Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik optische Strecke sinnvoll?


von Edgar S. (scope)


Lesenswert?

Hallo,

habe ein (weitgehend mechanisches) Schnittstellenproblem zwischen zwei 
Modulen, weil eins davon beweglich ist.

Bekenne, ich habe keine Ahnung von Elektronik, kann nicht löten und 
nicht coden. Bisschen Industriedesign und Ergonomie vielleicht. 
Hinreichend gut bin ich nur im erkennen und lösen von Allerwelts- 
Problemen.
Theoretisch, versteht sich, sonst wäre ich nicht hier.
Und etwas Marketing. Es geht bei diesem Thread um ein Feasabilitydetail 
im Zuge der Vorbereitung zu einem Produkt, das über kickstarter-crowd- 
fundig erstfinanziert und lanciert werden soll, also eine merkantile 
Angelegenheit.

Es handelt sich um ein Wearable, das heißt, der Bauraum ist mindestens 
in einer Dimension stets zu wenig.

Das Gerät hat Außenmaße von ca. 80x25x15mm und ist in drei Bauebenen 
geteilt:
(1) Stellmodul: Oberseite/Bedienungsfläche (mit Steuerungsschaltkreis), 
80x25x4mm,
(2) Anzeigemodul: Display (mit Hauptschaltkreis), beweglich in einer 
Schienenführung (Slot), 80x25x5mm,
(3) Akkumodul: Unterseite (Akku,Ladeschaltkreis), 80x25x5mm

Bedient wird mittels einer flachen Scheibe (16mm) auf (1), die mit dem 
Daumen gedreht wird, quasi ein endlos drehbarer Button ohne Anschläge.
Dies Stellrad wird wechselweise in verschiedene Richtungen über 
bestimmte Gradzahlen hinaus ausgelenkt (oft auch über mehrere volle 
Umdrehungen) und von dort in die Gegenrichtung ebenso.
Die Drehrate ist also gering (Daumen). Mindestens 16 Sektoren je 22,5 
Grad sollen abgegriffen werden, mehr als 32 Sektoren sind nicht nötig. 
Erfasst werden soll die maximale Auslenkung bis zum Richtungswechsel.
Dies Stellglied ist rein mechanisch ausgelegt, eine Sensorlösung (Pad) 
will ich vermeiden.
Wird das Stellrad (meist erst nach mehreren Richtungswechseln) 
losgelassen, geht es ferromagnetisch in die Nullstellung (Eingabe 
abgeschlossen).
Für Bauteile (Drehgeber, Achse u.Lagerung, Rückstellung) und Schaltkreis 
(Signalumsetzung) etc. stehen ca. 25x25x4mm zur Verfügung, der Rest von 
(1), 55x25x4 mm ist anderweitig belegt.

Die Signale des Stellmoduls (1) sollen an (2) darunter übergeben, dort 
verarbeitet und dann gesendet werden.
Dies Anzeigemodul steckt in Ebene (2), ist separat eingehaust 
(17x68x5mm) und nimmt ein kleines Display und den Hauptschaltkreis auf.

Beide Module werden durch einen wechselbaren LiPo-Akku (ca. 300 mAh) in 
(3) versorgt.
Die Leitungsführung von (3) zu (1) und (2) macht keine Probleme, aaaber 
...

... wie kriege ich die Signale bzw. Werte von (1) in das bewegliche 
Modul in (2)?

Das Problem ist, daß das Anzeigemodul unter dem Stellmodul um bis zu 
44mm verschiebbar sein muß. Es befindet sich in einem Slot zum Schutz. 
Dabei muß die Signalverbindung erhalten bleiben.

a) Flexible Leiterbahn ist nicht möglich: sie müsste zweimal (zu) stark 
gebogen werden und die Bögen kommen aneinander nicht vorbei. Der Bauraum 
reicht nicht, Beanspruchung wird zu hoch.
b) Schleifkontakte will ich vermeiden. Ist meine Bauchentscheidung als 
Laie wegen Befürchtungen Oxydation, Abrieb, Störstrahlung etc.
c) Funk scheint mir zu aufwendig. Außerdem sind im Gesamtsystem bereits 
zwei Nahbereichsfunkstrecken vorhanden.

Mein Ansatz ist, das Problem über eine Lichtstrecke zu lösen:

Unter dem Stellrad könnte eine LED durch eine Maske/Optik durch eine 
zweite Scheibe/Folie mit Farbcodierungen/RGB-Farbverlauf strahlen, die 
mit auf der Achse des Stellrads sitzt.
Der Strahl mit dem jeweiligen Farbspektrum wird um-/weitergelenkt und 
trifft dann auf ein geeignetes stabförmiges optisch leitendes Element im 
Anzeigemodul parallel des Verfahrwegs.
Am Ende des Lichtleitstabes sitzt ein Farbmeßelement, aus dessen 
RGB-Werten sich die Auslenkung des Stellrads nun errechnen lassen 
müsste. Hoffe ich.

Das wären wenige, einfache, preiswerte, robuste und kleine Bauteile...
Meine ich, wobei ich keine Ahnung habe, welche geeigneten es wo gibt.

Reichen Meßgenauigkeit, -empfindlichkeit und -rate eines 
Farbmeßbauteils, um Werte zu liefern, aus denen sich errechen läßt, wie 
weit und in welche Richtung die Scheibe(n) mit dem Daumen gedreht 
wurden?
Welches nehme ich ggf.?
Was muß sein bzw. darf nicht sein, damit genug Information bei dem 
Bauteil landet?

Hat jemand eine Alternativlösung, Bedenken oder Verbesserungsvorschläge, 
Hinweise für professionelle Anlaufadressen?

Vielen Dank für Eure Hilfe,
Edgar S.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> ich habe keine Ahnung von Elektronik, kann nicht löten und
> nicht coden.

Edgar S. schrieb:
> Es geht bei diesem Thread um ein Feasabilitydetail
> im Zuge der Vorbereitung zu einem Produkt, das über kickstarter-crowd-
> fundig erstfinanziert und lanciert werden soll, also eine merkantile
> Angelegenheit.

Edgar S. schrieb:
> Es handelt sich um ein Wearable, das heißt, der Bauraum ist mindestens
> in einer Dimension stets zu wenig.


Sind das im Allgemeinen Deine normalen Worte?

von Reinier Z. (mcnetuser)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:

> Edgar S. schrieb:
>> [...] coden. [...] Feasabilitydetail [...] kickstarter-crowd-
>> fundig erstfinanziert und lanciert [..] merkantile [...]
>> Wearable, [...]
>
> Sind das im Allgemeinen Deine normalen Worte?

Wahrscheinlich.

Das sind die Leute, deren power amplifier distortet, weil die
output stage in die saturation geht.

Sic transit gloria mundi.

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


Lesenswert?

in sum time u just dont even need tha f'ckin gurmin any more.


aber mal Deutsch, zunächst hab ich selten Lust solch lange Romane zu 
lesen, die man auf min10% einschrumpfen könnte.

ich würde eine Drehung mit einem Poti erfassen.
Datenübertragung mit Funk oder Ultraschall als VCO.

mit entspr. Empfänger die Frequenz per FU (Frequenz-Spannungs-Wandler) 
in eine Spannung wandlen, die man dann zur Anzeige, zur Ansteuerung 
eines Transistors usw nutzen kann.

von Micha H. (mlh) Benutzerseite


Lesenswert?

Reinier Z. schrieb:
>
> Das sind die Leute [...]

Anderen Denglisch vorwerfen...

> Sic transit gloria mundi.

...aber selbst kein Deutsch sprechen. Was für ein Versager.

von Gästchen (Gast)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> Hallo,
>.... (gekürzt)
> Und etwas Marketing. Es geht bei diesem Thread um ein Feasabilitydetail
> im Zuge der Vorbereitung zu einem Produkt, das über kickstarter-crowd-
> fundig erstfinanziert und lanciert werden soll, also eine merkantile
> Angelegenheit.

WOW, gewonnen :-)
http://de.wikipedia.org/wiki/Buzzword-Bingo
http://www.spiegel.de/karriere/berufsleben/bullshit-phrasen-im-buero-manager-sprech-ueben-mit-bullshit-o-mat-a-1004202.html

Im Ernst, beschreib doch mal das Problem. Den Text versteht doch keiner.
Und Bittebittebittebitte (mit Zucker oben drauf), lass die Querverweise 
weg!

Ich glaube folgendes entziffert zu haben:
Du willst Daten zwischen zwei Modulen übertragen, die gegeneinander 
beweglich sind, über eine Strecke von 44mm. Ist es das?
Suchbegriff: IRDA

Oder willst du eine Scheibe abtasten (als Drehencoder) ist es das?
Suchbegriffe: Reflexlichtschranke, Lichttaster.

von .● Des|ntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


Lesenswert?

Gästchen schrieb:
> Den Text versteht doch keiner.

wenn man sich die Zeit nimmt schon

nur, wer nimmt sich die Zeit das alles zu lesen?
Man kann ein Problem auch wesentlich effizienter darstellen.

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> Und etwas Marketing...

Evtl. etwas viel Marketing?

Oder Troll?
Bin mal gespannt, ob er das nochmal verständlich rüberbringt.

von Kai S. (zigzeg)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> Farbmeßelement, aus dessen
> RGB-Werten sich die Auslenkung des Stellrads nun errechnen lassen
> müsste

Naja, möglich ist alles. Man könnte aber auch einfache 
Reflexlichtschranken benutzen, etvl. zwei, jeweils für die eingefahrene 
und die ausgefahrene Position.

Allerdings wird das ganze (leider) eh nicht realisiert werden, denn es 
gibt ein ganz anderes Problem: Das ganze wimmelt von Speziallösungen. 
Scheinbar steht das Design über der Machbarkeit.

Zum Beispiel scheint der Akku mit 300mAh sehr klein für 2 Funkstrecken, 
Display und vor allem

Edgar S. schrieb:
> geht es ferromagnetisch in die Nullstellung

Da ist wohl nach 30 Minuten der Ofen aus...

Insgesamt scheint mir auch der Platz arg knapp bemessen für die ganze 
Elektronik.
Damit sage ich nicht, dass so etwas technisch nicht machbar ist 
(Smartphone, Smart Watch etc.), allerdings sitzen da auch 100e von 
Ingenieuren dran, was nur bezahlbar ist wenn mindestens 100.000er 
Stückzahlen produziert werden (Eher 1000e, wenn man die Zulieferer 
einrechnet, die natürlich für ein "Samsung" oder "Apple" eine 
Spezial-Lösung entwerfen).

Natürlich ist eine mechanische Lösung zur Verbindung die geeignete, man 
muss halt den Rest des Designs entsprechend anpassen, z.B. ein Slot für 
ein Flat-Flex Kabel.

Ich würde empfehlen:
- jemand zu suchen, der Ahnung von Elektronik hat, um das ganze von 
dieser Seite zu beurteilen
- Weitgehend auf Standardbauteile zu setzen. Drehgeber mit mangnetischer 
Rückstellung ? Wird wohl definitiv 1-2 Jahre dauern sowas zu entwickeln.

Alternativ: Geh zu einer grossen Firma. Versuche mit Deinen Ideen zu 
begeistern. Kann wohl ein paar Jahre dauern...

Viel Erfolg !

von sciencemaker (Gast)


Lesenswert?

Hallo Edgar S.,

wie wäre es mit einer Zeichnung?
Oder ist das zu Old School?

von Edgar S. (scope)


Lesenswert?

@all

Bedanke mich für die relevanten aus den Antworten.

Die berechtigt angeforderte Zeichnung (Schema) ist in Arbeit.

von Kai S. (kai1986)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> Beide Module werden durch einen wechselbaren LiPo-Akku (ca. 300 mAh) in
> (3) versorgt.
> Die Leitungsführung von (3) zu (1) und (2) macht keine Probleme

Dann würde ich die eine Ader, die zur Kommunikation zwischen Modul (1) 
und (2) nötig sind einfach zu den beiden Adern der Spannungsversorgung 
über Modul (3) führen. Sprich die Eingabedaten gehen nicht von Modul (1) 
zu Modul (2), sondern den weg (1)->(3)->(2).

Gruß Kai

von Edgar S. (scope)


Lesenswert?

@kai1986

Danke, genau das habe ich mir heute früh überlegt, hatte ich schlicht 
vergessen. Habe vom Akku zu (2) für die Stromversorgung ja bereits zwei 
Leitungen*.

Mir ist aber nicht klar:
Bedeutet Dein Vorschlag, daß es dabei bleiben kann, indem man die 
Signale da aufmoduliert oder brauche ich eine dritte Leitung oder sogar 
mehr?

*) Erklärung: Hatte zur Vereinfachung nicht erwähnt, daß, wenn (2) voll 
ausgefahren ist, die letzten 25mm des Slots nach links und rechts in die 
Lanscapeansicht drehbar sind. Das Displaymodul ist also nicht nur 
ausfahrbar, sondern auch schwenkbar. Über die Achslagerungen dieses 
drehbaren Teils des Slots an (1) und (3) wird die Stromversorgung 
geführt. Das sind zwar auch Schleifkontakte, die ich eigentlich nicht 
will, aber eben nur radiale, die mir nicht so kritisch erscheinen wie 
ewig lange lineare.
Heißt aber auch, daß es bei nur zweien bleiben muß.

: Bearbeitet durch User
von Roland L. (Gast)


Lesenswert?

Edgar S. schrieb:
> Bedeutet Dein Vorschlag, daß es dabei bleiben kann, indem man die
> Signale da aufmoduliert oder brauche ich eine dritte Leitung oder sogar
> mehr?

bereits vor über hundert Jahren hat man über ein zweiadriges 
Telefonkabel Energieversorgung, bidirektionale Sprachübertragung, 
Rufsignal und Wählimpulse übertragen. Und das ohne einen Halbleiter oder 
eine Röhre.

und heute noch zusätzlich das ganze Internet.

von Guest (Gast)


Lesenswert?

Ehrlich gesagt weiß ich nicht was der Quatsch soll aber unter den 
bekannten Gesichtspunkten ist eine Übertragung über die Stromversorgung 
wohl das Sinnvollste. Energiesparend wird die ganze Geschichte ja 
ohnehin nicht. Und so wie du das erklärst auch nicht klein. Überhaupt 
klingt es so als ob du ziemlich wenig Ahnung hättest und ziemlich viel 
geheim hältst. Fragt sich nur wieso, am Ende solls doch eh auf 
Kickstarter veröffentlicht werden. Meinst du da kann dir dann keine 
Firma mehr zuvorkommen?

von Edgar S. (scope)


Lesenswert?

@roland2
Danke, der Keulenschlag auf den Hinterkopf hat voll gewirkt.
So ist das eben, wenn sich Laien an Dinge wagen, die eigentlich sein 
lassen sollten. Habe aber angefangen und muß jetzt da durch bis ich 
endgültig an die Wand laufe.

@all
Bedanke mich auch bei allen anderen verständigen Threadteilnehmern.
Das Problem ist sehr elegant und platzsparend gelöst.

Grüße aus München
und schöne Pfingsten,
Edgar S.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.