Hallo,
ich möchte die Positon eines Magneten auf einer Fläche (ca. A4 210 x 300
mm) bestimmen.
Ich muss die Position eines Objektes auf einer Platte bestimmen. Die
Platte wird stark verschmutzt, daher fallen alle optische Methoden weg.
Die Elektronik sollte später in der Platte vergossen werden. Ich dachte
daher, dass es ja irgendwie möglich sein muss, einen Magnet in das
Objekt einzubauen und die Position dann über die Platte zu bestimmen.
Gibt es einen solchen Sensor?
Eine weiter Idee ist die Technik von Grafiktabletts. Hierzu habe ich
aber immer nur ganze Tabletts gefunden. Ich bräuchte allerdings nur den
Chip/Antenne, um das ganze dann an einen Mikrocontroller anzuschließen.
Die Elektronik des Stifts ließe sich in das Objekt einbauen. Die einzige
Firma die ich bis jetzt in diese Richtung gefunden habe ist die Firma
Waltop, aber die melded sich leider nicht auf Email anfragen.
Kennt jemand eine Alternative?
Danke für Eure Hilfe
Heinz
Welches Material ist die Platte?
Welcher Art die Verschmutzung?
Wie schnell muss die Messung sein?
Kann man aus der Entfernung via Kamera messen?
Wieder ein geheimes Projekt?
Die Genauigkeit sollte idealerweise 1 mm betragen. Mir ist klar, dass
das ganze bei Magneten entsprechend ungenauer wird. Bei der Technik wäre
5 mm gut.
Die Geschwindkeit der Messung sollte kleiner sein als 100 ms!
Das Material der Platte steht noch nicht fest, kann also alles sein.
Kamera ist nicht möglich. Die Platte muss möglichst Flach sein.
Es handelt sich um ein HMI. Ist ein Spaß-Projekt mit ein paar Freunden,
soll eine art Partyspiel werden. Daher ist die Verschmutzung auch nicht
vorhersehbar.
Was hat das mit Hausing Market Index zu tun?
Oder mit dem Hahn Meitner Institut?
Oder ists ein Host Micro Interface?
Bloß nicht zu viel verraten!
Ein Partyspiel und starke Verschmutzung? Prusten die Bier und Cola
drüber oder muss es noch unter einem Berg von angematschten Chips
funktionieren?
Bei ner Ferromagnetischen Platte wirst Du Probleme mit dem Magneten
bekommen.
Hmm.
Einfach nur Brainstorming:
Könnte man in die Platte parallele 'Drähte' einlassen und die Stärke des
Magnetfeldes messen und dann 'triangulieren'?
Was ist mit kapazitiven Sensoren, wie sie in Touchscreens benutzt
werden?
in jede der 4 Ecken einen Hall Sensor. Aus den Differenzen der Sensoren
müsste man die Position errechnen können.
Prinzipiell würden auch 3 Sensoren funktionieren.
Karl heinz Buchegger schrieb:
> Was ist mit kapazitiven Sensoren, wie sie in Touchscreens benutzt> werden?
Sowas scheint mir das sinnvollste. Zumal er 5mm auflösen will. Also ein
Tablet PC benutzen, da kann er gleich den Spielplan drauf abbilden :-)
Noch ne Idee: Wie sieht es mit Grafiktabletts aus?
Und noch eine Frage an Dich, meine Physikkenntnisse lassen mich gerade
im Stich. Wie willst Du mit einem Draht die Megnetfeldstärke messen?
(Idee der parallelen Drähte)
Grafiktabletts habe ich auch schon als Idee gehabt. Wäre ideal,
allerdings gibt es die nur noch mit USB - die lassen sich also nicht so
einfach an einen Mikrocontroller anschließen. (Ach wie schön war die
gute alte RS232 Zeit!) Daher ja eingangs die Frage nach Chips/Antennen
von Tabletts. Ich habe ein Aiptek Tablet, da ist ein Waltop-Chip
verbaut. Leider finde ich kein Datenblatt von Waltop.
Kapazitiv stand auch schon zur Diskusion. Würde mit einem Finger auch
super funktionieren aber bei einem Obejkt z.b. aus Kunststoff wird es
dann schwierig. (Künstliches E-Feld aufbauen etc.)
Sind Hall-Sensoren in den 4 Ecken für ein DINA4 Feld genau genug? Woher
kann man die bekommen? Irgendwelche Erfahrungen hiermit?
> Sind Hall-Sensoren in den 4 Ecken für ein DINA4 Feld genau genug? Woher> kann man die bekommen? Irgendwelche Erfahrungen hiermit?
Mit Hallsensoren an jeder Ecke einer DIN A4 Seite ist es wohl ehr
schwierig. Die Entfernungen sind einfach zu groß. Normalerweise werden
die ein wenigen mm Entfernungen betrieben. Außerdem wie soll dann die
Auswertung geschehen? Man müßte alle 4 analogen Signale miteinander
"verheiraten" (DSP) um die Lage zu bestimmen. Oder man hinterlegt für
jede Position in einer Tabelle die dazugehörigen Werte, aber bei 100ms
Reaktionszeit ist das wohl auch schwierig alles durchzusehen. Also mit
Hallsensoren gehts wohl nicht.
Habe mal einen Magneten fliegen lassen und zur Positionsbestimmung eine
TLE4990 benutzt. Selbst mit einem Neodymmagneten war die
Spannungsänderung am Ausgang des TLE4990 nach ca. 15mm zu gering um sie
auszuwerten.
Noch ne Idee.
Gibt es kleine Reedrelais, die man unter der Fläche Positionieren
könnte. Aber 1mm oder 5mm Auflösung sind wohl doch ehr schwierig zu
realisieren.
War nur eine Idee. Dennoch sollten 100ms wohl locker ausreichen um 4
Analogsignale einzulesen und ein paar Berechnungen zu machen.
Falls die Entfernung zu groß sein sollte, könnte man die Fläche auch als
Blech ausführen. Dann dürften die magnetischen Felder deutlich besser
erfassbar sein.
Ich würde das mal versuchen. ein Magneten auf ein Blech gelegt und in
der Ecke einen Hall-Sensor.
Kostet nicht viel und ist relativ schnell aufgebaut
> Ich würde das mal versuchen. ein Magneten auf ein Blech gelegt und in> der Ecke einen Hall-Sensor.
Aber immer drann denken, die Feldlinien des Magneten möglichst senkrecht
durch den Hallsensor schicken. Könnte eine Herrausforderung werden.
Außerdem werden die Linien durch das Blech kurz geschlossen und keine
kommt beim Hallsensor an.
Naja: > Kostet nicht viel und ist relativ schnell aufgebaut
Udo R. S. schrieb:
> Und noch eine Frage an Dich, meine Physikkenntnisse lassen mich gerade> im Stich. Wie willst Du mit einem Draht die Megnetfeldstärke messen?> (Idee der parallelen Drähte)
Gute Frage.
Ist es zulässig, den Magnet durch etwas anderes zu ersetzen, das ein
Kabel drann hat?
Dann könnte man die Idee eines Grafik Tabletts aufgreifen:
In den Puck kommt eine Spule. Ins Brett parallele Drähte. Durch die
Drähte werden Impulse gejagt, welche im Puck eine Spannung induzieren,
wenn der Puck in der Nähe ist.
Aus der Höhe der induzierten Spannung und dem Wissen wann welcher Draht
'ein' ist, müsste man die Position bestimmen können.
Klar könnte man den Magnet durch was anderes ersetzten.
Bei Deiner Beschreibung ist man wie Du schon sagst, bei der technik von
Grafik-Tabletts das ist wenn man es selbst machen will extrem aufwendig.
Es muss doch für sowas fertige Lösungen geben, die man an einen
Mikrocontroller anschließen kann.
Mit gewöhnlichen Hallsensoren wird es sicher schwierig aber wie sieht es
mit Sensoren für elektronische Kompasse aus? Die dürften so empfindlich
sein, daß sie sich auch in einiger Entfernung mittels Magneten aus der
N-S Richtung ablenken lassen. Dabei würden 2 Sensoren und etwas
Rechnerei genügen. Der Nachteil: Sie reagieren auch auf alles andere
magnetisierbare Material in der Umgebung.
Wäre ein resistives Touch-Panel eine Alternative? Die sollten
weitestgehend unempfindlich gegen Verschmutzung sein, da sie ja auf
Druck regaieren. Allerdings müsste dann das von dir verwendete Objekt,
dessen Position du bestimmen willst, auch ausreichenden Druck ausüben.
Es geht doch mit Hallsensoren. Man muß "nur" die desamte Unterseite mit
Hallsensoren zupflastern. Sozusagen Backe an Backe. Die Teile gibt es
schon als SMD Ausführung. Man müßte sich ein A4 Platine Layouten und auf
der Unterseite z.B. den A1202 platzieren. pro 10mm 2 Sensoren macht bei
A4 420*600 = 252000 Signale, die man ja leicht auswerten kann.
Wahrscheinlich kann man die open Drain Ausgänge noch clever verschalten
und kommt auf 420+600= 1200 Signale.
Kann man nicht ein paar hundert fototransistoren nehmen und gucken wo es
dunkel ist 5mm sollte realisierbar sein. Das bohren geht schneller als
man denkt.
Danke für den Hinweis. Ich denke, der Druck reicht nicht aus. Es soll ja
in einer Kunsstoffhülle gegossen werden und dann ist da nicht mehr viel
mit Druck. Ich merke schon, das ganze ist schwieriger als ich angenommen
habe.
Also wenn Geld gar keine rolle spielt will ich auch mal rumspinnen :)
hab mal ein Einklemmschutz für elektrische Schiebetüren im PKW gesehen.
da wurde ein bereich mit 2 Lasern abgetastet und trianguliert. damit
würde man zumindest die 1mm Auflösung hinbekommen und auch die
Reaktionszeit. bei kapazitiven Sensoren kann ich mir nichtmal die 5mm
vorstellen.
allerdings wird dann die Verschmutzung wieder ein Problehm...ziemlich
viel aufwand für ein Partyspiel?!?
Nimm docxh einfach eine Leiterplatte in DIN A4 Größe, mach jeden mm eine
Leiterbahn. Waagerecht und senkrecht. An den Kreuzungsstellen sind die
sich kreuzenden Leiterbahnen ganz knapp voneinander isoliert, ohne
Lötstoplack. Wenn du jetzt was metallisches drauflegst, verbindest du
eine senkrechte Leiterbahn mit einer waagerechten.
Zur Auswertung: nacheinander jede Spalte an Spannung legen und dann jede
Zeite Messen. Da brauchst du nur einen relativ Großen (De)Multiplexer
ich schrieb:
> Nimm docxh einfach eine Leiterplatte in DIN A4 Größe, mach jeden mm eine> Leiterbahn. Waagerecht und senkrecht. An den Kreuzungsstellen sind die> sich kreuzenden Leiterbahnen ganz knapp voneinander isoliert, ohne> Lötstoplack. Wenn du jetzt was metallisches drauflegst, verbindest du> eine senkrechte Leiterbahn mit einer waagerechten.
wie soll denn das gehen? ich würde behaupten das ist in einem 2D raum
unmöglich...
außerdem ist das auch nicht so schmutzunempfindlich
Wenn Geld keine Rolle spielt, würde ich eine Satellitenortung
vorschlagen. Klingt total verrückt (und ist es auch) ... die gewonnen
Erkenntnisse würden dich aber, im Falle einer erreichten Genauigkeit von
<5mm, sicherlich reich machen :-)
Der Gast "ich" schrieb:
> Nimm docxh einfach eine Leiterplatte in DIN A4 Größe, mach jeden mm eine> Leiterbahn. Waagerecht und senkrecht. An den Kreuzungsstellen sind die> sich kreuzenden Leiterbahnen ganz knapp voneinander isoliert, ohne> Lötstoplack. Wenn du jetzt was metallisches drauflegst, verbindest du> eine senkrechte Leiterbahn mit einer waagerechten.
Ich denke mal er hat für die "Partyspiel" Version in der größe DIN A4
damit die kostengünstigste und einfachste Version vorgeschlagen. Als
Alternative zum Mikrocontroller würd ich dann je nach Spielaufwand einen
kleinen FPGA vorschlagen. Dabei kannst du dir den Multiplexer dann
selbst und nahezu beliebig parallel auslegen. Eine
Verarbeitungsgeschwindigkeit von <100ms ist dabei dank paralleler
Verarbeitung der Eingangsdaten völlig unproblematisch erreichbar.
BrainHunter schrieb:
>wie soll denn das gehen? ich würde behaupten das ist in einem 2D raum>unmöglich...
In einem 2D Raum hättest du recht ... Gott sei dank leben wir aber doch
in einer drei dimensionalen Welt in der die Platine eine Ober- und eine
Unterseite hat. Da braucht man für ein DinA4 Blatt bei einer Auflösung
von <5mm zwar eine ganze Menge VIAs ... aber machbar ist es ...
BrainHunter schrieb:
> außerdem ist das auch nicht so schmutzunempfindlich
da muss ich dir allerdings recht geben, auch wenn ich die
Schmutzeinwirkung dieses Partyspiels noch nicht ganz verstanden habe,
... mag auch daran liegen, dass bisher keine Spielregeln für dieses
Spiel benannt wurden ...
In Jede Ecke eine Wägezelle unter die Platte pflanzen und das Gewicht
des "Spielsteines" auswerten sollte auch funktionieren. Da braucht es
dann nur 4 Analogeingänge und etwas Rechnerei.
Das zu erfassende Objekt muß dann nur entsprechend schwer sein.
Frank
Stefan K. schrieb:
>> Nimm docxh einfach eine Leiterplatte in DIN A4 Größe, mach jeden mm eine>> Leiterbahn. Waagerecht und senkrecht. An den Kreuzungsstellen sind die>> sich kreuzenden Leiterbahnen ganz knapp voneinander isoliert, ohne>> Lötstoplack. Wenn du jetzt was metallisches drauflegst, verbindest du>> eine senkrechte Leiterbahn mit einer waagerechten.
Hmm.
Was ist mit LED an den Kreuzungspunkten, die --- tata
Das Spielfeld anzeigen
Im Umkehrmodus als Photosensoren funktionieren
Verschmutzung könnte allerdings ein Problem sein
Naja, solange das Licht der LEDs noch durch die Platte geht (und
umgekehrt), sollte der Schmutz nicht so kritisch sein. Außer es ist
durch viel Popkorn/Chips und Alcohol ausgelöste Rückwärtsverkostung.
Aber dann will sicherlich niemand mehr das Spiel spielen.
Oder warum nicht einen Schwingkreis in die Spielfigur und 4 Antennen in
die Ecken, die Position bekommst du dann aus den Laufzeitdifferenzen.
Ok, das Ganze 3 Picosekunden genau auszuwerten wird sportlich. ;-)
Alle 5mm 2x glasfasern in die platte. Länge unterscheidlich.
Dann per OTDR mit 2 LDs und 2 Photodioden. Die Position der reflektion
kann jetzt per Laufzeitdifferenz ausgewertet werden. Naja das wird
zugegebenermaßen aber auch recht komplex in der auswertung ;-)
Nee, jetzt mal etwas ernster. Ich halte den Ansatz mit den Hallsensoren
für am sinnvollsten, es muss ja nur alle 3 cm oder so einer sitzen, die
Position kann man dann aus den Feldstärkeunterschieden berechnen.
Allerdings erfordert das Ganze dann eine sehr aufwändige Kalibrierung;
für meinen Geschmack etwas zu viel Aufwand für ein Partyspiel...
Zwei Kompasssensoren. Position mittels Triangulation ermitteln.
Ist der Spielstein mal weg, ergibt das dann eine Position im
Unendlichen.
Problematisch ist es nur, wenn ein Partygast ein Hufeisenmagneten um den
Hals trägt oder die Lautsprecherboxen in nächster Nähe stehen.
In die Spielfigur kommt eine Spule und eine Infrarot-LED.
Unter dem Spielfeld sind in einem Schachbrettmuster einige Spulen
verteilt (z.B. 4x4 Stück), die die LED induktiv mit Strom versorgen.
Wenn man weiß, wo die Figur ist, können alle bis auf eine abgeschaltet
werden.
Das Spielfeld selbst wird aus diffusem Acrylglas gemacht, auf dessen
Unterseite in einem Raster Fototransistoren mit IR-Filter angeordnet
sind. Diese können auch einige cm auseinander stehen.
Durch das diffuse Acrylglas nimmt die Helligkeit der LED immer mehr ab,
je weiter sie von einem Fototransistor entfernt ist. Aus den
unterschiedlichen Signalen der umgebenden Fototransistoren kann dann die
Position der LED errechnet werden.
Die Positions-Genauigkeit ist fast nur vom Messfehler und der genauen
Ausrichtung der LED nach unten abhängig.
Beim Start der Messung werden erstmal alle Sensoren abgefragt, ob sie
überhaupt ein Signal liefern und nur die in nächster Nähe zur LED werden
dann genau gemessen. Zum ersten Abfragen würde ich die Sensoren
Zeilenweise auf Komperatoren multiplexen, dann hätte man ein reines
Digitalsignal (Licht/kein Licht).
Die Idee von frank501 mit den viel Waagen ist auch nicht schlecht und
v.a. recht preiswert aber erfordert vermutlich mehr Rechenaufwand weil
mit viel höherer Auflösung gemessen und gerechnet werden muss.
Die Spielfigur müsste außerdem relativ schwer sein, damit Schmutz nicht
zu Fehlern führt, also z.B. aus Blei, abgereichertem Uran, o.ä.
Wenn wir schon beim Brainstorming sind, wo ja bekanntlich alles
"erlaubt" ist.
Einen RFID-Chip in der Figur (Objekt) und auf der Leiterplatte viele
kleine Erregerspulen, die nacheinander aktiviert werden.
Vielleicht lässt sich der Gedanke ja weiterspinnen...
Noch ne Idee:
dazu brauchst du eine Leiterplatte, bei der zwei Lagen mit möglichst
gerigem Abstand angeordnet sind.
Die auf jeder Lage bringst du viele kleine Planarspulen an die auf der
einen Lage in X- und auf der anderen in Y-Richtung verbunden sind. Somti
erhältst du eine Matrix aus Spalten- und Zeilenweise in Serie
geschateten Spulen.
Mit jedem dieser Pfade bildest du einen Schwinkreis.
Durch das Annähern eines ferromagnetischen Stoffes, würde sich die
Induktivität dieser Spule ändern.
Durch das Scannen von X und Y kann die Position bestimmt werden.
Wie groß allerdings die Änderung der Induktivität ist, steht in den
Sternen ;-)
Danke für die vielen Iddeen, ich sehe schon das wird doch alles
komplizierter als ich gedacht habe.
Ultraschall klingt gut. Das Problem sehe ich nur im nahbereich. Wie nahe
darf man den an Ultraschallsensoren kommen? Funktioniert halt nur
solange kein Dreck auf dem Board liegt. Sobald einer einer was
draufschmeißt, ist es aus mit der Erkennung.
Es wird wohl dann doch Richtung Grafik Tablett gehen. Muss man halt mal
schauen, ob man an Infos/Chips/Boards etc. rankommt. Ich möchte einen
Mikrocontroller und keinen PC anschließen. Hat mit sowas jemand schon
Erfahrung?
Ich hatte auch an eine umgebaute Lasermaus gedacht. Das Problem ist aber
wenn man die Spielfigur hochhebt und nicht schiebt, ist die Position
verloren.
zwei Kompass-Sensoren. Je einer an einem Eck einer Seite.
In wiefern das Magnetfeld deines Magneten noch ausreicht, die
Kompass-Sensoren zu beeinflussen kann ich dir nicht sagen. Müsstest du
probieren.
Bischen rumrechnen und Fertig.
Das mit den Kompassensoren könnte funktionieren. Da bräuchte eigentlich
nur zwei Sensoren die mit einer "Digitalen-Nadel" auf meinen Magneten
zeigen. Solange der Magnet stark genug ist, dürfte das kein Problem
sein. Da man die Position der Sensoren kennt, kann man daraus leicht die
Position berrechnen.
Welche Sensoren könnt Ihr mir den Empfehlen, die im preislichen Rahmen
liegen und nicht gleich 50 Euro kosten.
Möchte nochmal die Lanze für die Hallsensoren unter der A4 Seite
brechen. Die Hallsensoren würden als Schalter arbeiten. Schnell genug
sind sie, da auch bei Festplatten als Drehzahlerkennung (7200U/Min)
benutzt. Als weiteres würde man eine Matrix mit den Sensoren erstellen
und die Ansteuerung wie bei einer Tastatur machen. An X-Eingang eine
Spannung anlegen und an allen Y-Ausgängen schauen wo das Signal auf GND
liegt. Mann braucht aber einen FPGA mit vielen Ein/Ausgängen.
Oder man nimmt Hall-Sensoren mit analogem Ausgang.
z.B. A1301 oder A1302 von RS.
Hab leider keine da, sonst würde mich auch mal die max. messbare
Entferung zum Mageten interessieren. Dann braucht man vielleicht
garnicht viele davon in einer Matrix um die Position des Magneten genau
zu bestimmen...
