Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wasserstrahl detektieren


von Sina A. (sinapse)


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Hallo,

möchte gerne ein Wasserspiel erstellen bei dem man mit einer 
Wasserpistole auf ein ziel schiessen muss. Ziel soll eine kleine 
wasserdichte Plastikhülle sein ähnlich wie gängige Hüllen für Handys. In 
diese Hülle kommt die notwendige Elektronik die einen Treffer 
detektieren soll. So lange der wasserstrahl auftrifft soll True 
zurückgeliefert werden sonst false.

Bin am überlegen welcher Sensor hier der einfachste und günstigste ist 
um das recht robust detektieren zu können.

Wie würdet ihr vorgehen?

Lg

von 1234567890 (Gast)


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Loch in das Gehäuse machen. Wenn Wasser drinnen ist, Kurzschluss. Lässt 
sich detektieren.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Mikrofon.

von r c (Gast)


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Sina A. schrieb:
> Bin am überlegen welcher Sensor hier der einfachste und günstigste ist
> um das recht robust detektieren zu können.

Ich würd mir erstmal überhaupt was überlegen und DANN ob und wie man es 
einfacher und billiger machen kann.

So simpel ist das nämlich unter Umständen nicht.

Ich würds kapazitiv versuchen.

von Franz M. (elmo64)


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Kraftsensor oder Wägezelle

: Bearbeitet durch User
von A. S. (Gast)


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Feder und Auslenkung (Taster, Lichtschranke, Näherungssensor, DMS, 
Neigungssensor, …)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Genug Druck und Wasser. Frag mal bei der Feuerwehr,
die kennt sich mit sowas aus.

von WIRO (Gast)


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Wie wär's damit?:

[[https://www.bauhaus.info/tastschalter/aqua-form-feuchtraumtaster/p/23709368]]

Eventuell muss die Feder etwas entspannt werden.

Gruß
WIRO

von Sven D. (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Mikrofon.

Ganz genau. Z.b. eine Piezoscheibe als Schallwandler. Einfacher und 
billiger gehts bestimmt nicht.

von Böser Onkel (Gast)


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Propeller mit einem Drehgeber kombinieren.
Der Wasserstrahl bewegt den Propeller und Drehgeber und erzeugt
ein Signal oder eine Frequenz, die man auswerten kann.
Mit einfachen Mitteln realisierbar.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sina A. schrieb:
> So lange der wasserstrahl auftrifft soll True zurückgeliefert werden
> sonst false.
Du vermischst da offenbar auf blauäugige Art einige sehr 
unterschiedliche und weit auseinanderliegende Abstraktionsebenen...

> mit einer Wasserpistole
Was für eine "Wasserpistole"?

> So lange der wasserstrahl auftrifft soll True zurückgeliefert werden
> sonst false.
Wenn der Wasserstrahl in diesem Fall die Pistole und das Ziel 
"überbrückt", dann könnte man ggfs. einfach mit Leitwertmessung was 
machen.

: Bearbeitet durch Moderator
von OldMan (Gast)


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Evt. ein Microschalter mit großflächiger Fahne daran, um die Kraft zum 
schalten des Schalters zu gewährleisten. Die Dinger gibt es auch in 
wasserdicht. Oder eine flexible Membran davor.
So haben wir früher (70 iger) Lüfterüberwachungen in HF Endstufen 
realisiert.
Gut,damals hatten wir noch richtig Platz. Die Röhren waren auch ein 
klein wenig größer als SMD :-).

von Toby P. (Gast)


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Sina A. schrieb:
> Bin am überlegen welcher Sensor hier der einfachste
Capacitives touch.

Ist eigentlich für den Ersatz von Tastern gedacht, reagiert aber auf den 
Wasseranteil im Finger. Hab mit mTouch gute Erfahrungen. Hier ne kleine 
Einführung in die Technologie:
https://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en542979.pdf

Geht hinter ner Plastikfolie ohne Probleme, man ist auch recht frei in 
der Gestaltung der "Tastergeometrie".

> und günstigste ist

Für Entwickler quasi kostenlos wenn man die Taste auf ner Leiterplatte 
macht und einen Kontroller nimmt der mTouch drin hat.

Oder ein Demoboard kaufen und die Signale abgreifen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Toby P. schrieb:
> Capacitives touch.
Ich tippe auf: vergeudete Zeit.

> reagiert aber auf den Wasseranteil im Finger
Reagiert auch auf alles mögliche Andere, z.B. seitliche Spritzer, 
ablaufende Tropfen, festsitzende Tropfen, ...

von W.Nickel (Gast)


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Leitwert zwischen Pistole und Hülle ist ein Irrweg. Wenige cm nach dem 
Austreten wandelt sich der Strahl in kleine Tröpfchen.

von Nimm (Gast)


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Den Mittelstrahl!

von STK500-Besitzer (Gast)


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Worum geht es in diesem Spiel?
Soll nur ein Mal kurz das Ziel getroffen werden?
Oder die Position über eine gewisse Zeit gehalten werden?
Beim zweiten ginge es um eine Vokumen/Masse-Messung...

von Harald W. (wilhelms)


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Sina A. schrieb:

> möchte gerne ein Wasserspiel erstellen bei dem man mit einer
> Wasserpistole auf ein ziel schiessen muss. Ziel soll eine kleine
> wasserdichte Plastikhülle sein. So lange der wasserstrahl auf-
> trifft soll True zurückgeliefert werden sonst false.

M.E. sollte das am Besten mit einer IR-Reflexlichtschranke
funktionieren. Ähnlich arbeiten ja auch Regensensoren im Auto.

: Bearbeitet durch User
von Ich (Gast)


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Stell ne Katze hin, die detektiert nen Wasserstrahl sehr zuverlässig.
Und öko ist es auch.

von Harald W. (wilhelms)


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Ich schrieb:

> Stell ne Katze hin, die detektiert nen Wasserstrahl sehr zuverlässig.
> Und öko ist es auch.

Dann muss man zusätzlich aber noch einen Miau-Detektor bauen.

von Ich (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Dann muss man zusätzlich aber noch einen Miau-Detektor bauen.

Der sitzt doch im Doppelpack am Kopf.
Und der dazu gehörige Ereignisszähler wurde in der 2. Klasse 
implementiert.

von Toby P. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Toby P. schrieb:
>> Capacitives touch.
> Ich tippe auf: vergeudete Zeit.
Mit einem Demoboard ca. 1/2 Stunde


Lothar M. schrieb:
> Reagiert auch auf alles mögliche Andere, z.B. seitliche Spritzer,
sind evtl. über die Feldstärke detektierbar, Versuch macht kluch.

> ablaufende Tropfen, festsitzende Tropfen, ...
über die Änderung detektierbar, s. Anhang weiter oben.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Ist dir das Wo wichtig, oder das Ob? Ein Ziel zu treffen ist mE. ein Wo. 
Die simple zweiwertige Logik true/false nur ein Ob. Vielleicht baust du 
auf die Pistole einen Laser und der Wasserstrahl ist nur ein netter 
Gimmick.

von Sina A. (sinapse)


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Vielen Dank für die vielen Antworten... sind ja ein paar echt tolle 
Ideen dabei. Hoffe ihr habt alle schöne Feiertage.

Auf die Liste kommen

- Kraftsensor und Wägezelle, Feder und Auslenkung, mikroschalter etc: 
gut
- Kapazitiv: hier frage wie empfindlich das ist, wenn Wassertropfen 
hängen bleiben.
- Mikrofon: gut
- IR-Reflexlichtschranke: kannte ich noch nicht... schau ich mir auf 
jeden fall mal an


1234567890 schrieb:
> Loch in das Gehäuse machen. Wenn Wasser drinnen ist, Kurzschluss. Lässt
> sich detektieren.

Wenn das Loch klein genug ist, muss man ja das Loch treffen, jedoch soll 
die ganze Scheibe als Ziel dienen. Wenn sich Wasser ansammelt bleiben 
Tropfen liegen, die den Kurzschluss aufrechterhalten. Man müsste das 
Loch dementsprechend größer machen... dann wirds schwierig mit dem 
Kurzschluss. oder?


WIRO schrieb:
> Wie wär's damit?:
>
> [[https://www.bauhaus.info/tastschalter/aqua-form-feuchtraumtaster/p/23709368]]

man muss hier die untere seite des tasters treffen oder noch irgendwie 
sich was mechanisches überlegen... da sind die anderen ideen weniger 
aufwendig würde ich sagen.

Böser Onkel schrieb:
> Propeller mit einem Drehgeber kombinieren.

ja, auch lustig... mir gefällt nur das nicht mechanische irgendwie 
besser.

Lothar M. schrieb:
>> So lange der wasserstrahl auftrifft soll True zurückgeliefert werden
>> sonst false.
> Du vermischst da offenbar auf blauäugige Art einige sehr
> unterschiedliche und weit auseinanderliegende Abstraktionsebenen...

Wieso? ist doch ein sehr klares requirement

>> mit einer Wasserpistole
> Was für eine "Wasserpistole"?

soll richtung super soaker gehen... also längere strahl dauer möglich.


>> So lange der wasserstrahl auftrifft soll True zurückgeliefert werden
>> sonst false.
> Wenn der Wasserstrahl in diesem Fall die Pistole und das Ziel
> "überbrückt", dann könnte man ggfs. einfach mit Leitwertmessung was
> machen.

wow... noch gar nicht in die richtung gedacht. hmm... wird aber sehr 
viel aufwendiger als die anderen ideen. das coole wäre dass man die 
treffer einer wasserpistole zuordnen könnte... hm hm

STK500-Besitzer schrieb:
> Worum geht es in diesem Spiel?
> Soll nur ein Mal kurz das Ziel getroffen werden?
> Oder die Position über eine gewisse Zeit gehalten werden?
Zeit wird gezählt solange wasserstrahl auf ziel trifft. Je höher die 
auftreffdauer desto mehr punkte.

> Beim zweiten ginge es um eine Vokumen/Masse-Messung...
wie diese messung bewerkstelligen? mit auffangbehälter? das wäre dann 
nicht so gut weil man das dann immer ausleeren müsste (nicht schlimm, 
aber wozu wenn die anderen lösungen das nicht benötigen)

Boris O. schrieb:
> Ist dir das Wo wichtig, oder das Ob? Ein Ziel zu treffen ist mE. ein Wo.
Ich wollt erstmal mit einer plastiktasche starten. wenn diese getroffen 
wird soll true zurückgeliefert werden. also erstmal so handy-größe

> Die simple zweiwertige Logik true/false nur ein Ob. Vielleicht baust du
> auf die Pistole einen Laser und der Wasserstrahl ist nur ein netter
> Gimmick.
hehe... wasser solls schon sein.

von Sina A. (sinapse)


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so auf den ersten blick sehen mirkofon/piezoscheibe am besten aus. denke 
durch die amplitude lässt sich gut feststellen, ob es ein treffer oder 
nur seitliche spritzer sind. und es liesse sich über die Amplitude 
feststellen ob die scheibe überhaupt getroffen wurde... sprich 
irgendeine stelle der Plastikjhülle.

von Toby P. (Gast)


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Sina A. schrieb:
> - Kapazitiv: hier frage wie empfindlich das ist, wenn Wassertropfen
> hängen bleiben.

Ist eines der Hauptprobleme und es gibt eine Menge Literatur darüber.
Die Empfindlichkeit lässt sich mittels Software einstellen und 
liegengebliebene Tropfen ausfiltern. Du kannst deine Touchfelder aber 
frei gestalten, auch als konzentrische Ringe.

> so auf den ersten blick sehen mirkofon/piezoscheibe am besten aus.

Dazu müsste sich das Verhältnis zwischen Volltreffer und Streifschuss 
aber deutlich unterscheiden. Würde ich mit 
Luftballon->Mikrofon->Soundkarte mal ausprobieren.

-

Beim Thema Luftballon fällt mir der Dehnungsmessstreifen (DMS) ein.
Die Dinger sind hochempfindlich und günstig.

Also evtl.:
Eine Platte mit Loch, eine dehnbare Folie, ein DMS .
Die Folie wird auf der Platte vollflächig verklebt.
Im Loch wird der DMS hinten auf die Folie geklebt

Du erhälst im Zielbereich ein "Trommelfell" das sich beim Auftreffen der 
Wassermasse verbiegt. Das wird vom DMS detektiert.

Könnte funzen.

von Joe F. (easylife)


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Sina A. schrieb:
> Ich wollt erstmal mit einer plastiktasche starten. wenn diese getroffen
> wird soll true zurückgeliefert werden. also erstmal so handy-größe

Interessant zu wissen wäre auch in welcher Umgebung der Sensor 
eingesetzt werden soll.
Einige der angedachten Ideen erfordern leise, bewegungs- und 
erschütterungsfreie Betriebsbedingungen.

Das funktioniert aber nicht mehr, wenn z.B. angedacht ist ein 
Treffererkennungsgerät zu bauen das der Spieler am Körper mit sich 
herumträgt (für eine Art "Wasser-Gotcha").

In dem Fall wird sich der Sensor teilweise ruckartig bewegen, an 
Kleidungsstücken wetzen, seine Lage ändern (Drehungen) und relativ 
intensiven Schallereignissen (rufende Spieler) ausgesetzt sein.

Für diesen Fall hätte ich da noch eine Idee:
Sensoren, die auf Schall- bzw. Erschütterungsdetektierung oder 
Gewichtsermittlung basieren scheiden da eher aus, bleibt noch eine 
Erkennung über elektrische Widerstandsänderung.
Dafür gibt es ja die klassischen Sensoren, bei denen sich 2 leitende 
Metall-Kontaktflächen mäanderförmig gegenüberstehen. Nachteil ist: das 
Wasser kann auf der Oberfläche oder in den Zwischenräumen hängen 
bleiben, der Widerstand erhöht sich also nicht sofort, wenn der 
"Beschuss" aufhört.
Man könnte mal experimentieren, ob man durch Mischen von Wachs und 
Graphitpulver ein Material herstellen kann, das elektrisch leitfähig ist 
und eine Art "Lotuseffekt" besitzt, um auftreffendes Wasser möglichst 
schnell wieder abperlen zu lassen.
Günstig wäre u.U. auch, dem Wasser eine kleine Menge Elektrolyt (z.B. 
Kochsalz) beimischen zu dürfen.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sina A. schrieb:
>> Du vermischst da offenbar auf blauäugige Art einige sehr
>> unterschiedliche und weit auseinanderliegende Abstraktionsebenen...
> Wieso? ist doch ein sehr klares requirement
Nur liegen eben zwischen "Wasser auftreffen" und "True liefern" einige 
Signalverarbeitungsschichten und damit Abstraktionsebenen.

Toby P. schrieb:
> Sina A. schrieb:
>> - Kapazitiv: hier frage wie empfindlich das ist, wenn Wassertropfen
>> hängen bleiben.
> Ist eines der Hauptprobleme und es gibt eine Menge Literatur darüber.
> Die Empfindlichkeit lässt sich mittels Software einstellen und
> liegengebliebene Tropfen ausfiltern.
Funktioniert halt nicht im Mindesten zuverlässig im Sinne von "einmal 
eingestellt, läuft immer".
Wir haben für einen kapazitiven 12" Touch in nasser Umgebung 
(Spritzwasser) mit Prototypen, E-Serie und Vorserie locker 300k€ in den 
Sand gesetzt und sind zum Glück noch vor dem Serienanlauf wieder auf den 
erprobten resistiven Touch umgestiegen.

Toby P. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Toby P. schrieb:
>>> Capacitives touch.
>> Ich tippe auf: vergeudete Zeit.
> Mit einem Demoboard ca. 1/2 Stunde
In der ersten halben Stunde sah das alles noch recht vielversprechend 
aus...


Toby P. schrieb:
> Beim Thema Luftballon fällt mir der Dehnungsmessstreifen (DMS) ein
Man könnte einen Luftballon über einen dünnen Schlauch an einen 
Druckmesser anschließen und messen,  ob sich durch auftreffendes Wasser 
der Druck (evtl. auch nur hochfrequent) ändert.

von Theor (Gast)


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Auf dem Rummel (Jahrmarkt, Kirmes) wurde das mal mit einem Luftballon 
gemacht, der genug mit Wasser gefüllt, geplatzt ist.

Eine andere Idee hatten mal die Wetterfrösche :-), bei denen der 
aufgefangene Regen eine Schale gefüllt hat, die bei einem bestimmten 
Gewicht umgekippt ist und sich so selbst geleert hat.

von Edward C. (teddy)


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Piezzo geht super gut. Hab Ich vor langer zeit fuer (leichtes) 
Ankplopfen benutzt. Da ein uC Eingang sehr hohe Impedanz hat, kann man 
den Piezzo direct anklemmen. Am besten eine Scheibe ohne Gehaeuse mit 
"etwas mehr Flaeche versehen". zB Runde Leiterpaltte mit Superkleben 
ankleben. Siehe hier https://www.arduino.cc/en/tutorial/knock
Jedoch habe Ich bessere Erfahrung (wie gesagt) mit "Piezzo, nackt, ohne 
Gehause auf eine "Detektor" Flaeche geklebt".

Achtung beim selber loeten. 1/10tel Sekunden muessen reichen, sonst ist 
die mittlere Silberschicht verdampft ;) Kabel vorverzinnen. Etwas Zinn 
auf die Loetspitze und  ganz kurz mit Kolben gegenhalten und gut ist.

Gruss

: Bearbeitet durch User
von hitd (Gast)


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Noch eine Idee:

Das Ziel erwärmen (z.B.Peltier-Element mit Kühlkörper) und hinsichtlich 
der Temperatur überwachen (z.B. K-Typ Sonden, wie beim Messgerät. Wasser 
kühlt recht gut. Alternativ Ziel kühlen ( ca. 10 oder 5 Grad ) und mit 
warmen Wasser spritzen.

Einfach mal einen Testaufbau versuchen mit einem billigen DMM mit 
Temperaturfühler.

von Osgalomenix (Gast)


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der Natur abgeschaut - bis 2m genau:
https://www.youtube.com/watch?v=S4G_MeUUZlI

von Osgalomenix (Gast)


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Nachtrag:
optisch geht nur für Augenträger - Soll das Wasserspiel auf für Blinde 
sein?

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