Hallo, ich möchte eine Positionsbestimmung (ein Schlitten fällt auf einer Achse senkrecht nach unten) berührungslos durchführen... mit der Position möchte ich dann die Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt ermitteln (ca. 25 mal pro Sekunde) also: der Schlitten fällt entlang einer Stahlachse etwa 20 cm nach unten, die Position des Schlittens soll mit einer Genauigkeit von +- 0,5 mm gemessen werden. Wie mache man sowas am besten? Ultraschall? Laser (Laufzeit oder Winkelablenkung)? andere Vorschläge? berührungslos deshalb, weil sonst unter Umständen der Schlitten in seiner Bewegung gebremst würde. Grüße, Dierk
Wenn viel Geld vorhanden: Laser oder Radar ansonsten Ultraschall
Alten Tintenpisser schlachten, hochkant an die Wand stellen (ich hab noch so ein Schrott-Teil von HP im Keller rumliegen) Dieser Tintenpisser (nur die von HP?) hat zur Kopfpositionierung so einen Plastikstreifen mit Querstrichen "hinter" der dicken Führungsstange, und eine Gabellichtschranke ermittelt daraus die Kopfposition. Die Führungsstange ist recht robust, und ziemlich genau 20 cm lang (DINA4 breit und ein bischen mehr) Erzähl mal was du da machen möchtest, für eine Fallturm-Anordnung ist es etwas kurz ...
Wie wäre es alternativ direkt mit einer Beschleunigungsmessung unter Verwendung eines Beschleunigungssensors?
Mit Lichtschranken, Barcodes etc kriegt man keine 0,5mm hin. Selbst wenn man das akustisch hinbekommt, sollte man nicht vergessen, dass Rahmenbedingungen wie Temperatur und Luftdruck mitspielen. Ob das dann für 0,5mm reicht? Ein Beschleunigungssensor, der so genau ist, dass sich am Ende der Strecke eine auf 0,5mm genaue Position ableiten lässt? Laserlaufzeit auf 0,5mm? Unter 2 Pikosekunden messen? Geht wohl, aber Aufwand? Nein, das muss anders laufen. Meine nicht minder bizarren Ideen: - Laserdrucker schlachten: Auf dem Schlitten starr angebrachter Laser trifft auf sich drehende Fotowalze die ihre Erkenntnisse zu Papier bringt. - Irgendwas mit Videokamera. Passt ganz gut zu den 25Hz.
die optische Lösung mit Streifenraster und Gabellichtschranke halte ich für rel. einfach machbar. Eine passende Doppel-Lichtschranke wäre z.B. bei Conrad GABELLICHTSCHRANKE GP1A038RBK(L) Artikel-Nr.: 185377 - 62 Damit kriegt man eine Auflösung bis 0,17 mm hin, ein passendes Raster lässt sich mit dem Laserdrucker erzeugen. Eine weitere Methode wäre ein opt. Entfernungsmesser nach Triangulationsmethode: ein Zeilensensor detektiert einen Punkt der von einem Laser erzeugt wird. Es gibt fertige Sensoren die damit bis aufs µm genau messen, hängt vom Messbereich ab. Vorteil: absolut Berührungslos, nur ein Punkt zum Anpeilen nötig. Nachteil: fertiges ist teuer, selber bauen nicht so einfach.
nochne Idee: optische Mäuse können ja heute auch mehrere 100 DPI Auflösung, nur wie kommt man schnell an die Daten ran ?
Garnicht. Der Sensor dieser Teile ist zu langsam. Mein Trackman Marble liefert ab einer bestimmten Kugeldrehzahl schlicht keine Daten mehr. Das entspricht dann grob geschätzt einer Oberflächengeschwindigkeit von 1/3 dessen, was hier zu erwarten ist. Die Idee mit dem Tintenpisser und der Gabellichtschranke erscheint mir noch als das sinnvollste, zumal die Mechanik für den Absturz gleich dabei ist. Gruss Jadeclaw
Teuer, aber in Sachen Genauigkeit, Geschwindigkeit, Auflösung und Gehäusegrösse unschlagbar sind die Laser-Abstandssensoren (OADM 12x oder OADM20x) von Baumer Electric: www.baumerelectric.com Für einen kommerziellen Einsatz würde ich nicht lange basteln so einen Sensor kaufen. Die Teile haben einen analogen 0/4-20mA 16-Bit Stromausgang und soviel ich weiss sind auch Typen mit digitalem Interface erhältlich. Ich bin sicher, mit so einem Teil ist Dein Problem gelöst!
Es gibt auch magnetische schtreifen un leseköpfe für relative und absolute längenmessung ... (z.b. digital schieblehre z.b Mitutoyo ) oder es geht auch induktiv z.b linear / differenzial transformator... gr.M.
Optisch, per "Barcode" ist die einfachste Möglichkeit. Und die erzielbare Auflösung ist extrem hoch. Es gibt Glasmaßstäbe, die machen für unter 150,- Euro eine Auflösung von 1/100 mm. Wenn Du noch eine Null an den Preis hinhängst, bekommst Du 1/1000 mm Auflösung... Ansonsten, soll's billig werden und reichen 17/100 mm, dann ist Johannes Stratmanns Lösung das richtige: Gabellichtschranke GP1A038RBK(L) und ein eigenes Streifenraster ausdrucken. Da der Schlitten eh geführt ist, ist auch die mechanische Ausrichtung überhaupt kein Problem.
Tja, wie ich schon sagte: Bei ebay für 5 EUR einen alten ausgetrockneten Tintenpisser holen. Stabile Spurstange, Gabellichtschranke, Streifenraster, alles dabei.. Wahrscheinlich noch sonstiges Verstärker- und Zählerzeug auch noch, denn auch der Tintenstrahler muß ja genau positionierne können
> Ein Beschleunigungssensor, der so genau ist, dass sich am Ende der > Strecke eine auf 0,5mm genaue Position ableiten lässt? Umgekehrt wird ein Schuh draus. Er wollte die Position nur, um daraus die Beschleunigung zu berechnen: "Mit der Position möchte ich dann die Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt ermitteln (ca. 25 mal pro Sekunde)" Daher mein Vorschlag, die Beschleunigung gleich direkt zu messen.
Genau, er will die Beschleunigung >mit der Position möchte ich dann die Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt >ermitteln (ca. 25 mal pro Sekunde) >also: der Schlitten fällt entlang einer Stahlachse etwa 20 cm nach >unten, die Position des Schlittens soll mit einer Genauigkeit von +- >0,5 mm gemessen werden. Also Bestimmung der Beschleunigung senkrecht nach unten das geht ohne Messung -> Erdbeschleunigung 1g =9,81m/s2 Die variiert natürlich leicht je nach Position auf der Erde und es ist die Bremskraft der Luft zu berücksichtigen Die Position auf der Erde kannst du per GPS bestimmen, den Luftdruck per Drucksensor.
Hallo, danke für die Vorschläge! der Vorschlag mit der Gabellichtschranke + Streifenmuster klingt sehr gut, daran hatte ich gar nicht gedacht. Und er ist auch recht einfach aufzubauen. Eigentlich benötige ich drei Parameter: Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Nachdem eine gewisse optimale Geschwindigkeit (die ich noch experimentell ermitteln muß) erreicht ist soll die Meßapparatur über Feedback die Beschleunigung bei 0 halten - d.h. die Geschwindigkeit soll nach einer Beschleunigungsphase konstant gehalten werden. Der Schlitten hat ein Eigengewicht, wird aber (durch einen mechanisch-chemischen Prozeß, dessen Viskosität elektrisch steuerbar ist) von oben festgehalten. Die Ablaufgeschwindigkeit dieses Prozesses (d.h. letztlich die Viskosität) möchte ich per Feedback steuern... das Ganze soll billig und "custom-made" für unser Lab sein Alternativ könnte ich mir die Messung per US vorstellen, dazu habe ich das hier gefunden: http://www.roboter-teile.de/datasheets/srf04.pdf bin mir aber nicht sicher ob das von der Auflösung her taugt... vielleicht hat das (oder ein ähnliches System) schon mal jemand getestet? Danke + Grüße, Dierk
Wie wär's damit, das ganze schlicht mit einer DV-Kamera aufzunehmen? Wenn auf dem Schlitten ein von einem Programm identifizierbarer Referenzpunkt drauf ist, sollte sich aus dem Stream die Bewegung recht genau programmtechnisch ableiten lassen.
So arg genau dürfte das auch nicht werden. Die Auflösung der Kamera begrenzt das dann doch.
Die Probleme sind Verzerrung und Unschärfe durch die Optik, Bewegungsunschärfe, Beleuchtung und Auswertung. "Barcode" ist die Standardlösung für das beschriebene Problem.
Lässt sich problemlos kalibrieren, zumal es ja nur um eine Achse geht. Natürlich ist das nicht die präziseste Lösung. Aber ja nachdem was vorhanden ist, ist es möglicherweise die billigste.
Ok, wenn du sie hochkant nimmst, könnt's gehen. Anders rum hat sie halt meines Wissens nur 288 Zeilen (Halbbild), sofern sie die volle PAL-Auflösung bringt. Außerdem setzt das eine entsprechend verzerrungsfreie Optik und eine verlustarme Komprimierung voraus. Möglich, daß es geht, aber ich stell's mir nicht so einfach vor.
A.K. mag es nicht so sehr, wenn seine Vorschläge nicht ankommen und sein
Wissenstand nicht korrekt ist:
Autor: A.K. Datum: 02.08.2005 00:57
> Mit Lichtschranken, Barcodes etc kriegt man keine 0,5mm hin.
Wie gesagt, Glasmaßstäbe (Barcode in ein Glassubstrat geäzt) machen
günstig 1/100 mm Auflösung, wenn man ein wenig mehr ausgibt 1/1000 mm
und wenn man noch mehr Geld ausgibt wird's noch genauer.
Und wer das alles nicht braucht, nimmt einen Sharp-Sensor für ca. 5,-
Euro und druckt sich den Barcode selbst aus und hat so 0,17 mm
Auflösung.
Aber das ist ja alles nicht so gut, wie jetzt so ein dolle DV-Cam zu
verwenden. Hauptsächlich komplizierte Bild-Auswertungs-Software
schreiben/benutzen, wenn es einfacher mit einem Quadraturzähler geht.
Die "Barcode"-Lösung macht ein kleiner Mikrocontroller nebenher, bei
der DV-Cam-Version braucht es schon einen ganzen PC mit allem drum und
drann...
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