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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik [Datenhandschuh] IR -> uC (+ADC) -> PC


Autor: Dmitrij J. P. (Gast)
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Hallo alle zusammen,

ich möchte ein Hobby-Projekt verwirklichen und dazu bräuchte ich eure 
Hilfe.
Ich habe mir ein (vielleicht) etwas hohes Ziel gesteckt, aber im Grunde 
bin ich mir des Aufwands bewusst und sehr lern-/arbeitswillig.

 *Kurze Projektbeschreibung:*
Ein Datenhandschuh soll mit Hilfe von IR Sender+Empfänger, jeweils einen 
an jedem Finger, die Krümmung also Spannungsänderung auslesen und diese 
dann in eine für den PC auswertbare Variable speichern.

 *Ausführliche Fassung:*
An den Fingerspitzen befindet sich jeweils eine LED und an den Knöcheln 
beim Fingeransatz ein Fototransistor/Fotodiode. Somit wären das 
insgesamt 5 Sender und 5 Empfänger (4 Finger + Daumen).
Nun sollte mit Hilfe von dünnen (Glas-)Schläuchen das Licht 
transportiert werden und damit jedes Sender-Empfänger-Paar störungsfrei 
arbeiten kann. Eine Krümmung der Schläuche würde eine geringere 
Lichtaufnahme von den Fototransistoren bewirken.
Diese damit erzeugten Spannungsschwankungen und Veränderungen möchte ich 
jetzt von jedem Finger "auslesen", also in digitale Signale konvertieren 
und über eine "gängige", vorzugweise USB Schnittstelle am PC auswerten 
können.

Zum Schluss, was ich alleine schaffen sollte, werden die einzelnen 
"Krümmungs-Werte" beispielsweise auf eine 3D-Hand übertragen und 
animiert.
Damit hätte ich nicht das Rad neu erfunden, denn sowas gibt es schon, 
sondern ich wäre etwas näher an der Entwicklung von nativen 
Steuerungshilfen und zugleich einer Studie über das Verhaltensmuster 
unserer Hand im 21 Jh. gekommen.
Nebenbei lerne ich Elektronik! Das muss man für gut heißen. ;)


 *Meine derzeitigen Fragen:*
-Reicht mir eine einfache Dämmerungsschaltung als Basis für die IR 
Sender- und Empfänger-Funktionen?
-Muss ich bei IR evtl. etwas wichtiges beachten oder ist das genauso 
unkompliziert wie mit sichtbaren Licht?
-Wenn ich nun die Spannungsänderung am Fototransistor/-diode von 
analogen zu digitalen Signalen umwandeln möchte (mit ADC), gibt es da 
vielleicht Referenzen bzw. gegebenfalls Schaltskizzen aus anderen 
Fachgebieten der Elektronik?
-Ihr kennt euch zu 99% besser mit Microcontrollern aus, als ich zur 
Zeit, deshalb bräuchte ich eine Richtungsweisung, damit ich in kürzerer 
Zeit das Problem mit der Programmierung lösen könnte. Kurz: Was ist das 
Mindeste, was ich über uC erlernen sollte?
-Welcher Weg auch leichter ist, hauptsache es geht, es sollten dann die 
Informationen an die USB oder PS2-Schnittstellen gesendet werden. Gibt 
es dort besondere Hindernisse, eventuell einen einbaufertigen Konverter?

Ich bin euch für alle Hilfen sehr dankbar und werde mich auch 
regungsvoll am Beitrag beteiligen.

Grüße
Dmitrij

Autor: bronko (Gast)
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Hi Dmitrij.
Hier im Forum gibt es schonmal öfter "Anfänger" die sich solch hohe 
Ziele stecken und dann ist es immer schwer zu antworten...
Als erstes würde ich dein Projekt mal in Teilprojekte einteilen.
Schnapp dir z.B. ein AVR-Board und teste mal LEDs und Schalter. Wenn das 
klappt und verstanden ist gehts an den ADC. Da findest du im Tutorial 
reichlich Infos und wenns dann noch Fragen gibts, spezielle Fragen sind 
immer besser zu beantworten. Danach würde ich mich dann mal an die IRs 
machen. Wobei ich nicht genau weiß warum IR-LEDs normale sollten völlig 
ausreichen... na egal.
Ob die "Schlauchmethode" klappt weiß ich nicht. Da solltest du vlt auch 
ein paar Versuche zu starten.

Also einfach mal anfangen und bei speziellen Fragen wird dir hier jeder 
gerne helfen.

Gruß bronko

Autor: Dmitrij J. P. (Gast)
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Hi bronko,

danke für deine schnelle Antwort!
Ich werde gerne deine Ratschläge befolgen und mich wahrscheinlich an ein 
AVR-Board wagen. Sicher meinst du zum Beispiel ein ATMEL 
Evaluations-Board, welches es öfters bei Elektrofachhändlern zu bekommen 
ist? Brauche ich dafür bestimmte Zusatzadapter (z.B. ISP) um "darauf" zu 
programmieren oder ist alles notwendige on-Board? Wahrscheinlich war ich 
nur zu ungenau bei meinen Recherchen und muss mich noch ein wenig 
einarbeiten, um nicht solche Fragen stellen zu müssen. Ich wäre trotzdem 
sehr dankbar, wenn man mir eine kleine Starthilfe in die wunderbare Welt 
der ICs geben könnte. ;)

Danke im Voraus!
Dmitrij

Autor: Christoph Budelmann (Firma: Budelmann Elektronik GmbH) (christophbudelmann) Benutzerseite
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Dmitrij J. P. wrote:
> Sicher meinst du zum Beispiel ein ATMEL
> Evaluations-Board, welches es öfters bei Elektrofachhändlern zu bekommen
> ist?

Anbieter gibt es viele, auch Bausätze gibt es so einige. Musst mal ein 
wenig stöbern. Ist natürlich auch von deinem Budget abhängig.

> Brauche ich dafür bestimmte Zusatzadapter (z.B. ISP) um "darauf" zu
> programmieren oder ist alles notwendige on-Board?

Hängt vom Board ab. Wenn du später weitermachen willst, würde ich aber 
eher zu einem externen ISP-Adapter raten, um auch eigene Schaltungen 
damit programmieren zu können.

> Wahrscheinlich war ich
> nur zu ungenau bei meinen Recherchen und muss mich noch ein wenig
> einarbeiten, um nicht solche Fragen stellen zu müssen. Ich wäre trotzdem
> sehr dankbar, wenn man mir eine kleine Starthilfe in die wunderbare Welt
> der ICs geben könnte.

Oben links, AVR-Tutorial. Da findest du (fast) alle Antworten.

Autor: TManiac (Gast)
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Hi Dmitrij J. P.

Was deine Sonsorikidee angeht, so bezweifle ich, dass das so geht. Ein 
Lichtleiter, sei es Kunststoff oder Glas, leitet das Licht auch über 
Krümmungen fast verlsutfrei. Dann kommt ein sehr schmaler Bereich in dem 
das Licht behindert wird, den du zum Messen nutzen könntest. Dann ist 
man aber sehr schnell dort angelangt wo der Lichtleiter Schaden nimmt. 
Glasfaser beginnen zu brechen und Kunststofffasern (FOP) werden 
unumkehrbahr trübe. Das heißt man kann nur einmal messen.

Der Winkel am mittleren Fingergelenk (Sorry ich weiß den anatomischen 
Begriff nicht) wird größer als 90°. Da hat definitiv jede Lichtfaser 
ihren Abschied gefeiert.

Ein paar Ideen kann man ja hier vordiskutieren.
So könnte man statt eines richtigen Lichtleiters andere Materialen 
nehmen, die das Licht in Grenzen reflektieren, So ist dass bestimmt auch 
mit deinen Schläuchen gemeint. Wobei Schläuche irgendwie geführt werden 
müssten.
Man könnte auch einen ohmschen Widerstand per Seilzug bedienen. Da wäre 
es sogar einfacher, das folgende Problem mit mehreren Sensoren zu 
umgehen.
Grundsätzlich sehe ich noch ein Problem mit der Reduzierung von einen 
Sensor pro Finger. Ich habe drei Gelenke pro Finger und mit einem Sensor 
zu detektieren, welches davon geknickt ist, ist einfach nicht möglich.

Daher empfehle ich dir, versuche nebenbei den Sensoraufbau zu 
realisieren. Probiere ruhig verschiedene Arten der Sensoren aus 
(ohmsche, induktive, kapazitive, optische Messung). Am besten du baust 
die nen Mechanikfinger an dem du dann die verschiedenen Konstruktionen 
testen kannst.
Das hat auch den positiven Nebeneffekt, wenn man beim Programmieren vor 
einer Wand steht und nicht mehr weiter weiß, kann man sich einfach zur 
Ablenkung um was anderes Gedanken machen :-)

Wünsche noch nen schönen Sonntag.

Autor: Oli Ver (e2020)
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hallo dmitrij,

du hast dich doch nicht entmutigen lassen, oder?
wie weit bist du denn gekommen?

oliver

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