Magnetometer einsetzen

MaWin schrieb:
>
> Die Magnetfeldstärke kann nan berechnrn
>
> http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/curloo.html
>

Danke für den Link.

Welchen maximalen Abstand kann man denn mit einem Magnetometer messen?

Rocco W. schrieb:
> Welchen maximalen Abstand kann man denn mit einem Magnetometer messen?
Das kommt wie im Vorgängerthread 
Beitrag "Hallsensor einsetzen" erwähnt auf den Magenten 
und die Umgebung an.

> Welchen maximalen Abstand kann man denn mit einem Magnetometer messen?
Das kann mit diesen wenigen Angaben doch kein Mensch sagen. Gib doch mal 
deutlich mehr Daten an:
Ist dieser Magnetometer fest und unverrückbar eingebaut? Oder bewegt der 
sich und muss deshalb das Erdmagentfeld kompensiert werden? Wie schnell 
bewegt sich der Magnet? Gibt es Störfelder?

Lothar M. schrieb:
> Das kann mit diesen wenigen Angaben doch kein Mensch sagen. Gib doch mal
> deutlich mehr Daten an:
> Ist dieser Magnetometer fest und unverrückbar eingebaut? Oder bewegt der
> sich und muss deshalb das Erdmagentfeld kompensiert werden? Wie schnell
> bewegt sich der Magnet? Gibt es Störfelder?
Der Magnetometer und der Magnet wären am Körper eines Lebewesens 
befestigt, das sich bewegt, daher verändert sich der Abstand. Die 
Geschwindigkeit ungefähr so wenn man den Ellenbogen schnell beugt, 
reicht das oder brauchst du eine Geschwindigkeitsangabe wie m/s oder 
Winkelgeschwindigkeit?

Rocco W. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Das kann mit diesen wenigen Angaben doch kein Mensch sagen. Gib doch mal
>> deutlich mehr Daten an:
>> Ist dieser Magnetometer fest und unverrückbar eingebaut? Oder bewegt der
>> sich und muss deshalb das Erdmagentfeld kompensiert werden? Wie schnell
>> bewegt sich der Magnet? Gibt es Störfelder?
> Der Magnetometer und der Magnet wären am Körper eines Lebewesens
> befestigt, das sich bewegt, daher verändert sich der Abstand. Die
> Geschwindigkeit ungefähr so wenn man den Ellenbogen schnell beugt,
> reicht das oder brauchst du eine Geschwindigkeitsangabe wie m/s oder
> Winkelgeschwindigkeit?

Na ja, wenns nicht gerade ein Elefant ist sollte man da schon was messen 
können, wenn man z.B. den Elektromagneten mit einer Trägerfrequenz 
ansteuert. Aber: Das Feld eines Elektromagneten ist nie kugelförmig, und 
Magnetfeldsensoren messen das Magnetfeld auch nur in einer Richtung. 
Also ist der gemessene Wert nicht nur abstands-, sondern auch 
richtungsabhängig. Auch bei sehr kleinem Abstand zwischen Elektromagnet 
und Sensor wird es immer relative Positionen geben bei denen das 
gemessene Signal verschwindet.

Wenn das Lebewesen sich frei bewegen kann kommen auch noch weitere 
Effekte hinzu, z. B. wenn sich Eisenteile in der Nähe befinden, da das 
Magnetfeld des Elektromagneten dadurch beeinflusst wird.

butsu schrieb:
> Beschreibe erstmal was das werden soll. Möglicherweise ist der Ansatz
> mit dem Magnetometer nicht der richtige...
Also man hat ein Magnetometer am Oberarm und einen Magneten am Unterarm 
und möchte deren Distanz berechnen, wenn man den Arm beugt.

Fuchs schrieb:
> Da sich der Magnet und das Messsystem dabei auch noch in ihrer Achse
> verdrehen, ist das unmöglich
Nehmem wir mal an es gäbe keine Supination im Unterarm, dh der Abstand 
wäre nur von der Veränderung des Gelenkwinkels abhängig, ginge es dann?

Heiko G. schrieb:
>
> Na ja, wenns nicht gerade ein Elefant ist sollte man da schon was messen
> können, wenn man z.B. den Elektromagneten mit einer Trägerfrequenz
> ansteuert. Aber: Das Feld eines Elektromagneten ist nie kugelförmig, und
> Magnetfeldsensoren messen das Magnetfeld auch nur in einer Richtung.
> Also ist der gemessene Wert nicht nur abstands-, sondern auch
> richtungsabhängig. Auch bei sehr kleinem Abstand zwischen Elektromagnet
> und Sensor wird es immer relative Positionen geben bei denen das
> gemessene Signal verschwindet.

Nee ein Elefant ists nicht, ich will auch jetzt nicht schreiben, was 
genau für ein Lebewesen.. ;)
Ok, das mit der Richtungsabhängigkeit ist das ein Problem oder könnte 
man den Wert interpretieren, wie gesagt wäre es eingelenkig und nur der 
Gelenkwinkel würde sich ändern.

Heiko G. schrieb:
> Wenn das Lebewesen sich frei bewegen kann kommen auch noch weitere
> Effekte hinzu, z. B. wenn sich Eisenteile in der Nähe befinden, da das
> Magnetfeld des Elektromagneten dadurch beeinflusst wird.
Ok das müsste man schauen, Piercings hat es jedenfalls nicht :)

Na ja, worauf ich hinaus will ist:

Man kann Magnetfelder beliebig genau messen. Mit SQUIDs z. B. misst du 
die Magnetfelder die durch Gehirnströme oder Nervenleitungen/Muskeln 
erzeugt werden. Ist natürlich vom Aufwand abhängig, wahrscheinlich 
willst du ja sowas wie Hall-Sensoren oder Empfangsspulen einsetzen.

Es gibt dabei aber viele Einflussgrößen die man nicht abschätzen kann. 
Auch wenn keine Supination auftreten sollte, wie fest kann man den 
Elektromagneten am Lebewesen befestigen das er sich nicht relativ zum 
Knochen bzw. Arm bewegt?

Wenn das ein Proband auf einem Stuhl ist, kann z. B. die Rückenlehne 
genug Stahl enthalten das Magnetfeld zu ändern. Wenn es ein Lebewesen in 
Bewegung ist, kann ein Stahlträger in der Wand oder im Boden das 
Magnetfeld ändern. Jede Bewegung im Raum könnte also die Messung 
beeinflussen.

Man müsste das also genau am Ort kalibrieren, und trotzdem kann man 
keine Vorhersage über die mögliche Genauigkeit machen. Du hast 
allerdings auch nicht gesagt wie genau die Messung sein soll, sowas wie 
+/-20cm geht vermutlich, aber bei gestrecktem Arm wird das immer 
ungenauer werden. Einmal weil die Abstände da größer werden, aber auch 
weil sich bei fast gestrecktem Arm der Abstand Handgelenk-Schulter ja 
nur noch wenig ändert.

Rocco W. schrieb:
> Also man hat ein Magnetometer am Oberarm und einen Magneten am Unterarm
> und möchte deren Distanz berechnen, wenn man den Arm beugt.
Leg doch mal einen Kompass auf den Tisch. Der wird sich nach Norden 
ausrichten. Und jetzt nimmst du einen Magneten, der so stark ist, dass 
er das Erdmagnetfeld sicher überlagert (denn das wirst du immmer als 
Störgröße haben). D.h. irgendjemand sieht sich die Nadel an und muss 
sicher sagen können, wo du mit dem Magneten bist, auch wenn er dich 
nicht sieht. Wenn du das hast, dann erkennst(!) du schon mal "deinen" 
Magneten.

Und frühestens dann kannst du überlegen, wie du seinen Abstand erkennen 
kannst. Wenn du nämlich nicht mal das Erdmagnetfeld ausschalten kannst, 
dann darf sich der Oberarmbesitzer keinen Mucks nach links oder rechts 
drehen...

Heiko G. schrieb:
> Ist natürlich vom Aufwand abhängig, wahrscheinlich
> willst du ja sowas wie Hall-Sensoren oder Empfangsspulen einsetzen.
>
Wegen Hallsensor meinte einer, das ginge damit nur im 1mm Abstand. Was 
wäre der richtige Sensor, momentan bin ich bei HMC5883, ist das eine 
gute Wahl oder könnt ihr was anderes empfehlen?

Heiko G. schrieb:
> Auch wenn keine Supination auftreten sollte, wie fest kann man den
> Elektromagneten am Lebewesen befestigen das er sich nicht relativ zum
> Knochen bzw. Arm bewegt?
>
Klar das müsste man so befestigen, dass es nicht verrutscht, das bekommt 
man hin. Wäre Supinaton ein Problem oder könnte man auf mit Supination 
die Werte interpretieren und das erfassen?

Heiko G. schrieb:
> Wenn das ein Proband auf einem Stuhl ist, kann z. B. die Rückenlehne
> genug Stahl enthalten das Magnetfeld zu ändern. Wenn es ein Lebewesen in
> Bewegung ist, kann ein Stahlträger in der Wand oder im Boden das
> Magnetfeld ändern. Jede Bewegung im Raum könnte also die Messung
> beeinflussen.
>
Stimmt, das müsste man auch aussschließen.

> Man müsste das also genau am Ort kalibrieren, und trotzdem kann man
> keine Vorhersage über die mögliche Genauigkeit machen. Du hast
> allerdings auch nicht gesagt wie genau die Messung sein soll, sowas wie
> +/-20cm geht vermutlich, aber bei gestrecktem Arm wird das immer
> ungenauer werden. Einmal weil die Abstände da größer werden, aber auch
> weil sich bei fast gestrecktem Arm der Abstand Handgelenk-Schulter ja
> nur noch wenig ändert.

Also die Genauigkeit sollte, wenn möglich, im mm Bereich liegen. Man 
könnte Sensor und Magnet nahe am Gelenk anbringen, dann wäre der Abstand 
gestreckt ca 15cm. Ginge das? Was wäre denn maximal möglich, ohne das 
der Messfehler zu groß wird? Und wie stark sollte der Magnet sein, die 
werden ja glaub in N angegeben oder worauf müsste man da achten?

Rocco W. schrieb:
> Was wäre denn maximal möglich, ohne das
> der Messfehler zu groß wird?

definiere "Messfehler zu groß"

Ob das was wird kann dir wohl keiner sagen der nicht zufällig genau 
sowas schon mal probiert hat. Ich selbst glaube nicht das da was 
Vernünftiges zu messen ist, aber das ist nur eine Vermutung (oder 
vielleicht Erfahrung mit anderer Messtechnik) von mir.

Aber 'Versuch macht kluch'... so ein HMC5883 als Sensor sollte gehen, 
der misst in drei Komponenten, ist genau genug um das Erdmagnetfeld zu 
messen, und kostet sicher nicht die Welt.  Also könnte man sich so ein 
Teil beschaffen, an einen Arduino oder ähnlich anschliessen und mit 
einem Neodym-Magneten mal ein paar einfache Versuche machen.

Das wäre sicher sinnvoller als hier weitere Vermutungen hin und her zu 
schicken.

Heiko

Rocco W. schrieb:

> Welchen maximalen Abstand kann man denn mit einem Magnetometer messen?

Mit einem "Magnetometer" kann man grundsätzlich keine Abstände
messen, schon garnicht  mit Auflösungen im mm-Bereich, sondern
nur Magnetfelder. Natürlich verändern sich Magnetfelder, wenn
sich in der Nähe ein starker Magnet befindet, daraus den Ab-
stand zu berechnen ist aber ziemlich schwierig, da es viele
Störgrössen gibt. Die stärkste Störgrösse ist das Erdmagnetfeld.
Deshalb braucht man schon einen ziemlich starken Magneten, wenn
man grössere Abstände messen will. Mein Bild mit dem Schrottmag-
neten war also so falsch nicht.

Erstmal schonmal Danke an alle für die Tipps!

butsu schrieb:
> Draußen oder in einem Raum? Falls Letzteres kommen auch ein paar
> Kameras, (fluoreszierende) Markerpunkte und schlaue Software in Frage.
> Motion Tracking eben...
Für Indoor käme Neuronmocap in Frage, Danke für den Link.
Aber ja, es sollte auch draußen verwendet werden können..

butsu schrieb:
> Warum nicht über einen Winkelsensor (oder DMS o ä.), in der Nähe des
> Gelenkes an Ober- und Unterarm mit Klettband befestigt?

Das wäre auch eine Idee, könntest du da was empfehlen an Winkelsensor? 
Das funktioniert dann aber nur Eingelenkig, oder?

TestX schrieb:
> Wenn es nur kurzzeitstabil sein soll, kann man mit 2 IMUs
> arbeiten...damit bekommt man eine Genauigkeit im cm Bereich problemlos
> hin

Was bedeutet kurzzeitstabil?

Heiko G. schrieb:
> Aber 'Versuch macht kluch'...

Andere Leute sind schon klug.

Ein KMZ10A kann das Erdmagnetfeld messen.

In 30cm Entfernung von einem Neodymmagneten ist das Erdmagnetfeld schon 
grösser als das Neodymmagnetfeld in bester Ausrichtung. Und 
Neodymmagnete sind kräftiger als er es je mit einem tragbaren 
Elektromagneten hinbekommt.

Durch einen Draht, ein mal um einen Besenstiel gewickelt, muss man 1A 
durchfliessen lassen, damit man in der Schleife das Erdmagnetfeld 
aufheben kann. Bei 1000 Windungen reicht damit zwar 1mA, bei grösserem 
Radius braucht man aber schon wieder mehr.

Rocco ach so tolle und einfache Idee haben unzweifelhaft vor ihm schon 
tausende andere Leute gehabt. Warum Rocco daraus nichts schlussfolgert, 
ist mir schleierhaft.

Michael B. schrieb:
> Andere Leute sind schon klug.
Geh doch bitte mal hierhin und lies meinen 2. Beitrag:
Beitrag "Re: Hallsensor einsetzen"
Wenn du was besser weißt, dann schreib doch bitte sachlich und nicht mit 
dieser H8R-Art.. :)

Wir haben hier eine ziemlich einfache Regel: nur 1 Nick pro Thread. 
Bitte dran halten!