Neigungswinkel messen

Gast #3425365
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Hallo Community,

ich möchte die Stellung eines Metallarms(Kran) messen, indem ich den 
Winkel im Verhältnis zur Grundplatte erfasse.

Das die Grundplatte und der Metallarm ggf. je einen Sensor benötigen die 
entsprechend verrechnet werden wäre denkbar.

Wie kann ich dies möglichst einfach realisieren und welche 
Sensor-Typen/Chips kommen dafür in Frage?

Gruß
NickNack
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Gast #3425371
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NickNack schrieb:
> Wie kann ich dies möglichst einfach realisieren und welche
> Sensor-Typen/Chips kommen dafür in Frage?

Wenn dein Kran sich während der Messung nicht hektisch bewegt, könnte 
man einen Beschleunigungssensor verwenden. Der mißt dann allerdings 
nicht den Winkel zu einer Grundplatte sondern zum Schwerkraftvektor der 
Erde. Mit zwei solchen Sensoren ließe sich natürlich auch der Winkel 
gegen die Grundplatte berechnen.
Um die Chip-Auswahl einzugrenzen, müßte man etwas über die geforderte 
Genauigkeit wissen.
Gast #3425381
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Ich merke ich habe zu wenig Details genannt:

Daniel F. schrieb:
> in welchem (winkel)bereich ist der arm drehbar?
> ein einfaches poti wäre wahrscheinlich die einfachste lösung (wenn auch
> nicht hochpräzise). alternativ auch ein drehgeber - die müssen
> allerdings beide an der achse befestigt werden.

Eine Mechanische Verbindung zwischen Grundplatte und Kran-Arm kommt 
nicht in frage, da zu empfindlich gegen Wasser, Schmutz, Eis etc.

Der Winkelbereich beträgt ca. 45°.

Mike schrieb:
> Wenn dein Kran sich während der Messung nicht hektisch bewegt, könnte
> man einen Beschleunigungssensor verwenden.

Der Kran-Arm ist eigentlich durchgehend in Bewegung und starken 
Vibrationen/Rucklern ausgesetzt.

Die Ausgangsposition beim Start der Messung kann variieren.
Gast #3425394
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me schrieb:
> Welche möglichekiten hast du im Drehlager?

NickNack schrieb:
> Eine Mechanische Verbindung zwischen Grundplatte und Kran-Arm kommt
> nicht in frage, da zu empfindlich gegen Wasser, Schmutz, Eis etc.

----------------------

me schrieb:
> Welche Genauigkeiten?

Mike schrieb:
> Um die Chip-Auswahl einzugrenzen, müßte man etwas über die geforderte
> Genauigkeit wissen.

Ich wurde eine Genauigkeit von ca. 2° einplanen.
Gast #3425409
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NickNack schrieb:
> Der Kran-Arm ist eigentlich durchgehend in Bewegung und starken
> Vibrationen/Rucklern ausgesetzt.

Vibrationen und Ruckler kann man rausfiltern. Wenn sich der Sensor nahe 
am Drehpunkt der Bewegungen montieren läßt, stören Drehbewegungen eine 
Messung über den Beschleunigungsvektor auch nicht sonderlich, bei 
geradliniger Beschleunigung in eine Richtung schon eher.
Wenn die Armneigung über Seile gesteuert wird, könnte man auch die 
Seillänge/Drehung der Trommel messen.
#3425425
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Suche mal nach "magnetischer drehgeber"

Das sind, vereinfacht gesprochen, ICs, die die Orientierung eines 
Magnetfeldes erkennen, sozusagen ein lokaler Kompass. Der Vorteil: man 
braucht keine mechanische Verbindung zwischen Geber (Magnet auf der 
Drehachse) und Nehmer (IC auf der Grundplatte). Einschränkung: Man muss 
ins Zentrum der Drehachse mit der Mimik. Grosser Vorteil: Beschleunigte 
Bewegungen, Ruckler etc wirken nicht auf die Positionsbestimmung ein.
Gast #3425478
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Tillmann schrieb:
> davon braucht es dann auch nur einen einzigen am Kranausleger, weil die
> Flüssigkeit bereits die Horizontale zum Erdschwerefeld einnimmt.

Aber nur, wenn sich keine dynamischen Kräfte (Beschleunigung durch 
Bewegung) überlagern. Was ist der Vorteil von einem Flüssigkeitsensor 
gegenüber den heutzutage weit verbreiteten MEMS-Sensor?
Gast #3425502
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Da das System in mehreren Fahrzeugen zum Einsatz kommen soll hier ein 
Beispiel von einem "Räumschild".

In diesem Fall hat das Gelenk großes Spiel (ca. 2cm) in alle Richtungen.

Optische und Akustische Signale können aufgrund der Einsatzbedingungen 
nicht zum Einsatz kommen.
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#3425519
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Eine sehr harte Umgebung für einen Sensor der auch sehr viel aushalten 
muss. Da ist die Mechanik das wichtigste. Eine Option könnte ein 
Seilzuggeber sein. Schau mal bei Fernsteuergeräte nach: 
http://www.fernsteuergeraete.de/de/produkte/seilzuggeber.html , oder 
noch besser der Neigungssensor: 
http://www.fernsteuergeraete.de/de/produkte/neigungssensor.html für Kran 
& Co.
#3425522
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aha, jetzt kommen wir der ganzen sache schon näher. es gibt eine achse, 
aber aufgrund des großen spiels kann dort kein sensor verbaut werden. 
und das ganze soll für einen schneepflug, baggerschaufel o.ä. sein.

mit zwei beschleunigungssensoren könnte es evtl. funktionieren:
einen auf den arm, einen auf die grundplatte. mit einem tiefpass-filter 
werden die spitzen die im betrieb auftreten rausgefiltert. damit liefern 
die zwei sensoren jeweils die drei komponenten eines vektors, den winkel 
zwischen den zwei vektoren kann man dann recht einfach berechnen.

da der winkel des arms auch irgendwie eingestellt wird/werden muss (?) 
könnte man auch am hydralikzylinder (?) einen lineargeber anbringen und 
den winkel berechnen. die drei seiten des dreiecks sind damit bekannt, 
damit sind auch die winkel definiert. in meiner daumen*pi proberechnung 
ob sich das ausgehen könnte lag die abweichung durch ein spiel von 2cm 
bei 0,6°...

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