Hallo Leute, Ich möchte gerne ein kleines Modell regeln: Das ganze ist ein Balken, der in der Mitte gelagert ist und auf dem ein kleiner Wagen hin und herrollt. Ich muss jetzt die Position des Wagens irgendwie (und auf billigstem Wege) messen. Den Winkel messe ich ganz einfach über ein Potentiometer, aber wie mache ich das mit dem Wagen? Ich habe mir schon überlegt, irgendwie mit einem Schleifring so ähnlich wie bei einem Zug, mit einem Widerstandsdraht die Position zu ermitteln. Eine andere Variante wäre die Räder und die Achse aus Metall zu machen und dass sich der Wagen auf 2 Widerstandsdrähten bewegt, welche an der aktuellen Position kurzgeschlossen werden, womit man dann auf die Position zurückrechnen kann. Nun die Frage: Funktioniert sowas wenn man die Position auf diese Art und Weise einließt? mir geht es da drum, ob da immer zu 100% der Kontakt zwischen Wagen und Widerstandsdraht besteht wenn sich der Wagen bewegt, sonst habe ich beim Widerstandswert immer kleine Sprünge mit unendlich drinnen und die verfälschen dann die ganze Regelung. Oder gibt es da ganz eine andere Idee wie man sowas realisieren kann? Wäre euch für Vorschläge dankbar! fg
Spannend. Kleine Frage: wofür ist die Kenntnis der Positions des Wagens wichtig, was willst du erreichen ?
Wie schwer ist der Wagen? Seilzug vom Wagen ans Ende des Balkens - Umlenkrolle - zum anderen Ende des Balkens - Umlenkrolle - und zurück zum Wagen. Jetzt ersetzt du eine Umlenkrolle durch eine Encoderscheibe und eine Lichtschranke. Dazu noch ein Endschalter an einer Seite, damit der µC sich die Nullposition suchen kann.
Die Idee mit dem Widerstandsdraht finde ich gut. Die kleinen Sprünge kann man per Software rausrechnen (Filter, Mittelwert, Ausreisser).
Stefan B. schrieb: > Die Idee mit dem Widerstandsdraht finde ich gut. Die kleinen Sprünge > kann man per Software rausrechnen (Filter, Mittelwert, Ausreisser). Die Idee finde ich auch gut. Sieht bestimmt auch besser aus, als der "Drahtseilakt" von Karl Heinz. Billiger wird's obendrein. Duerfte aber wesentlich ungenauer sein. Und wenn er das machen will, was ich denke das er machen will, vermutlich ZU ungenau. ;) Volker
Volker Schulz schrieb: > Stefan B. schrieb: >> Die Idee mit dem Widerstandsdraht finde ich gut. Die kleinen Sprünge >> kann man per Software rausrechnen (Filter, Mittelwert, Ausreisser). > > Die Idee finde ich auch gut. Sieht bestimmt auch besser aus, als der > "Drahtseilakt" von Karl Heinz. Keine Frage. > Billiger wird's obendrein. Duerfte aber > wesentlich ungenauer sein. Da würde ich mich ehrlich gesagt vor Aussetzern in der Datenaufnahme fürchten. Wobei das Springen des ganzen Wagens noch die harmloseste Form sein dürfte. Ob der Schleifer vom Wagen wohl so sauber auf dem Draht aufliegt, dass sich bei Bewegungen keine Störimpulse (bei Audio würde man sagen: Knackimpulse beim Einstecken eines Steckers in die Buchse) ergeben?
Hallo Leute, Danke erstmal für die schnellen Antworten. Also das Ziel ist ich gebe die Sollposition des Wagens auf dem Balken vor und der Motor (sitzt im Drehgelenk) kippt dann den Balken so dass der Wagen schnellstmöglich die gewünschte Position erreicht. Die Regelung habe ich schon soweit, es geht mir nur um die Realisierung bezüglich der Positionsmessung, weil die brauche ich ja als Rückführung für den Beobachter. Also das ganze mit Umlenkrolle ist natürlich eine gute Idee, ist mir aber schon wieder viel zu kompliziert. Also das mit Filter ist nicht schlecht, ick könnte ja auch z.B. sagen wenn die Widerstandsänderung pro Abtrastschritt einen gewissen Wert überschritt, nehme ich einfach den vorigen Wert der stimmt, oder wie könnte ich von der Idee her so ein Filter realisieren? Oder gibt es generell noch einen ganz anderen Ansatz für mein Problem? fg
Testen? Widerstandsdraht und ein Waggönchen von Märklin kosten nicht die Welt :)
@ Karl heinz Buchegger ganz genau das ist mein Problem, dass der Schleifer da wahrscheinlich nicht immer direkten Kontakt zum Widerstandsdraht hat, deswegen bin ich auch skeptisch gegenüber dieser Überlegung, der Wagen bewegt sich ja auch ziemlich flott wenn das ganze gut geregelt ist...
Ein Drehgeber an einer Achse des Wagens, oder auf der Wippe aufgdruckte Striche die Du mit Hilf einer Reflexlichtschranke im Wagen zählst. In der Mitte noch ein Schalter für die Nullposition.
nop schrieb:
> Soll der Wagen auf der Wippe balancieren ?
Genau das habe ich angenommen. ;)
IMHO scheidet der Widerstandsdraht damit aus. Der Kontaktwiderstand (Rad
-> Draht) wird nicht konstant genug sein um die Position genau genug
bestimmen zu koennen.
Volker
Also das mit der Reflexlichtschranke finde ich eine sehr gute Idee, das könnte ich mir vorstellen. Für die Messung mit Ultraschall müsste ich mich mit der ganzen Materie befassen bis ich weiß wie ich da aus einem standard Ultraschallsensor den Abstand errechne (ein fertiger Ultraschall Abstandsmesser kostet sicher wieder eine Menge)
Die ganze Position muss sehr genau sein, damit diese Regelung anständig funktioniert! Es gibt hochpräzise (1µm) Positionssensoren namens Temposonic! Die kosten allerdings über 150 €. Das wird für dieses Projekt wohl eher nicht in Frage kommen, da es möglichst günstig sein soll. Wie präzise soll denn der Sensor sein?
Franz Spanlang schrieb: > Also das mit der Reflexlichtschranke finde ich eine sehr gute Idee, das > könnte ich mir vorstellen. [...] Da wuerde ich dann doch glatt eine optische (Funk-)maus im Wagen vorschlagen. Die gibt es in sehr klein, die Datenuebertragung zur Elektronik waere auch geklaert, es ist kostenguenstig, ... einzig die Auswertung der Signale wird etwas kompliziert. Gibt's sowas eigentlich noch mit PS/2-Anschluss? Volker
naja ich denke mir mit zum Beispiel einer Gabellichtschranke am Rad kann man schon halbwegs genau die Position bestimmen, es kommt hald auf den Abstand 2er benachbarter Löcher auf dem Rad an, das kann man dann sicher auf wenige Millimeter genau machen. Aber wirklich exakt ist es hald nicht da geb ich dir schon recht. Und wie du schon angenommen hast, 150 Euro sind für einen Studenten einfach zu viel :) Vielleicht noch andere Vorschläge? fg
:) also das mit der Funkmaus ist finde ich auch eine geniale Idee, doch wie du bereits geschrieben hast, die Signale auszuwerten ist sicher nicht ohne... und ja, es gibt einfache USB to PS2 converter (rein passiv). Danke für den Tipp!
Kommt drauf an wie groß und schnell alles sein soll und womit Du die Reglung realiserst, aber könnte man nicht auch mit einem DMS die auftretenden Kräfte messen und aufgrund der (bekannten) Masse des frei laufenden Wagens die Position zurückrechnen (Hebelgesetz)? Dazu müsstest Du natürlich die Auslenkung der Balkens haben (hast Du ehe schon) und mit einer hohen Frequenz messen. Wenn Du einen mechanischen/optischen End- Halb- und Mittelpunktschalter einbaust könnest Du IMHO sogar irgendeine unbekannte Masse (sprich Wagen mit Nutzlast ;-) verwenden.
Also der Wagen ist nur als Modell da und hat nur etwa 100 Gramm, sonst benötige ich so einen Starken Motor um das geforderte Drehmoment zu erzeugen. Das mit der Durchbiegung funktioniert daher leider nicht, aber wär auch eine gute Idee gewesen. Sonst noch Ideen? fg
Du musst ja nicht gleich ne ganze maus verbauen. IMHO bekommt man bei Agilent und verschiedenen anderen Firmen die Chips einer optischen Maus als Sample. Hat bei mir zumindest mal geklappt. Du bekommst dann den opt. Chip, die Sendediode und ne Plastikaufnahme, in der die Linse für die Diode/Sensor untergebracht ist und womit man Diode und Chip plaziert. Als Interface stand, soweit ich mich erinnere, was serielles (SPI o.ä.) zur Verfügung. Macht also einen IC im DIP-8 und ne Diode... mfg, der Icke
Soll der Balken unbedingt kippen? Kannst auch eine elektronische Briefwaage (Dehnmessstreifen) unter das Ende legen und skalieren.
So als Gedankenanstoß: Wie wäre es, ein gewisses Muster auf die Wippe aufzudrucken (so ähnlich wie einen Barcode), eine LED und einen LDR unter den Wagen zu packen und die Widerstandsänderungen des LDRs auszulesen? Bei geschickter Wahl des Musters und entsprechendem Schutz vor Steulicht von außen könnte das klappen. Gruß, Sascha
Franz Spanlang schrieb: > :) also das mit der Funkmaus ist finde ich auch eine geniale Idee, doch > wie du bereits geschrieben hast, die Signale auszuwerten ist sicher > nicht ohne... und ja, es gibt einfache USB to PS2 converter (rein > passiv). > Danke für den Tipp! PS2 waere mit einem µC recht einfach auszuwerten... Ich bezweifle jetzt aber einfach mal dass diese universellen, passiven Konverter mit jedem USB-Dongle zusammenarbeiten. Wenn die Auswertung im Wagen stattfinden soll, wird die Datenuebertragung ohnehin problematisch... Bei einer Masse von 100g sollte das Fahrzeug ja nicht unbedingt noch eine Leitung schleppen muessen. ;) Muesste also schon drahtlos sein. Volker
Danke für die Konstruktiven Vorschläge. Also das mit der Waage geht leider nicht, da der Balken unbedingt kippen muss, genau um das geht es in diesem Modell. Das mit dem Barcodemuster finde ich auch eine ausgezeichnete Idee. Ich glaube wenn man den Wagen "tieflegt" :) und er bewegt sich sehr knapp über dem Balken, dann is es da glaub ich immer relativ finster. Gibts ja fertige Reflexoptokoppler für sowas. Wie dünn dürfen da die Striche sein damit man noch anständig messen kann wegen der Genauigkeit? schon ein paar Millimeter schätze ich mal. fg
Volker Schulz schrieb: > Wenn die Auswertung im Wagen stattfinden soll, wird die > Datenuebertragung ohnehin problematisch... Bei einer Masse von 100g > sollte das Fahrzeug ja nicht unbedingt noch eine Leitung schleppen > muessen. ;) Muesste also schon drahtlos sein. > > Volker auf dieses Problem der Kabel habe ich noch gar nicht gedacht, also mit Funk wollte ich das ganze nicht machen, das wird mir etwas zu kompliziert. Vielleicht doch den Wagen etwas schwerer machen und das mit den Kabeln geschickt machen so dass sie so wenig Einfluss auf das Modell haben wie möglich...?
Franz Spanlang schrieb: > Volker Schulz schrieb: > >> Wenn die Auswertung im Wagen stattfinden soll, wird die >> Datenuebertragung ohnehin problematisch... Bei einer Masse von 100g >> sollte das Fahrzeug ja nicht unbedingt noch eine Leitung schleppen >> muessen. ;) Muesste also schon drahtlos sein. >> >> Volker > > auf dieses Problem der Kabel habe ich noch gar nicht gedacht, also mit > Funk wollte ich das ganze nicht machen, das wird mir etwas zu > kompliziert. Vielleicht doch den Wagen etwas schwerer machen und das mit > den Kabeln geschickt machen so dass sie so wenig Einfluss auf das Modell > haben wie möglich...? Wenn "drahtgebunden" dann doch vielleicht wieder Modellbau-Gleise als "Uebertrager"? Und dann am besten die Position per Analog-Spannung ausgeben um oben genannte Aussetzer (Kontaktprobleme) zu kompensieren? Volker
Hmm. Ich hab mich gerade gefragt, ob man die entfernungsbedingte Helligkeitsabnahme einer LED messen und auswerten könnte und wie genau das wohl wäre. Apropos: Wie lang stellst du dir eigentlich einen Balkenarm vor?
Karl heinz Buchegger schrieb: > Hmm. > Ich hab mich gerade gefragt, ob man die entfernungsbedingte > Helligkeitsabnahme einer LED messen und auswerten könnte und wie genau > das wohl wäre. Auch eine geile Idee... Das ganze muesste aber ein moduliertes Signal sein, damit evtl. vorhandenes Streulicht nicht stoert. So spassig dieser Thread auch ist, mir ist bei der Maus-Diskussion noch ein wirklich sinnvolles Projekt in den Sinn gekommen, das ich sogleich verwirklicht habe... Habe ein kleines Windows-Tool gebaut, das mir am Ende des Arbeitstages anzeigt, wieviel Meter mein Mauszeiger auf dem Bildschirm wirklich zurueckgelegt hat! :D Volker
Franz Spanlang schrieb: > Also das mit der Waage geht leider nicht, da der Balken unbedingt kippen > muss, genau um das geht es in diesem Modell. Na ja, wenn Du die Drehung kennst könntest Du die Beschleunigung entsprechend korrigieren. Andere Idee: der Wagen hat unten zwei Fototransen die ein Schachbrett/Balkenmuster versetzt abtasten. Eine eindeutige Mittelpunktmarkierung (gleichzeitig an/aus) und man kann Laufrichtung und Geschwindigkeit berechen (Stichwort Drehencoder). Diese Daten über ID-LED oben auf dem Wagen an die Balkensteuerung.
micha schrieb: > Franz Spanlang schrieb: >> Also das mit der Waage geht leider nicht, da der Balken unbedingt kippen >> muss, genau um das geht es in diesem Modell. > > Na ja, wenn Du die Drehung kennst könntest Du die Beschleunigung > entsprechend korrigieren. Es geht doch wohl darum, dass der Balken geneigt wird. Dadurch setzt sich der Wagen in Bewegung und rollt. Ziel ist es nun, dass der Wagen an einer ganz bestimmten Stelle am Balken zum Stillstand kommt und auch dort bleibt. Dann gibt man eine andere Sollposition vor, der Balken neigt sich wieder, der Wagen rollt los und an der Zielposition wird der Balken wieder so verdreht, dass der Wagen zum Stillstand kommt und auch dort bleibt. Der Balken muss sich also frei drehen können. Wenn der Wagen erst mal an Ort und Stelle ist, dann genügt es den Balken waagrecht zu halten damit sich der Wagen nicht mehr bewegt. (In diesem Sinne finde ich eigentlich die Messung des Drehwinkels als geschummelt. Eigentlich müsste sich die waagrechte Orientierung des Balkens aus dem Balanceakt der 'Position-Festhalte-Regelung' ergeben) Zumindest habe ich die Aufgabenstellung so verstanden.
@ Volker Schulz (volkerschulz) Poste doch mal Dein Maus-Wegstrecken-Tool. Finde ich eine gute Idee!
Karl heinz Buchegger schrieb: > Es geht doch wohl darum, dass der Balken geneigt wird. > Dadurch setzt sich der Wagen in Bewegung und rollt. > > Ziel ist es nun, dass der Wagen an einer ganz bestimmten Stelle am > Balken zum Stillstand kommt und auch dort bleibt. > > Dann gibt man eine andere Sollposition vor, der Balken neigt sich > wieder, der Wagen rollt los und an der Zielposition wird der Balken > wieder so verdreht, dass der Wagen zum Stillstand kommt und auch dort > bleibt. Ja natürlich. Die Frage ist doch, warum der Wagen rollt. Letztlich ist es die Schwerkraft, die ihn in Bewegung setzt, sprich die Erdbeschleunigung. Ist der Balken waagerecht wirkt sich die nur "nach unten" aus, sprich der Wagen steht, sagen wir mal genau über der Drehachse. Kippt man den Balken entsteht eine seitwärts gerichtete Komponente, die (nach Überwindung der Reibung, was jetzt mal vernachlässigt wird) den Wagen beschleunigt. Dadurch bewegt er sich von der Drehache/Mitelpunkt weg. Da man die Beschleunigung (Drehwinkel) und Zeit kennt, kann man auf den Weg zurückschließen, den der Wagen gelaufen ist. Je weiter sich der Wagen vom Mittelpunkt/Drehachse entfernt desto höher wird auch die Kraft, die die Wagenmasse auf die Achse ausübt (Hebel). Kennt man Masse, Winkel und Kraft kann man die Distanz berechnen bzw. die geschätzte Distanz korrigieren. Das Problem ist die Reibung, die das ganze etwas verfälscht und das System instabil macht. Eine Nullpunkterkennung wäre das hilfreich (und einfach zu ralisieren). Und natürlich eine Frage der praktischen Mess-/Rechen- und Stellgenauigkeit.
Schon mal an eine magnetische Positionsmessung gedacht. Mit einem KMZ10 Sensor, betrieben in Brückenschaltung und einem Magneten 5*10*2 mm kann man recht gut bis zu 12 cm Weg messen. Wenn also an den äußeren Enden des Balken je solch ein Sensor angebaut ist kann man die Position des Wagens bestimmen. Im Wagen selbst ist nur der Magnet angebracht (oder je einer hinten und vorne). Die Signal/Abstands Charakteristik ist allerdings nicht linear sondern exponentiell. Eine Ermittlung des Weges kann aber z.B. recht einfach durch eine Zuordnungstabele gemacht werden. Gute Idee ? Gruß Stefan
micha schrieb: > [...] Da man die Beschleunigung (Drehwinkel) und > Zeit kennt, kann man auf den Weg zurückschließen, den der Wagen gelaufen > ist. Je weiter sich der Wagen vom Mittelpunkt/Drehachse entfernt desto > höher wird auch die Kraft, die die Wagenmasse auf die Achse ausübt > (Hebel). Kennt man Masse, Winkel und Kraft kann man die Distanz > berechnen bzw. die geschätzte Distanz korrigieren. > Das Problem ist die Reibung, die das ganze etwas verfälscht und das > System instabil macht. Eine Nullpunkterkennung wäre das hilfreich (und > einfach zu ralisieren). Und natürlich eine Frage der praktischen > Mess-/Rechen- und Stellgenauigkeit. Und es spielen noch andere physikalische Groessen eine nicht unerhebliche Rolle: Man stelle sich nur vor, der Balken sei aus Naturholz... Dann reagiert der nichtmal mehr gleichmaessig auf Aenderungen der Luftfeuchte und Temperatur! ;) Stephan schrieb: > @ Volker Schulz (volkerschulz) > Poste doch mal Dein Maus-Wegstrecken-Tool. Finde ich eine gute Idee! Ich mache das heute Abend mal massenmarkt-tauglich (sprich meine Monitor-Konstanten variabel) und poste anschliessend einen Download-Link. Volker
Wenn man eh etwas auf dem Balken druckt, kann man auch gleich Gray-Code drucken und mit mehreren LEDs/Fotosensoren auslesen (Anzahl je nach Genauigkeit). Dann hat man gleich jeweils einen Absolutwert gelesen.
Wenn man auf die Idee mit dem Widerstandsdraht zurück geht, könnte man das ganze ähnlich einem resistiven Touchscreen ausführen. D.h. 2 Drähte, ein Widerstandsdraht der andere spielt keine Rolle, an den Widerstandsdraht eine Spannung anlegen und der Wagen "überbrückt" sozusagen die 2 Drähte, somit hat man am anderen Draht eine Spannung proportional zum Weg. Somit wäre das Problem bzgl. dem Widerstand der Räder vernachlässigbar. In wie weit das praxistauglich ist... keine Ahnung, nur eine Idee Gruß Marc
Also ich würde das ganze über die Schienen messen. Und die Schienen als
Teil einer Widerstandsbrücke sehen.
Also so ungefähr:
A R1 R2
B
------------------------------------------------------------------------
---
|
------------------------------------------------------------------------
---+ Achse vom Wagen
+
+
----------------------------
I I
| | | |
| |R1 | |R2
| | | |
I I
I------(V)----------I
I I
| | | |
| |R3 | |R4
| | | |
I I
- I I
----------------------------
Besser konnte ich es jetzt so nicht zeichnen.
Meine Überlegung ist nämlich folgende, wenn nun die Achse genau in der
Mitte der Schiene ist und die Widerstände R3 und R4 konstant, dann hab
ich am Spannungsmesser V 0V.
Beweg ich die Achse nun über die Schiene dann ändern sich die Werte R1
und R2 und die Brücke ist nicht mehr ausgeglichen.
Am Spannungsmesser würde man nun einen +/- Wert erhalten.
Du wüsstest dann sogar in welche Richtung du entgegenwirken musst ;)
Sorry Leute aber einen solch spontanen geistesblitz kann ich auf die
Schnelle nicht besser erklären. ;)
mfg Pezi
Also der Drehwinkel muss eventuell nicht unbedingt gemessen werden sondern kann mit dem Beobachter geschätzt werden, die Messung dieses ist jedoch einfach und nutze ihn, um durch die zusätzliche Messung das ganze noch genauer zu machen, sprich um mehr feedback von der realen Strecke zu bekommen weil mein Modell auf dem µC is ja nicht exakt. Der "Balken" auf dem sich der Wagen bewegt ist etwa 1 Meter lang und aus dünnem Aluminium, die Massenträgheitsmoment ist dabei gering. Das mit dem "Touchscreen" finde ich auch nicht schlecht, ist aber glaub ich auch nicht so ohne das zu realisieren. Bin jetzt eher an der Idee dran, in einen der Reifen am Umfang kleine Löcher hineinzubohren und dann mit einer Gabellichtschranke die Position zu messen. Für die Idee mit dem Widerstandsdraht: Wenn ich über einen Spannungsteiler die Spannung bekomme über welche ich mir dann die Position ausrechnen kann, könnte ich ja einfach eine simple Integratorschaltung hinten dran hängen zum Glätten. Das hat natürlich auch negative Effekte dass das ganze dann etwas verzögert und die Frage ist, wieviele solche "Ausreißer" es gibt, weil wenn es zu viele sind würde es dann die ganze Positionsmessung verfälschen. fg
Hallo Hatte vor Jahren die Positionbestimmung eine Modellbahn versucht zu lösen . Licht empfindliches Objekt ,zweidimensional bewegbar,mit Optik über der Modellbahn angebracht. Auf der Bahn ein Lichtpunkt welcher Verfolgt wird. In diesen Fall reicht eindimensionale Verfolgung, auf optimale Lichthelligkeit welche auch Moduliert sein kann. Ist nur das Prinzip,hoffe aber doch verständlich. Jetzt würde ich es mit einer Kamera und PC machen. Gruß
Musst du denn genau wissen wo das Fahrzeug ist? Oder reicht es nicht eventuell 2 Punkte kurz vor Ende der Bahn zu haben? Dann könntest du doch einfach 2 Mikrotaster oder so in die Bahn verbauen über die der Wagen fährt. Ansonsten, vielleicht LDRs in die Bahn, und wenn das Fahrzeug darüber ist macht es einen Schatten. Je nachdem wie viele du auf der Bahn verbaust sollte es doch reichen mit der Genauigkeit...
Wie wäre es, die positionsabhängige Gleichgewichtsstörung durch den Wagen als Momentenänderung im Motor zu bestimmen? Ich gehe mal davon aus, dass ein sinuskommutierter 3-Phasen-Motor zum Einsatz kommt, dessen Stromaufnahme direkt auf das Dehmoment schließen lässt.
Ich würde einen ganz simplen Gleichstromgetriebemotor nehmen. Überhaupt kann ich nur im statischen Zustand über die Stromaufnahme auf die Position zurückrechnen. Sobald der Motor den Balken dreht stimmt das schon nicht mehr. Ich gebe dann einfach z.B. über ein Steuerpoti die Position des Wagens vor bzw. ich gebe eine Positionsvorgabe so vor: t=3s -> x = +30 cm, t=7s -> x = -20cm usw. Hat vielleicht noch wer eine einfache, billige Variante zur Positionsbestimmung?
Hallsensoren in die Bahn einlassen und einen kleinen Magneten an den Wagen kleben. Wieso nimmst du nicht einen Schrittmotor zur Ansteuerung? Dann sparst du dir das Poti.
Also der Gleichstrommotor ist Teil des zu regelndes Modell, ich wünsche mit die Position und als Eingang habe ich den Strom, andernseids hätte ich als Eingang den Winkel.
Wenn fürs Kippen schon ein DREHpoti getan hat, dann tuts ein SCHIEBEpoti für den Weg ja wohl auch ... Gruß, Nick
Unter der Schiene/Trägerplatte wird ein Sensor deiner Wahl durch ein Schrittmotor auf Position gefahren. Jetzt brauchst du du nur noch durch kippen den Wagen entsprechen zu positionieren.
Wegmessung kannst du auch optisch machen, eine Gabellichtschranke, in der ein schwarzer Keil bewegt wird (lineare Abdeckung der Lichtquelle). Oder induktiv, ein runder, zylindrischer Eisenkern wird in einem Transformator bewegt, dessen Primärspule mit einigen kHz getaktet wird. Anschließend gleichrichten und glätten. Alles mit etwas Aufwand verbunden, aber wenn's klein sein soll und ohne mechanischen Widerstand wirst du um sowas nicht herumkommen.
Genau darum mag ich dieses Forum: zu jeder Frage kommen Antworten&Ideen aus total verschiedenen Blickwinkeln! Brainstorming at its best :-)
Micha da gebe ich dir recht, genau deswegen kann man hier wirklicj gut Ideen sammeln. Thilo M. schrieb: > Wegmessung kannst du auch optisch machen, eine Gabellichtschranke, in > > der ein schwarzer Keil bewegt wird (lineare Abdeckung der Lichtquelle). > > > > Oder induktiv, ein runder, zylindrischer Eisenkern wird in einem > > Transformator bewegt, dessen Primärspule mit einigen kHz getaktet wird. > > Anschließend gleichrichten und glätten. > > > > Alles mit etwas Aufwand verbunden, aber wenn's klein sein soll und ohne > > mechanischen Widerstand wirst du um sowas nicht herumkommen. ich würde gar nicht so kompliziert denken. Wenn ich am Umfang eines Rades des Wagens außen Innerhalb 5mm vom Rand des Umfangs entlang Löcher mit 3mm Bohre, dann habe ich einen ziemlich exakte Positionsbestimmung mit wirklich wenig Aufwand. Das ganze ist natürlich auf Lochabstand nicht exakt... Es stellt sich jetzt die Frage, ob es eine Methode gibt, die ebenfalls so günstig ist wie diese und vielleicht noch besser in der Genauigkeit ist. Zwecks der Frage Potentiometer für Widerstand- Schiebepoti für Weg muss ich sagen, dass so ein Widerstandspoti doch eine ziemlich hohe Reibung hat, und ein Schiebepoti mit 1m Länge ist auch nicht gerade üblich. fg
Franz Spanlang schrieb: > ich würde gar nicht so kompliziert denken. Wenn ich am Umfang eines > > Rades des Wagens außen Innerhalb 5mm vom Rand des Umfangs entlang Löcher > > mit 3mm Bohre, dann habe ich einen ziemlich exakte Positionsbestimmung > > mit wirklich wenig Aufwand. Das ganze ist natürlich auf Lochabstand > > nicht exakt... > > > > Es stellt sich jetzt die Frage, ob es eine Methode gibt, die ebenfalls > > so günstig ist wie diese und vielleicht noch besser in der Genauigkeit > > ist. Zwecks der Frage Potentiometer für Widerstand- Schiebepoti für Weg > > muss ich sagen, dass so ein Widerstandspoti doch eine ziemlich hohe > > Reibung hat, und ein Schiebepoti mit 1m Länge ist auch nicht gerade > > üblich. > > > > fg Die Idee ist gut aber da müsste das ganze ein sehr großer Wagen sein. Ich geh mal davon aus das der Threadersteller das ganze als kleineres Modell plant. Wahrscheinlich ist der Wagen ein Handelsüblicher Modellbahnwagen im Maßstab 1:87. ;) Bei so einem Projekt bleibt meines erachtens nichts anderes übrig als den Positionswert Analog zu erfassen. :( mfg Pezi
Eine mir bekannte automatische Hochregalanlage hat für die Erkennung z.B der Y-Position Blechstreifen an einer Fahrwegseite in den Gängen. Schlitz-Initiatoren am Fahrzeug erkennen die Absolutposition als Grobwert. Für die Erkennung des Abstandes ZWISCHEN den Absolutwerten greift eine Feinabtastung ein. Die Endposition ist also immer die Summe vom letzten Grobwert plus einem Feinwert. Dieses Prinzip wird auch auf X- und Z-Achse angewendet, dann auch mit optischen Mitteln (Strichmuster an den Palettenplätzen). Bei jeder neuen Position setzt auch eine Zeitüberwachung ein. Kritisch war die Aufhängung des Schleppkabels. Wegen des hohen Gewichtes waren bei Wartung immer wieder Führungsrollen fällig.
Also ich habe jetzt mal 2 Varianten welche ich am Anfang versuchen möchte. Die eine ist, ich bohre am Umfang der scheibe viele kleine Löcher, die über eine Gabellichtschranke registriert werden. Nachteil ist, dass die genauigkeit doch bei ein paar Millimetern liegt. Eine andere Variante wäre, ebenfalls eine Scheibe (weiß) zu nehmen und am Umfang viele kleine schwarze Striche in Radialrichtung draufzumachen. ein Reflexoptokoppler (z.B. CNY70) registriert diese dann. die frage ist nun: wie dicht können die Striche da zusammenliegen bzw. wie dick müssen die sein? Hat da jemand erfahrung mit Reflexoptokopplern und würde das funktionieren? fg
Das Rad in einer optischen Maus hat 2cm Durchmesser. Die Schlitzanzahl beträgt 80, das sind 4,5° pro Schritt. Die Schlitze liegen etwa 0,4mm auseinander, mit der Schieblehre kann ich da nicht mehr genau messen, sie ist zu breit. Vielleicht ist das eine gute fertige Lösung weil sich die Mechanik an einem Stück entnehmen lässt.
Meinst du das ganz normale Mausrad zum Scrollen? Also das mit den 80 Stufen kann ich bei meiner nicht bestätigen, die hat so nach grobem Gefühl vielleicht 20 oder 25, und man hat ja auch einen ziemlich großen Widerstand wenn man das Mausrad so als Wagenrad montiert bezweifle ich sogar, dass das Rad bei dem Wagen mit 100g überhaupt rollt und nicht blockiert... Aber vielleicht gibts andere Mäuse bei denen das Rollen ganz leicht und ohne viel Widerstand funktioniert, oder kann man den mechanischen Widerstand einfach wegmachen? Ich weiß nicht wie das Innenleben so einer Maus aussieht... fg
Denker schrieb: > Das Rad in einer optischen Maus hat 2cm Durchmesser. Die Schlitzanzahl > beträgt 80, das sind 4,5° pro Schritt. > Die Schlitze liegen etwa 0,4mm auseinander, mit der Schieblehre kann ich > da nicht mehr genau messen, sie ist zu breit. > Vielleicht ist das eine gute fertige Lösung weil sich die Mechanik an > einem Stück entnehmen lässt. Die alten Mäuse mit Rollen sind dafür auch ganz gut brauchbar. Die Rollen für X und Y sind leicht zu bewegen, haben also kaum Wiederstand. Zudem hast du gleich 2 in einer Maus und kannst das ganze auch noch ganz leicht auslesen. Ist ja alles schon fertig. Einfach nur an der subd abgreifen.
Vergiss bitte nicht, dass wenn du allein die Radumdrehung misst, deine Positionsbestimmung immer nur relativ zum Anfangszustand und der Messgenauigkeit ist. Falls du da eine kleine Ungenauigkeit drin hast, fällt dir der Wagen ganz schnell an einem Ender runter, weil die Regelung ihn an der falschen Position vermutet. Du solltest also auf einen ständigen Abgleich achten, etwa eine Reed Kontakt in der Mitte der Schiene + Magnet im Wagen um den Nullpunkt zu erkennen und in deiner Berechnung neu zu definieren. Ich würde immer von der starren Seite des Systems, also der Schiene messen, damit hast du das Problem nicht. Wie wäre es zum Beispiel mehrere Gabelschranken gleichmäßig verteilt anzubringen, die der Wagen durchfährt? Mit ausreichend Schranken und Zeitmessung zwischen dem Auslösen der einzelnen Schranken solltest du bei bekanntem Abstand ziemlich genau auf die Geschwindigkeit und Position des Wagens kommen. Wenn du dann noch den Winkel der Schiene und damit die gerade wirkende Beschleunigung einrechnest könnte das ausreichend genau sein.
Das geht problemlos mit eine Wiederstandsdraht. Siehe mal die video an : http://video.google.com/videoplay?docid=5538319543444554168&ei=drNkS-bJGJDO-AbwouHGCA&q=pid+beam&view=3# Es ist ein V2A Draht von ca 1 ohm/cm. Nur wen die Regelung etwas heftig ist, verliert der Cylinder kontact.
Das Potentiometer-Prinzip wurde auch schon mal mit einer Metall-Kugel in Elektor vorgestellt: http://www.elektor.de/jahrgang/2008/september/ball-beam-experiment-mit-der-elektor-usb-daq.645336.lynkx
Hallo, danke an maus für die super Fotos, also wenn man da so eine Schwarze Scheibe rausnimmt und als Wagenrad einsetzt, glaub ich dass das ganz gut funktioniert. @magnetron: Also das ganze muss zu Beginn natürlich an einer Nullposition abgegelichen werden. Aber ich denke mir, wenn man vorher überprüft, dass, wenn man mit dem Wagen jetzt einmal die ganze Länge des Balkens abfährt, ob da der µC auch auf die exakt gleiche Länge kommt wie der in wirklichkeit lang ist (feintuning des Radius des Reifens), müsste das meiner Meinung nach sehr sehr exakt sein, da der Reifen auch immer schön auf der Balkenoberfläche dahingleitet und nicht durchrutscht. Das mit dem Reed Kontakt in der Mitte wäre aber sicher eine gute Sache, um die Genauigkeit noch zu erhöhen und einen möglichen abdrift zu vermeiden. @RP6Conrad Also dass das mit dem Widerstandsdraht wirklich so fein funktioniert verblüfft mich jetzt fast ein bisschen, wobei das ja eigentlich die beste Variante ist: Man hat keinen Abdrift über die Zeit, man hat immer die Abdolutposition, ... Auch am Überlegen bin ich, ob ich es vielleicht so mache wie bei den Ca**era Rennbahnen, auf der Unterseite des Wagens einen Schleifkontakt in Verbindung mit dem Widerstandsdraht. Da hat man sicher einen geringeren Übergangswiderstand als zwischen Reifen und Draht, da der Reifen ja fast nur in einem Punkt aufliegt. fg
Das 80-Schlitzte-Rad war aus einer optischen USB-Maus, sie sind aber auch in anderen enthalten (mit Mini-DIN-Stecker), z.B. Fujitsu Siemens, Hersteller Logitech.
Hallo Ich habe einmal einen alten HP-drucker zerlegt. Da war zur Positionsbestimmung des Druckkopfes ein durchsichtiger Streifen mit kleinen Strichen und 2 versetzte Gabellichtschranken zur Positions/Richtungsbestimmung verbaut. Den Streifen könnte man neben dem Wagen aufhängen und die Gabellichtschranke am Wagen befestigen. Die Auswertung funktioniert relativ einfach und ist auch sehr genau. Das einzige Problem wird hier wohl die länge des Streifens sein (ca. 25cm bei einem A4 Drucker) aber vl. gibts ja größere defekte Drucker billiger bei 3,2,l.... lg mada
Man koennte auch daas Inductosyn Verfahren anwenden um die Position zu finden. Das ganze kann man auf einer Leiterkarte aetzen. http://www.ruhle.com/operation.htm http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/5033918389419AN-265.pdf
Ein Beispiel, wie das mit einem Eisenstab im Trafo funktioniert (hat Thilo oben mal erwähnt), gibt's hier: http://www.mikesflightdeck.com/lvdts.htm Ich glaube aber nicht, dass das für deine Anwendung was bringt. Nach dem Inductosyn-Verfahren arbeiten übrigens auch elektronische Messschieber, sprich damit solltest du eine hohe Auflösung erreichen können. Ev gibt's das auch in der Größe schon fertig (z.b. für CNC-Fräsen), dürfte dann aber relativ teuer sein. Wenn man sich das selber ätzen will, hat man nur das Problem, dass man mehrere Platinen sauber hintereinander montieren muss. Das könnte wieder ein wenig fummelig werden. mfg Michi
Das mit dem Platinen hintereinander montieren hat man bei CNC Maschinen auch. Die korriegieren solche ungenauigkeiten meist ueber eine im Speicher der Maschine abgelegten Tabelle.
Fordere die Broschüre "Sensoren für Schienenfahrzeuge" per E-Mail an bei: Lenord+Bauer. Zu finden auch bei: www.EL-info.de unter webcode 297001, und: Winkelsensor PBA12 bei TWK-Elektronik, webcode 284001.
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