Hallo, ich würde gerne mit einem Magnetometer den Abstand des Magnetometers zu einem Elektromagneten berechnen. Allgemein, wie funktioniert die Abstandsmessung, welche Formel verwendet man dazu? Oder muss man das vorher irgendwie kalibrieren? Der Elektromagnet kann sich in einer Range zwischen 0,4m und 1,2m entfernt zum Sensor bewegen. Ist das technisch möglich? Falls nicht, welcher Abstand ist maximal möglich? Und was für eine Elektromagneten benötigt man dazu? Danke für Hilfe :)
Rocco W. schrieb: > st das technisch möglich? Eher nicht, das Magnetfeld dort sollte ja stärker sein als das Erdmagnetfeld, deutlich stärker, und als Elektromagneten wirst du nicht gleich einen MRT Tomographen hinstellen wollen. Die Magnetfeldstärke kann nan berechnrn http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/curloo.html bei Eisenkern ist halt nicht mehr als 1.4 Tesla im Kern möglich.
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?
Beschreibe erstmal was das werden soll. Möglicherweise ist der Ansatz mit dem Magnetometer nicht der richtige...
Was solls denn werden? ich tippe: Du bist völlig auf dem falschen Dampfer.
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.
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. Da sich der Magnet und das Messsystem dabei auch noch in ihrer Achse verdrehen, ist das unmöglich
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: > Welchen maximalen Abstand kann man denn mit einem Magnetometer messen? 10 Kilometer. Schliesslich kennt man die Bodenerkundung zur Erz- und Erdölsuche durch am Flugzeug hinterhergeschleppte Magnetometer. Aber dabei misst man das Erdmagnetfeld. Bei dir hingegen ist das Erdmagnetfeld ein Störungseinfluss, denn du wirst keinen magnetisch abgeschirmten Raum haben wie ihn Dr. David Cohen am MIT hat. Der Messfehler zur Bestimmung der Entfernung zum Magneten wird also prozentual immer grösser, je weiter der Magnet entfernt ist. Bei 50cm Entfernung kann man schon damit rechnen, daß Magnetfeld und Erdmagnetfeld etwa gleich gross sind, der Messwert also von 0 bis zum doppelten des eigentlichen geht. Die Empfindlichkeit des Magnetometers ist nicht das Problem. die können Picotesla messen. Es hast schon seinen Grund, warum es "diese einfache Messmethode" in der Wirklichkeit nicht gibt.
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: > Magnetfeldsensoren messen das Magnetfeld auch nur in einer Richtung. Nö, TLV493-A1B6 von Infineon misst Dreidimensional.
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
also du möchtest die Stellung des Ellenbogengelenkes messen? Darauf läuft es ja hinaus, wenn du die Rotation des Unterarmes ausklammerst. Warum nicht über einen Winkelsensor (oder DMS o ä.), in der Nähe des Gelenkes an Ober- und Unterarm mit Klettband befestigt? Draußen oder in einem Raum? Falls Letzteres kommen auch ein paar Kameras, (fluoreszierende) Markerpunkte und schlaue Software in Frage. Motion Tracking eben...
Wie @butsu es schon geschrieben hat, ist die Methode mit Motion Tracking die wohl sinnvollste. Magnetfeldmessungen sind hier die absolut falsche Wahl - Streufelder etc. machen hier eine exakte Messungen quasi unmöglich. Wenn es nur kurzzeitstabil sein soll, kann man mit 2 IMUs arbeiten...damit bekommt man eine Genauigkeit im cm Bereich problemlos hin - bei langzeitstabilen Anforderungen wird es auf MotionTracking und ein paar Marker hinauslaufen - Genauigkeiten im mm Bereich wirst du aber nicht ohne entsprechend teures Equipment erreichen.. Daher nochmal die Frage: WAS HAST DU GENAU VOR ? Hier kann dir sonst keiner wirklich helfen...
wenn du etwas Geld dafür ausgeben kannst, käme vielleicht auch dieses System mit IMUs in Frage: https://neuronmocap.com/
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!
Rocco W. schrieb: > Für Indoor käme Neuronmocap in Frage, Danke für den Link. > Aber ja, es sollte auch draußen verwendet werden können.. Ich habe das nur überflogen, aber es sind ja IMUs, nicht optisch. Sollte also auch drauśen funktionieren. Rocco W. schrieb: > Das wäre auch eine Idee, könntest du da was empfehlen an Winkelsensor? > Das funktioniert dann aber nur Eingelenkig, oder? Kommt auf die nötige Auflösung und Genauigkeit an. Es gibt sehr genaue digitale Winkelmesser mit serieller Schnittstelle. Da du aber ernsthaft Magnetometer ins Auge gefasst hattest sind deine Ansprüche wohl eher gering. Da reicht wohl auch ein Poti...
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