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
Heinz schrieb:
> Ich muss die Position eines Objektes auf einer Platte bestimmen.
Wie genau?
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.
Human Machine Interface !? Das Ganze ist ne Legende, Heinz arbeitet beim BND. Cheers Detlef
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?
> die Firma Waltop, aber die melded sich leider nicht auf Email anfragen. > Kennt jemand eine Alternative? Telefon? duckundweg...
> 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?!?
Wie wäre es mit Ultraschall-Sensoren in den Ecken? 3-4 Stück und das passt. Die Platte hätte dann eben an den Ecken jeweils einen "Knubbel"...
Es gibt solche Sensoren, die nach dem magnetostriktiven Verfahren arbeiten. http://zach.in.tu-clausthal.de/teaching/cg_literatur/Skript_Strasser.pdf Kapitel 2.3.2.1 "Das magnetostriktive Tablett"
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 werfe jetz einfach mal Ultraschall in den Raum auch wenn ich damit noch keinerlei Erfahrung gemacht habe wie genau sowas funktionieren kann.
Ich sage auch mal Ultraschall. Es gibt dafür sogar schon fertige Geräte, die man an den Monitor klemmt. Der "Stift" ist dabei der Sender. An drei Ecken des Monitors kommt je ein US-Empfänger dran. Hiermit kann die 3D-Position vor dem Monitor bestimmt werden. Hier einige Links: http://www.onlinekosten.de/news/artikel/25587/0/3D-Maus-am-Finger-PC-Steuerung-durch-Ring http://www.dooyoo.de/mouse-trackball/fujitsu-mobile-notetaker/
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...
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