Endschalter.
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

eventuell geht auch ein Glasbruchmelder:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...
oder Erschütterungsmelder
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...
http://de.rs-online.com/web/4553665.html

Autor: qwertzuiop (Gast)
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Die Lösung mit den Federn müsste sich doch eigentlich auch mit 
mechanischen Endschaltern lösen lassen.

-------------------------------  Platte
  >           ()           >
  <          |  |          <
  >          |  |          <
Feder  Rollenendschalter Feder

Autor: qwertzuiop (Gast)
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z.B. mit sowas hier: http://www.mixvill.hu/4/products/284
Der Federweg müsste dann aber eingeschränkt sein um den Endschalter 
nicht zu beschädigen,

Autor: Mathias (Gast)
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Wie der erste Poster schon meinte:
Dehnungsmeßstreifen
http://www.hbm.com/de/menu/produkte/dehnungsmessst...

Autor: Holger Sl (holgersl)
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Hallo zusammen, vielen Dank für die Vorschläge.

Es gibt bereits eine Ausführung mit einem mechanischen Schalter. Bedingt 
durch die rauhe Umgebung verabschiedet sich der Sensor aber recht 
schnell. Der Schalter wird nicht nur einfach betätigt, sondern erhält 
harte Schläge auf den Kopf. Und dann kommt noch Feuchtigkeit und 
Temperaturbelastung hinzu. Wie gesagt, die Spielanlage steht im Freien. 
Die gleichen Bedenken habe ich bei einem Kraftsensor.
Ich kann mir die Lösung von Anja (kapazitiver Nährungssensor) als 
machbar vorstellen. Über die rauhe Umgebung würde dieser Sensor nur 
lachen.
Ober auch den Ansatz von Matthias (Dehnungsmessstreifen). Bislang dachte 
ich immer, dass DMS nur im Labor eingesetzt werden. Sind DMS auch für 
den Dauereinsatz geeignet? Und dann gibt es noch den Vorschlag 
"Glasbruch- oder Vibrationssensor". Auch ganz gut. Was ich bisher noch 
nicht erwähnt habe, dass es mehrere Sprungfelder gibt, welche wie beim 
Schachbrett angeordnet sind. D.h., unter Umständen können sich die 
Vibrationen / Schwingungen überlagern. Vorteil beim Vibrationssensor 
wäre, das die Federn wären überflüssig.

Gruss
Holger

Autor: Gast (Gast)
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Das Ganze muss schon so gebaut werden, dass der Schalter NICHT als 
Anschlag missbraucht wird.
Das wurde schon gesagt:
>Der Federweg müsste dann aber eingeschränkt sein um den Endschalter
>nicht zu beschädigen,
Aber es scheint derzeit genau so zu sein:
>Der Schalter wird nicht nur einfach betätigt, sondern erhält
>harte Schläge auf den Kopf.

Gast

Autor: Philipp (Gast)
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piezo sensor?

Autor: Holger Sl (holgersl)
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Hallo,
ich habe mir den bestehenden Aufbau noch einmal genau angeschaut. Der 
Federweg ist begrenzt und der jetzige Endschalter sollte lt. Hersteller 
einen Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit haben. Trotzdem fällt der 
Schalter nach relativ kurzer aus. Egal...
Jetzt möchte ich gerne die Lösung mit dem induktiven Nährungssensor in 
Angriff nehmen. Schmutz und Feuchtigkeit sind dem Sensor so ziemlich 
egal und eine mechanische Einwirkung gibt es nicht.

Diesen Sensor habe ich ausgewählt:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Im Bild habe ich den Sensor mal verdrahtet.

Ist das so richtig? Wie gesagt, ich komme eigentlich aus der 
mechanischen Ecke.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Holger Sl schrieb:
>> Im Bild habe ich den Sensor mal verdrahtet.
>
> Ist das so richtig? Wie gesagt, ich komme eigentlich aus der
> mechanischen Ecke.

Nein, die Verdrahtung mußt Du ändern.

+  ist ok.
-  des Bero  nicht an die Relaisspule, sondern an - des 24V Dc 
Netzteils.

Der verbleibende Draht des Bero kommt an das eine Ende der Relaisspule, 
das andere Ende der Relaisspule an -  .

Dann kann es losgehen ,-)

Autor: Holger Sl (holgersl)
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Danke Andrew! Hab die Skizze nochmals geändert.
Ich glaube, auf der 24V-Seite muss auch noch ein Gleichrichter rein. Der 
Sensor akzeptiert nur DC. Welches Bauteil ist zu empfehlen? Vielleicht 
B40C2200? Oje, als Mechaniker eine Schaltung entwerfen...Wenn das mal 
gut geht.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Holger Sl schrieb:
> Danke Andrew! Hab die Skizze nochmals geändert.
> Ich glaube, auf der 24V-Seite muss auch noch ein Gleichrichter rein. Der
> Sensor akzeptiert nur DC. Welches Bauteil ist zu empfehlen? Vielleicht
> B40C2200? Oje, als Mechaniker eine Schaltung entwerfen...Wenn das mal
> gut geht.

Ich war wegen Deiner Bezeichnung "24V DC" davon ausgegangen das dies 
Teil bereits Gleichspanung liefert, obwohl da ein AC Trafo geeichnet ist 
(Mechanikerbonus)  :-)

Nun, Gleichrichter und Siebung , ggfs. Stabilierung etc wären dann auch 
noch nötig.

Daher: Mach es Dir doch einfacher, es gibt kleine fertige 24V DC 
Netzteile .
Such mal bei ebay z.b.

So 24V 0.5 bis 1A am Ausgang -- das sind so die Daten nach denen Du 
suchen könntest.

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