Ich will mir einen bestimmten eigenen Näherungssensor für eine
preparierte Kugel bauen.
Eine metallbeschichtete (oder geeignet preparierte) Kugel soll durch
10mm starkes Holz hindurch von einer fest angebrachten
Induktionsschleife auf einer Platte (5 bis 20mm x 200mm) induktiv/ oder
einem Metallpad der gleichen Größe kapazitiv detektiert werden, z.B. für
ein Flipperspiel.
Sobald die Kugel irgendwo von 0 bis 200mm über die Schleife/das Pad
darüberfährt, soll das detektiert werden.
Zur Auswertung habe ich einen Mikrontroller von Atmel mit AD-Wandler und
analogen Komparator onboard am Start.
Getestet habe ich bereits die kapazitive Detektierung per
Alufolien-Pad-> Problem: die Kugel, beschichtet mit Alufolie, hat
keinen Erdkontakt, hat somit so gut wie keine Kapazitätsänderung ->
somit keine Frequenzänderung.
Getestet habe ich bereits die induktive Detektierung mit einer
Drahtschleife in den o.g. Abmaßen und bis zu 50 Windungen (10uH)->
Problem: die Kugel hat kaum einen Impakt auf die Resosnanzfrequenz und
somit auf die gleichgerichtete Spannung (siehe Schaltplan im Anhang).
Getestet habe ich außerdem die induktive Detektierung mit einer
Drahtschleife in den o.g. Abmaßen und bis zu 50 Windungen (10uH) und
einer LC-Schwingkreispreparierung (integrierte Leiterplatte) der Kugel
(f=Oszillatorfrequenz, siehe Schaltplan im Anhang mit Kollpitz-Oszi)->
Problem: die Kugel kann auch mal so über die Detektorspule rollen, dass
eine Schlechte Kopplung zwischen der LC-SchwingkreisLeiterplattenspule
und der Detektorspule ensteht. Somit wieder nix zu messen für den yC.
Nun bin ich ratlos :-(
Was mach ich falsch?
Jemand ne bessere Idee?
Bitte um Denkanstöße!
Kann doch nicht so schwer sein, oder?
Man kann doch auch an ziemlich vielen Dingen noch drehen...
Danke für Antworten im Voraus.
Hi,
hab mal ne skizze gemacht, wie ich mir denke dass es funktionieren
könnte.
Rollt die Kugel über die beiden Leiter, so erhöht sich die Kapazität
zwischen den beiden Leitern, da die leitfähige Kugel einen Teil des
Abstandes überbrückt
viel Spass beim basteln, und schreib wenns funktioniert ! :)
> Rollt die Kugel über die beiden Leiter, so erhöht sich die Kapazität> zwischen den beiden Leitern, da die leitfähige Kugel einen Teil des> Abstandes überbrückt
Das wäre ein annähernd punktförmiger Kondensator. Die Kapazität möchte
ich mal sehen...
Einfacher wäre mit zwei Leitern eine Widerstandsmessung: 0 Ohm = Kugel
> Kollpitz-Oszi
Jetzt aber echt... :-o
Herr Colpitts dreht sich da im Grab um.
Und nein: das hat mit kein Deutsch können nichts zu tun.
> (oder geeignet preparierte) Kugel
Mach einen Magnet rein und nimm einen Hall-Sensor oder einen
Reed-Kontakt.
Statt Drähte könnte man ja auch ein Stück Streifenrasterplatine
verwenden, immer ein Streifen abwechselnd zum anderen.
Mit drauf noch ein Trimmkondensator zum Einstellen, fertig.
Die Kapazitätsänderung könnte man gut mit einem Schwingkreis
detektieren.
Schwingkreis mit spitz ausgelegter PLL (Regelspannung zeigt dann die
Änderung an). Kondensator besteht aus zwei Pads, wo die Kuller
zwischendurch kullern kann (und somit eine ΔC bewirkt). Durch die spitz
ausgelegte PLL musste aber vermutlich ein bißchen in die
Temperaturstabilität investieren.
Schwingkreis schnell wobbeln.
Amplitude gleichrichten und mit sich selbst (dem alten Wobbeldurchlauf)
korrelieren. (alten Durchlauf speichern, Phase 180° drehen und
addieren?)
Kugel drüberschicken. Über die Änderung der Güte wird man sicher
irgentwas messen können.
Nur so 'ne Idee. Wird in der Industrie jedenfalls so gemacht.
Kann den Aufwand aber nicht abschätzen.
Gruß
Axelr.
edit: Du änderst nicht die Frequenz des Schwingkreises, sondern
bedämpfts ihn
bedämpfts?(sieht komisch aus)
Moin,
vor etlichen Jahren gab es in der Elrad eine Anleitung für einen
kapazitiven und einen induktiven Näherungsschalter. In diesen
Anleitungen wurde auch beschrieben, dass die Frequenzänderung
bei Annäherung nur sehr gering ist. Dem Problem begegnete man
damals mit Runtermischen, einem Überlagern mit einer Festfrequenz.
Anschliessend wurden die unerwünschten Frequenzanteile ausgefiltert
und eine PLL detektierte die Frequenzänderung.
Vielleicht hilft's
Stefan
jo, das kann man sogar mit zwei einfachen Radios im MW/KW-Bereich
simulieren. Eins wird auf Empfang über 1MHz (oder irgendwo im KW
Bereich) eingestellt, das andere genau um die ZF niedriger
(üblicherweise 455kHz). Wenn die Oszillatoren der Radios nicht zu gut
geschirmt sind, und der Sender im ersten Radio nicht zu stark ankommt,
hörste ein schönes Pfeifen/Brummen (je nach Grad der Abweichung), was
die Differenz aus beiden f's (empfangs-f des einen, Oszi-f des anderen
Radios) ist (Überlagerung). Dann brauchste nur noch am Radio vorbei
gehen, um die dadurch bewirkte Frequenzänderung zu hören, wenn einer der
Oszis kapazitiv gut von ausen empfänglich ist.
Hallo!
Danke für die tollen Antworten.
@ Andreas R. (Idee mit der Kapazitätsänderung zweirer Leiterbahnen)
Also ich habe an einem Mini-VNA (Mini Vektorieller Netzwerkanalysator)
etwas ähnliches bereits getestet. Und zwar habe ich zwei Pads aus
Alufolie gebastelt und eine mit Alufolie beschichtete Kugel
drüberfliegen lassen (drübergehalten). Die Kapazitätsänderung war leider
kaum merklich. Eine Transmissionsmessung hatte kaum Veränderungen. :-(
@ Lothar Miller (Widerstandsmessung)
Prinzipiell möglich aber:
1) Wenn die Kugel rollt, liegt sie punktförmig auf. Die Leiterpahnen
oder Pads müssen sehr nahe beieinanderliegen.
2) Schnell geschossene Kugeln fliegen drüber und haben keinen Kontakt.
Sie werden nicht erkannt -> leider zu unzuverlässig!
> Kollpitz-Oszi>Jetzt aber echt... :-o>Herr Colpitts dreht sich da im Grab um.>Und nein: das hat mit kein Deutsch können nichts zu tun.
Wieso? Verstehe nicht? Bitte erklären!
@ Andreas Klepmeir; Jens G.
-> ich befürchte das gleiche, siehe oben Antwort zu Vorschlag Andreas R.
@ Axel Rühl
Gute Idee, aber hoher Aufwand, muss erst ICs dafür suchen und
beschalten.
@ space
Ja, das ist das Prinzip eines Metallsuchgerätes. Da ich aber
HF-Analogschalttechnisch höchstens Durchschnitt bin, auch etwas
schwierig.
Ich habe aber noch eine andere Idee (ihr habt mich drauf gebracht,
danke!):
Ich lasse zwei Drahtschleifen (je 4-10 Win) ineinandergreifen. Auf einer
koppele ich ein Signal ein und schaue, was auf der anderen Seite
ankommt. Das ganze schaue ich mir mit meinem Mini-VNC-an. Eine
Alufolien-beschichtete Kugel solle doch etwas an der Signalübertragung
von Spule 1 zu Spule 2 ändern. Ich poste mal, was ich gemessen habe.
das kannst Du auch mit einer Spule/Schwingkreis machen. Kurze Impulse
drauf und in den Pausen das "nachleuchten" ansehen. Das Spektrum sollte
sich ändern.
Das wäre dann das Prinzip von den teureren Metallsuchgeräten, welche
Gold von Schrott unterscheiden können. ;-)
>>> Kollpitz-Oszi>> Jetzt aber echt... :-o>> Herr Colpitts dreht sich da im Grab um.>> Und nein: das hat mit kein Deutsch können nichts zu tun.> Wieso? Verstehe nicht? Bitte erklären!
Colpitts ist der Herr, der den Colpitts-Oszillator das erste Mal
gebastelt und dokumentiert hat. Kollpitz ist demnach schlicht falsch.
Die Standardantworten, wenn man jemand auf eine falsche Schreibweise
hinweist, sind dann entweder Eile (hatte keine Zeit zum Korrekturlesen)
oder ein Migrationshintergrund (bin gerade noch am Lernen). Technische
Begriffe und insbesondere Namen sind aber ganz einfach feststehend und
deshalb sollte deren Schreibweise vor der (falschen) Verwendung noch
einmal verifiziert werden. So hatte ich das gemeint ;-)
> Ich habe aber noch eine andere Idee...
Ich auch: warum nicht optisch abtasten?
Eine entsprechend beschichtete Kugel sollte doch recht gut reflektieren.
Du könntest die sogar mit einer Farbe beschichten, die z.B. im UV
Spektrum wirkt.
> Das wäre dann das Prinzip von den teureren Metallsuchgeräten, welche> Gold von Schrott unterscheiden können. ;-)
Es geht offenbar um eine sehr dünne Beschichtung mit geringer Masse.
Hier haben auch hochwertige Metalldetektoren Probleme. Mit einer
metallisierten Kugel wirst du den induktiven Teil eines Schwingkreises
(Spule) nicht ausreichend beeinflussen können.
@ Lothar Miller
Kollpitz -> Collpitz - ok, jetzt verstehe ich.
Optische Abtastung: geht nicht! Soll doch durch eine 10mm dicke
Holzplatte durch detektiert werden können.
> Kollpitz -> Collpitz - ok, jetzt verstehe ich.
Ok, ich gebs auf :-/
http://de.wikipedia.org/wiki/Colpitts> Optische Abtastung: geht nicht! Soll doch durch eine 10mm dicke> Holzplatte durch detektiert werden können.
Röntgen?
Oder evtl. eine Art RFID: ein Sender hinter der Holzplatte, der einen in
die Kugel eingebauten Last-Schwingkreis erkennt.
Oder gleich andersrum: Bau in die Kugel einen (schwachen) Sender ein,
und empfange dessen Signal hinter der Holzwand.
jahaa, gute Idee mit dem Lastschwingkreis.
Habe ich getestet und funzt ganz gut: aber: es kann passieren, dass die
Kopplung nicht dolle iss in manchen Situationen. Mann muss wohl die
Windungen des Lastschwingkreis in der Kugel nicht nur in einer Ebene
verteilen, sondern dreidimensional oder so..
Habe auch den Meißner Oszillator getestet:
http://www.spicelab.de/meissner.htm
Ich dachte, vielleicht könnte ich den induktiven Rückkoppelpfad mit der
preparierten Kugel irgendwie beeinflussen...
Doch das Problem ist, dass eine Mitkopplung nur bei einem Koppelfaktor
von >0,8 zu einer Schwingung des Oszillators führt. Somit konnte ich die
Idee, zwei Induktionsschleifen im induktiven Rückkoppelpfad dicht
nebeneinander zulegen, um die Kopplung beider Schleifen mit der Kugel zu
stören, vergessen.
Die Koppelschleifen müssen quasi aufeinanderliegen, -> doof. Eine Kugel
hat da kaum noch messbaren Einfluss drauf, auch nicht , wenn ich einen
Schwingkreis in die Kugel in Resonanz zum Oszi baue, -> schade.
