Forum: HF, Funk und Felder 2D Positionserkennung - Hall / RFID / Ultraschall


von Steffen (Gast)


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Hallo zusammen,

folgende Idee möchte ich realisieren:

Ich möchte die Farbe meiner LED-Streifen (WS2812) auswählen, indem ich 
ein Objekt in eine Holzschale lege. Die Position bestimmt dann die Farbe 
des Lichtes. Also ähnlich eines Color-Wheels mit Weiß als Mittelpunkt. 
Von der Elektronik sollte möglichst wenig zu sehen sein. Radius des 
Kreises sollte so 30cm sein. Es sollte eine Auflösung erreicht werden 
mit der man innerhalb des Kreises mindestens 2^12 - 2^15 Punkte erkennen 
kann. Damit würde man RGB immernoch mit 4-5-bit dimmen können.

Um die Position des Objektes innerhalb des Kreises zu bestimmen fallen 
mir mehrere Methoden ein (mal mehr mal weniger praktikabel):

1. Ultraschall:
Einen Ultraschallsensor am Rand des Kreises entlanglaufen lassen und 
anch innen "schauen" lassen.
Zwei schwenkende Ultraschallsensoren mit gegenüberliegenden Empfängern 
wäre vielleicht auch denkbar.
Ebenso könnte der Ultraschall-Sender im Objekt stecken. Die Versorgung 
könnte mittels Wireless-Power-Spulen stattfinden. Damit verbunden wäre 
aber eine aufwendige akustik um die Signale an den drei Empfängern 
(Triangulation) auch bei drehung des Objektes konstant zu halten.

Pro: Einfache Auswertung
Kontra: Geräusche, Bewegung, Langsames Mess-Intervall, Mechanisch 
aufwendig


2. RFID:
Drei RFID-Empfänger. Der RFID-Chip steckt im Objekt und seine Position 
wird über die Signalstärke und Triangulation ermittelt.

Vorteil: Keine Elektronik sichtbar, Kompakt, Objekt kann passiv sein, 
Mehrere Objekte per ID untercheidbar
Nachteil: Aufwendige Kalibrierung der Signalstärken

Offene Fragen: Reicht die Signalstärke? Wie gut lässt sich die Auflösung 
abschätzen?

3. Hall-Effekt
Ähnlich wie beim RFID-Prinzip wird über Triangulation die Position eines 
kleines Magneten im Objekt festgestellt.

4. Sensor-Gitter
Unter der Holzplatte eine Sensor-Netzwerk aus Kapazitiven Sensoren oder 
was sonst grad geeignet ist aufbauen.

5. Touch-Folie:
Mehr braucht man eigntl nciht sagen, oder?

Pro: Einfach zu realisieren und wahrscheinlich fertig iwo zu kaufen
Kontra: Optisch absolut nicht das, was man erwartet...

6. Drucksensoren:
Mittels Gitter oder mittels Dehnmesstreifen in x- und y-Richtung.

Nachteil: Holzplatte kann nicht in einem Stück sein.

Vorteil: Verschiedene Möglichkeiten der Sensorik und klarer 
Aufbau/Auswertung
Nachteil: Feines und aufwendiges Gitter erfoderlich um geau zu 
detektieren


Bei den Ideen ist natürlich auch Mist dabei, aber für ein Brainstorming 
sicher hilfreich.

Habt ihr noch andere Ideen, die man praktisch Zuhause aufbauen könnte? 
Ich möchte keine theretische Diskussion entfachen wie man es machen 
KÖNNTE. Es sollte in den eigenen vier Wänden ohne aufwendige/präzise 
Fertigung oder zu komplizierter Kalibrierung machbar sein.


Danke

Steffen

von Steffen (Gast)


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Hab ausversehn was gedreht:

Die Vor-und Nachteile am schluss sind dem Sensor-Gitter zuzuordnen.

Noch eine Möglichkeit ist die verwendung von mehreren IR-Dioden und 
gegenüberliegenden Empängern entlang der x- und y-Achse

von Stefan M. (derwisch)


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Die Definition der Holzschale ( Fotos ) wäre wichtig, um das genauer zu 
beantworten.

Ich würden es mit Drucksensoren unter der Schale realisieren.
Hat die Schale Standfüße?
Wenn alle Sensoren den gleichen Wert liefern, liegt das Objekt mittig...

Gibt es immer nur ein einziges Obljekt, das in der schale liegt?

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Stefan M. schrieb:
> Die Definition der Holzschale ( Fotos ) wäre wichtig, um das genauer zu
> beantworten.
>
> Ich würden es mit Drucksensoren unter der Schale realisieren.
> Hat die Schale Standfüße?
> Wenn alle Sensoren den gleichen Wert liefern, liegt das Objekt mittig...
>
> Gibt es immer nur ein einziges Obljekt, das in der schale liegt?

Das hätte die Eleganz jedem Sensor einen Farbkanal zuordnen zu können 
und würde auf einen Simple 3 Kanal ADU mit digitalem Korrekturfaktor und 
Offset arbeiten zu können.
Namaste

von Basti (Gast)


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Aus Erfahrung mit meinem LED Tisch:
https://sebastianfoerster86.wordpress.com/2015/10/13/led-tisch/

...könnten sich die DMS oder Drucksensorauflagen leicht verspannen 
(Temperatur und bei Holz gerade die Feuchte), man muss das ganze dann 
mehr oder wenig digital nachbearbeiten. D-Glied und keine Absolutwerte 
nehmen... z.B.

Von TI gibts 24 bittige Induktivitätssensoren... Eine Folie in X und Y 
Richtung und los gehts... Muss dann natürlich eine Metalkugel sein...
Aber stell ich mir richtig gut vor: Halbrunde Schale und man rollt eine 
Metallkugel rein, die LED-Farbe folgt der Bewegung.

VG Basti

von Steffen (Gast)


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Wenn alle drei Sensoren den gleichen Wert liefern muss das Objekt nicht 
zwangläufig in der Mitte liegen. Die Sensoren müssen kalibriert werden, 
damit sie genau den gleichen Output haben, wenn das Objekt in der Mitte 
liegt. Von allein ist das selten der Fall.

Haben Drucksensoren nicht den Nachteil, dass die bei einer massiven 
Holzplatte die Position nicht unterscheiden können? Oder nimmt man da 
auch drei Sensoren und misst die Druckverteilung zur Positionierung?

Bisher habe ich keine Holzschale real hier liegen. Es handelt sich 
bisher nur um Überlegungen. Um es einfacher zu gestalten könnte man 
statt einer Schale auch eine dreieckige Holztafel bauen. Da will ich 
mich noch gar nicht festlegen. Es geht bisher nur um die Messmethoden

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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du baust eine Dreipunktauflage und in jeden Punkt kommt ein 
Kraftsensor(Dehnungsmestreifen oder Druckdose oder Piezzoaufnehmer)
über je eine Auswerteschaltung erhälst du je Aufnehmer einen Analogwert 
welchen du einer ADU  zuführst. Die Analogen Schaltungen Grob 
Kallibrieren kannst du mit leerer Schüssel falls nötig. Ansonsten ist 
der Rest reinweg SW

Namaste

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Haben Drucksensoren nicht den Nachteil, dass die bei einer massiven
Holzplatte die Position nicht unterscheiden können? Oder nimmt man da
auch drei Sensoren und misst die Druckverteilung zur Positionierung?

Die frage ist natürlich wie schwer ist die Schale im Verhältnis zum 
Testkörper und wie sensiebel ist das System im Verhältnis zu seiner 
Stabilität.

Im Aufzugbau habe ich Tonnen schwere Kabinen und Gegengewichte und Seile 
welche das tragen. Trotzdem kann ich Beladungsänderungen von weniger als 
5 kg mittels DMS auflösen. Obgleich das System bewegt wird.

Namaste

von Hp M. (nachtmix)


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Steffen schrieb:
> Um die Position des Objektes innerhalb des Kreises zu bestimmen fallen
> mir mehrere Methoden ein

Billige Webcam?

von Steffen (Gast)


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Zur Webcam:

Für eine Mikrocontroller-Anwendung zu aufwendig. Ausserdem muss sie dann 
auch iwo stehen und die Schale kann nicht bewegt werden. Am Ende sollte 
diese ja auch über Akku laufen und die Daten per XBee an ein 
Mastersystem senden.

Zu den Drucksensoren:
Mein Problem mit einer massiven Holzplatte war halt, dass ich bei 
Drucksensoren nur an ein Sensorgitter gedacht habe, aber nicht an 
Druckverteilung an drei Punkten. Aber das Prinzip ist super. Im Grunde 
genau die Lösung nach der ich gesucht habe.

Vielen Dank auch für die anderen Ideen :)

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