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Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Automatische Senkrechte ausrichtung


Autor: Andreas (Gast)
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Hallo Forum.

Ich möchte mir eine Steuerung Bauen, welche mir eine Messtange ca. 
2Meter Lang automatisch in die Senkrechte ausrichtet.

Ich dachte mir an eine Vorrichtung worin die Stange unten Befestigt ist 
und Oben im mittleren teil die Stange dann mit Servo-Motoren in die 
Senkrechte ausgerichtet wird.

Bei der Vorrichtung handelt es sich um die Verbesserung einer Messstange 
von Leica.

Könnte mir bitte jemand sagen, welche nahmen die Komponenten haben die 
sich eignen. Und welche Controller dafür in frage kämmen.


Besten Dank.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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> Ich dachte mir an eine Vorrichtung worin die Stange unten Befestigt
> ist und Oben im mittleren teil die Stange dann mit Servo-Motoren in
> die Senkrechte ausgerichtet wird.
Hää?!

Wie wäre es damit, die Stange einfach oben aufzuhängen? Den Rest 
erledigt die Schwerkraft...

Autor: Reinhard ## (gruebler)
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Ben B. schrieb:
> Wie wäre es damit, die Stange einfach oben aufzuhängen? Den Rest
> erledigt die Schwerkraft...

Auf dem freien Feld könnte man dazu den
"Siemens Lufthaken" nehmen.
Jetzt mal ernsthaft:
Schau mal bei YouTube nach "Balancing robot".
In den Projekten sind alle Komponenten
verbaut die du brauchst.

Autor: Karls Quell (karlsquell)
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Auf dem freien Feld brauch aber so eine Stange auch einen ordentlichen 
Standfuß, sodass sie bei Wind nicht direkt umfällt.

Also ist ein Dreibein zum aufhängen der Stange vielleicht gar nicht so 
schlecht.

Und damit die Stange nicht bei Wind hin und her pendelt, würde ich sie 
nicht an einem Seil, sondern an einem Klemmmechanismus aufhängen.

Klemmmechanismus los: Stange hängt frei, sodass die Schwerkraft ihre 
arbeit tun kann

Klemmmechanismus fest: Stange in ihrer Position fixiert.

Hat den Vorteil, dass man keine Batterien wechseln muss, dass keine 
aufwenige Mechanik/Motoren kaputtgehen können, dass das Gewicht geringer 
wird, dass eine Kalibrierung unnötig wird,.....

Autor: PittyJ (Gast)
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Da nimmst du eine Weihnachtsbaum Halterung und befestigst 2 Wasserwaagen 
mit Kabelbinder an den Stab. Da kannst du manuell innerhalb von Sekunden 
den Stab ausrichten.
So einfach geht das.

Alternativ mit Beschleunigungssensoren und Servomotoren und 3 Jahre 
später bewegt sich was....

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas schrieb:
> Bei der Vorrichtung handelt es sich um die Verbesserung einer Messstange
> von Leica.
Sowas?
http://www.leica-geosystems.de/de/DNA-Messlatten_85069.htm

Andreas schrieb:
> Ich dachte mir an eine Vorrichtung worin die Stange unten Befestigt ist
> und Oben im mittleren teil die Stange dann mit Servo-Motoren in die
> Senkrechte ausgerichtet wird.
Wie groß und schwer darf denn diese "Vorrichtung" sein? Wie versorgst du 
diese "Vorrichtung"?

> Servo-Motoren
Meinst du das, was Google mit diesem Begriff findet?
https://www.google.de/search?q=Servomotoren&tbm=isch

> Ich möchte mir eine Steuerung Bauen
Mal vom "möchten" abgesehen: was kannst du denn schon? Wieviel 
Erfahrung hast du mit Elektronik? Und wieviel Zeit hast du für dieses 
Projekt?

Autor: Andreas (Gast)
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Das Wird nicht gehen, Die Messtange muss absolut senkrecht sein und darf 
nicht schwingen.

Grund, Messspize, resp. Position an der Spitze unten, Messung via 
Revlections Prisma. Wenn nun die Stange 1-2° von der Senkrechte abweicht 
ergiebt sich eine diferenz bis 4 cm. Toleranz wäre 2mm.

Normalerweise macht man dies Manuel und setzt die Spitze auf den Boden 
und Balonciert die Stange mittels Wasserblase aus.


Das benötigt aber enorm viel zeit, bis mann dan den exakten Punkt 
ermittelt hat.

Autor: Andreas (Gast)
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Andreas schrieb:
> Das Wird nicht gehen, Die Messtange muss absolut senkrecht sein
> und darf
> nicht schwingen.
>
> Grund, Messspize, resp. Position an der Spitze unten, Messung via
> Revlections Prisma. Wenn nun die Stange 1-2° von der Senkrechte abweicht
> ergiebt sich eine diferenz bis 4 cm. Toleranz wäre 2mm.
>
> Normalerweise macht man dies Manuel und setzt die Spitze auf den Boden
> und Balonciert die Stange mittels Wasserblase aus.
>
> Das benötigt aber enorm viel zeit, bis mann dan den exakten Punkt
> ermittelt hat.

Lothar M. schrieb:
> Andreas schrieb:
>> Bei der Vorrichtung handelt es sich um die Verbesserung einer Messstange
>> von Leica.
> Sowas?
> http://www.leica-geosystems.de/de/DNA-Messlatten_85069.htm


Nein nicht Ganz..

Stange
http://www.leica-geosystems.de/images/new/product_...

Das Prisma wird Oben aufgeschraupt.



> Andreas schrieb:
>> Ich dachte mir an eine Vorrichtung worin die Stange unten Befestigt ist
>> und Oben im mittleren teil die Stange dann mit Servo-Motoren in die
>> Senkrechte ausgerichtet wird.
> Wie groß und schwer darf denn diese "Vorrichtung" sein? Wie versorgst du
> diese "Vorrichtung"?
>
>> Servo-Motoren
> Meinst du das, was Google mit diesem Begriff findet?
> https://www.google.de/search?q=Servomotoren&tbm=isch
>
>> Ich möchte mir eine Steuerung Bauen
> Mal vom "möchten" abgesehen: was kannst du denn schon? Wieviel
> Erfahrung hast du mit Elektronik? Und wieviel Zeit hast du für dieses
> Projekt?

Autor: Der Andere (Gast)
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Nur mal so als Info:
Das ist ein Präzisioninstrument (auch wernns nur ne Stange ist) Die kann 
mit der Libelle bis auf 10 Bogensekunden (laut Doku) ausgerichtet 
werden, die Libelle macht bei 25 Bogensekunden 2mm Abweichung von der 
Mitte.

Und das willst du mit ein paar Modellbauservos automatisieren und 
"verbessern"?

Du hast 2 Möglichkeiten um überhaupt zu erkennen wie die Stange 
senkrecht ist:
1. Du richtest eine Kamera auf die vorhandene Libelle und erkennst die 
Position der Libelle mit einem max. Fehler von einem halben Millimeter.
2. Du suchst dir einen Erdbechleunigungssensor mit einem max. fehler von 
10 Bogensekunden.

Wenn du das gelöst hast, dann kommst du wieder und fragst wie es 
weitergeht!

Autor: Minimalist (Gast)
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Schon günstige Kreuzlinienlaser aus dem Heimwerker Bereich erreichen 
<1mm/m Genauigkeit. Damit kannst du entweder die Stange manuell 
ausrichten, oder über ein photodiodenarray als Feedback auch 
elektronisch.
Ich würde die Stange oben kardanisch aufhängen, so dass x und y Achse 
seperat verriegelbar sind. Dann erst in der einen Richtung ausrichten, 
fixieren, dann die rechtwinklige Achse ausrichten.

Autor: Der Andere (Gast)
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Minimalist schrieb:
> Ich würde die Stange oben kardanisch aufhängen,

Du hast gelesen was er schrieb:

Andreas schrieb:
> Stange
> http://www.leica-geosystems.de/images/new/product_...
>
> Das Prisma wird Oben aufgeschraupt.

Meine Aussage oben bzgl. Präzision bezog sich übrigens auf den Link von 
Lothar:

Lothar M. schrieb:
> Sowas?
> http://www.leica-geosystems.de/de/DNA-Messlatten_85069.htm

Autor: Michael Bertrandt (laberkopp)
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Andreas schrieb:
> Ich möchte mir eine Steuerung Bauen, welche mir eine Messtange ca.
> 2Meter Lang automatisch in die Senkrechte ausrichtet.

Der Andere schrieb:
> Nur mal so als Info:
> Das ist ein Präzisioninstrument (auch wernns nur ne Stange ist) Die kann
> mit der Libelle bis auf 10 Bogensekunden (laut Doku) ausgerichtet
> werden, die Libelle macht bei 25 Bogensekunden 2mm Abweichung von der
> Mitte.

Da stellt sich erst mal die Frage, welche Definition von senkrecht denn 
hier gilt: Der Schwerkaft folgend ? Die ist keineswegs überall auf der 
Erde senkrecht, sprich vom Mittelpunkt der Erde (auch hier 
Defintionsfrage, Schwerpunkt oder geometrischer Mittelpunkt oder 
Schwerpunkt inkl. Mond) aus gehende Geraden.

Die üblichen Accelerometer sind nicht auf 10 Bogensekunden genau. Wenn 
man ein Rohr hat, könnte man im Rohr ein Lot hängen lassen, und am 
Lotende kapazitiv messen ob es in der Mitte vom Rohr hängt. Die 
Abweichung direkt als Analogsignal kann dann das Rohr verstellen, es 
muss halt schnell genug sein zum Balancieren, aber wenn man Kugeln unter 
Magneten schweben lassen kann, kann man auch Stangen balancieren, man 
braucht halt 2 Achsen.

Die Bauteile wären also (2 mal) Kapazitätssensor durch Doppeloszillator 
und Frequenzvergleicher, Leistungsverstärker, Spule, und eine 
Stromversorgung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Kapazitiver_Sensor
oder
https://de.wikipedia.org/wiki/Differentialtransformator

Autor: TestX (Gast)
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@Andreas

man kann das zwar vollaautomatisiert machen nur macht das in den meisten 
Einsatzszenarien absolut keinen Sinn! Ein Stativ aufzustellen etc 
benötigt wesentlich mehr Zeit als den Stab auf dem Messpunkt 
auszurichten - wenn man geübt ist geht das in 5s ...

Ganz davon abgesehen ist oft nicht genug Platz um ein Stativ über dem 
Punkt aufzustellen.

Ich weiß ja nicht wie oft du das schon gemacht hast bzw. wie geübt du 
bist..aber es hört sich gerade so an als wärst du in der Ausbildung o.ä. 
und hast das noch nicht sooo oft in der Praxis gemacht.

--

Mal ganz davon abgesehen reicht es nicht den Stab nur in X,Y richtung 
auszurichten... die Neigung kommt auch noch dazu... d.h. du musst 4 
Freiheitsgrade regeln mit entsprechend hochgenauer Sensorik... so ein 
bischen Arduino Spielkram reicht da nicht.

Insgesamt wird so ein fertiger Messaufbau irgendwas um ~10kg wiegen - 
das Ding schleppst du nich den ganzen Tag hin und her ;)

Autor: Andreas (Gast)
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Hmm,..

Ich muss mich besser ausdrücken was das eigentliche Ziel ist.
und was ich mir Vorstelle.

Erklärung:

Mit der Messeinrichtung 450 Punkte Pro Bauetape möglichst Genau 
auszurichten und das in einer vorgegebene Zeit ist mit dem Herkömmlichen 
Mitteln von Lica nicht Möglich.

Deshalb die Ide der ausbalancierten Stange.

Dazu habe ich bereits ein 3 Rad Grüsst Gebaut in der Die Stange 
eingespannt wird. Unten an der Spize mit Gewicht belastet und in der 
Mitte mittels Pendellager Montiert.

Das Ganze hat schon enorm Zeitersparnis gebracht als mit der Stange von 
Hand die Punkte zu Messen.

Da aber das Ganze sehr empfindlich ist in der Messung ist immer noch ein 
Manueller eingriff notwendig um die Stange wirklich Genua im Senkel zu 
haben.
Ein kleiner Windstoss oder eine Vibration auf der Decken Schalung reicht 
aus das die Stange aus dem Lot kommt und der Manuelle eingriff notwendig 
wird.


Und nun das Ziel:

Mittels Elektronischer Messung die Position respktive den Winkel der 
Stange Messen und mittels Motoren in der Axe ausrichten.
Permanente Korektur alle 0.5 Sec.

Was meine Verständnis der Elektronik angeht, Bin Elektriker und war 20 
Jahre EDV Fachmann. Mit Elektronik kenne ich mich aus aber kenne die 
Notwendigen Bauelemente nicht.


Aufbau und Spinnings Versorgung der Konstruktion.

Ich dachte an ein Rasberry und das Ganze via GPIO zu messen und die 
Motoren
an zu steuern.
Spinnings Versorgung via Powerpack 5V


Was mir nun Fehlt, wären die passenden Sensoren und Motoren, welche sich 
für meine vorhaben am Besten eignen.
Und natürlich wo ich sie herbekommen.

Autor: Henrik V. (henrik_v)
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So als Idee:
Die Meßstange steht mit der Spitze auf dem Messpunkt , gehalten einer 
Gleitlager (nur Längsbewegung keine Drehung)  an der Spitze von einem 
Dreibein.
Die Präzisionslibelle am Stab hat drei Optosensoren entsprechend der 
drei Stativbeine. Zwei der Stativbeine haben einen Linearaktor, der über 
das Differenzsingnal der Optosensoren die Libelle ausrichtet.
Sollte sogar noch anlog machbar sein, wenn die Grobausrichtung passt.

Unter der Annahme, dass der Winkel des Gleitlagers dem der Meßstange 
entspricht, kann die Libelle auch am Lager befestigt werden und die 
Stange kann auch drehbar sein.

Längen der Aktuatoren und des Gleitlagers ergeben sich aus der Geometrie 
und dem Fangbereich der Libellen/Optosensor-Konstruktion.

TestX schrieb:
> Ganz davon abgesehen ist oft nicht genug Platz um ein Stativ über dem
> Punkt aufzustellen.

DAS wird eher das Problem sein :)

TestX schrieb:
> Ich weiß ja nicht wie oft du das schon gemacht hast bzw. wie geübt du
> bist..aber es hört sich gerade so an als wärst du in der Ausbildung o.ä.
> und hast das noch nicht sooo oft in der Praxis gemacht.

Wer 'ne halbe Stunde lang die Stange halten muss, kommt halt auf Ideen 
:D

Autor: Andreas (Gast)
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Henrik V. schrieb:
> TestX schrieb:
>> Ganz davon abgesehen ist oft nicht genug Platz um ein Stativ über dem
>> Punkt aufzustellen.
>
> DAS wird eher das Problem sein :)
>
> TestX schrieb:
>> Ich weiß ja nicht wie oft du das schon gemacht hast bzw. wie geübt du
>> bist..aber es hört sich gerade so an als wärst du in der Ausbildung o.ä.
>> und hast das noch nicht sooo oft in der Praxis gemacht.
>
> Wer 'ne halbe Stunde lang die Stange halten muss, kommt halt auf Ideen
> :D


Ich mach das Schon Lange,, das ist nicht das Problehm, aber wir messen 
Enlagen fon Industriebauten, Das heist, Licht, Kraft, Sprinkler etc die 
auf einem Rohbau vor dem Betonieren Posizioniert werden.

Bisher war das von Hand kein Thema, nicht so viele Punkte und genügend 
Zeit.

Hier gilt es nur so viel Zeit zu gewinnen wie nur möglich.
Und wenn man 450Punkte Pro Etape und 1 Stockwerk 5 Etapen hat Mann 
Rechne...

Platz für Konstruktion ist genug vorhanden.

Gruss Andreas

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Ben B. schrieb:

> Wie wäre es damit, die Stange einfach oben aufzuhängen? Den Rest
> erledigt die Schwerkraft...

Genau. Ein Schiffskompass funktioniert ähnlich.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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PittyJ schrieb:

> Da nimmst du eine Weihnachtsbaum Halterung und befestigst 2 Wasserwaagen
> mit Kabelbinder an den Stab. Da kannst du manuell innerhalb von Sekunden
> den Stab ausrichten.
> So einfach geht das.

Es gibt sog. Pfosten-(Doppel-)Wasserwaagen. Damit gehts in einer
Sekunde. :-) Anschliessend muss der Stab nur irgendwie fixiert
werden, z.B. mit einem Kugelgelenk mit Feststelleinrichtung.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andreas schrieb:

> Das benötigt aber enorm viel zeit, bis mann dan den exakten Punkt
> ermittelt hat.

Das wird mit einer Elektromechanik genauso sein und einen Regler
zu konstruieren, der anschliessend nicht schwingt, ist auch eine
Herausforderung. Ein Mensch als "Regler" funktioniert da erfah-
rungsgemäß wesentlich besser.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andreas schrieb:

> ein 3 Rad Grüsst

Danke. Ich grüsse zurück. :-)

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andreas schrieb:

> Da aber das Ganze sehr empfindlich ist in der Messung ist immer noch ein
> Manueller eingriff notwendig um die Stange wirklich Genua im Senkel zu
> haben.
> Ein kleiner Windstoss oder eine Vibration auf der Decken Schalung reicht
> aus das die Stange aus dem Lot kommt und der Manuelle eingriff notwendig
> wird.

Natürlich kann man Systeme per Hand auch auf Bruchteile von
Winkelminuten genau ausrichten. BTDT. Allerdings glaube ich
nicht, das man das auch "draussen" schafft. Und wenn, glaube
ich, das das ein Mensch wesentlich besser als eine Mechanik
schafft. Eine Mechanik hat immer "Spiel"; ein Mensch eher nicht.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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[OT]
Harald W. schrieb:
> Genau. Ein Schiffskompass funktioniert ähnlich.

Welcher? Seit wann interessiert den Steuermann die Ausrichtung zum 
Erdmittelpunkt? Vielleicht seitlich bei stärkerem Wellengang...

Der Kreiselkompass (https://de.wikipedia.org/wiki/Kreiselkompass) 
richtet sich in Nord-Süd-Richtung aus. So ähnlich, wie es der 
Magnetkompass macht.
[/OT]

Wenn man einen entsprechend präzisen Sensor findet (oben wurden schon 
Parameter genannt), dann könnte man die Ausrichtung der Stange ähnlich 
einem Kosel-3D-Drucker erledigen.
Man muss ja nur einen gewissen Winkel (keine 90°, sonder +/-10° oder so) 
überdecken.
Alles größere erfordert manuelles Eingreifen, weil der Kram sich dann 
sowieso Richtung Erdmittelpunkt bewegt...

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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STK500-Besitzer schrieb:

>> Genau. Ein Schiffskompass funktioniert ähnlich.
>
> Welcher? Seit wann interessiert den Steuermann die Ausrichtung zum
> Erdmittelpunkt? Vielleicht seitlich bei stärkerem Wellengang...

www.auktionshaus-rheinsberg.de/ebay/Repro/3001-3100/G3074/1.jpg

Allerdings reicht sowas bei den Genauigkeitsanforderungen des
TEs nicht aus, was ich erst später gelesen habe.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Harald W. schrieb:
> www.auktionshaus-rheinsberg.de/ebay/Repro/3001-3100/G3074/1.jpg
>
> Allerdings reicht sowas bei den Genauigkeitsanforderungen des
> TEs nicht aus, was ich erst später gelesen habe.

Das ist eine Kardanische Aufhängung.
Sowas braucht man in dem Fall, damit die Kompass-Anzeige möglichst 
waagerecht bleibt, aber es ist kein Messgerät.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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STK500-Besitzer schrieb:

> Das ist eine Kardanische Aufhängung.
> Sowas braucht man in dem Fall, damit die Kompass-Anzeige möglichst
> waagerecht bleibt, aber es ist kein Messgerät.

Die Stange des TEs ist auch kein Meßgerät.

Autor: Andreas (Gast)
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Man oh man.. Das wird ja Komplex werden..

Ich brauche doch nur einen Sensor, den ich auf die Stange oben montieren 
kann, da ja Unter die Stange fix befestigt ist "Pendellager".

Der Sensor soll dan den Aktuellen Winkel ausgeben womit ein oder 2 oder 
3 Servomotoren angesteuert werden.
Vermutlich benötige ich mind. 2 der Sensoren aber welchen?

Toleranz 0.1° reichen aus.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andreas schrieb:

> Toleranz 0.1° reichen aus.

Ich würde sagen, alles unter 1° benötigt excellente Mechanik und
einen sehr guten Regler. Und sowas ist nicht unbedingt "Outdoor-
tauglich". Der Sensor ist da m.E. das kleinste Problem.

Autor: Paulo M. (paulo)
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Hallo,
das ist eine Invarlatte und wenn du ein DNA 03/DNA 10 Digitalnivellier 
von Leica benutzt, dann funktioniert das folgendermassen, wenn du auf 
den Knopf drückst dann macht das Gerät mehrere Messungen und mittelt 
dann den Wert, ein fixieren der Latte macht da wenig Sinn, um Messfehler 
zu vermeiden macht man normalerweise immer ein Schleife, man misst also 
den Hin- und Rückweg, nur so kannst du dir einigermassen Sicher sein das 
deine Messung stimmt.

Wenn du dir ganz sichere sein musst dann benötigst du 2 Latten und 
vergiss nicht vor deiner Messung eine Nivellierprobe zu machen.

Aber ich kann dir aus Erfahrung sagen, mit ein bischen Erfahrung kannst 
du die Latte ohne Hilfsmittel sauber ausrichten und halten und das geht 
sehr schnell.

Gruß
Paulo

Autor: Andreas (Gast)
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Harald W. schrieb:
> Andreas schrieb:
>
>> Toleranz 0.1° reichen aus.
>
> Ich würde sagen, alles unter 1° benötigt excellente Mechanik und
> einen sehr guten Regler. Und sowas ist nicht unbedingt "Outdoor-
> tauglich". Der Sensor ist da m.E. das kleinste Problem.

Naja, ich Brauche die 0,1° unbedingt,
bei einer Stangen Länge von 2m ergibt ein 0,1° Winkel eine Abweichung 
von 3,5 mm.

Es muss doch ein Sensor geben der wie eine Rundlibelle Funktioniert.
https://www.qy1.de/img/libelle-312145.jpg

Wenn man dann mittels den Werten 2 mini Servo oder Schrittmotoren 
ansteuert wäre das ziel ja schon erreicht.

Der IC steuert den Motor an auf der X und Y Achse bis der 0 wert 
erreicht ist respektive in der Toleranz liegt.

Das kann doch keine Hexerei sein.

Autor: butsu (Gast)
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Jedes Smartphone kann eine Rundlibelle simulieren. Dazu wird ein 
(mindestens) 3-achsiger Beschleunigungssensor verwendet, der die 
Erdbeschleunigung misst. Eine Auflösung von 0.1° ist damit vielleicht 
gerade so zu erreichen. Die Genauigkeit hängt natürlich auch von der 
Kalibrierung ab, ich habe auch keine Ahnung, wie das Driftverhalten ist.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas schrieb:
> Es muss doch ein Sensor geben der wie eine Rundlibelle Funktioniert.

So etwas kannst Du auch selbst bauen: Dosenlibelle verwenden, und die 
mit Kamera o.ä. und etwas Bildverarbeitung auswerten. Dann bekommst Du 
die Präzision, die die Dosenlibelle hinbekommt.

Autor: Georg (Gast)
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Rufus Τ. F. schrieb:
> So etwas kannst Du auch selbst bauen: Dosenlibelle verwenden

Es gab mal Sensoren auf Basis einer Art Libelle, deren Stellung 
elektrochemisch erfasst wurde und die eine Empfindlichkeit hatten von 
mm/km. Die scheinen mit den MEMS-Sensoren aus der Mode gekommen zu sein. 
Die sind nicht so extrem genau, aber für den TO sollten sie ausreichend 
sein, siehe:

Ebay-Artikel Nr. 222178189000

Nach den Angaben ergeben sich auf 2 m eine Abweichung von 1 mm. Das 
sollte reichen.

Georg

Autor: Mani W. (e-doc)
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Wie wär es mit einem Kreiselstabilisator?

Autor: Ei der Daus (Gast)
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>
> Naja, ich Brauche die 0,1° unbedingt,
> bei einer Stangen Länge von 2m ergibt ein 0,1° Winkel eine Abweichung
> von 3,5 mm.
>
Damit bekommtst Du kein Bild an die Wand!

Autor: W.A. (Gast)
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Ben B. schrieb:
> Wie wäre es damit, die Stange einfach oben aufzuhängen? Den Rest
> erledigt die Schwerkraft...

Den Unterschied zwischen "senkrecht" und "lotrecht" kennst du?

Bleibt natürlich die Frage - auch an den TP - welches die Bezugsfläche 
für die senkrechte Ausrichtung ist.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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W.A. schrieb:

> Den Unterschied zwischen "senkrecht" und "lotrecht" kennst du?

...und wofür nimmmt man dann ein Senk-Lot?

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Habe ich das Problem richtig verstanden? (s.Skizze)

Der Boden ist eine Holzschalung und gibt eventuell mehre
Millimeter nach.

Der untere Punkt ist aber entscheident.

Dann könnte das doch wie in der Skizze gelöst werden.

Die Messstange hängt frei in einem (durchsichtigen) Windschutz-
rohr. Das Gestell wird auf den Messpunkt ausgerichtet.

Die Messstange darf dabei das Rohr nicht berühren, muss aber
nur an der Spitze (unten) passen.

Geht man nun weg, und die Schalung wird entlastet, stellen
kleine Motoren den unten gemessen Abstand wieder ein.


Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
Autor: Florian Rist (Firma: TU Wien) (frist)
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Hi Andreas,
vielleicht tut es ja ein ganz andere Ansatz. Wie schnell kann denn die 
Position des Prismas festgestellt werden? Wenn das schnell und genau 
geht, dann könntest Du vielleicht immer statt einer richtigen Messung 
ein dutzend falsche machen und später durch diese Punkt eine Kugel 
fitten, der Mittelpunkt ist dann den eigentlich gesuchte Messpunkt.

Grüße
Flo

Autor: wendelsberg (Gast)
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Andreas schrieb:
> Naja, ich Brauche die 0,1° unbedingt,
> bei einer Stangen Länge von 2m ergibt ein 0,1° Winkel eine Abweichung
> von 3,5 mm.

Na, da kommt einem doch die Idee, in 0,5m  Hoehe zu messen, da ist der 
Fehler nur noch 1/4 davon.

Andreas schrieb:
> aber wir messen
> Enlagen fon Industriebauten, Das heist, Licht, Kraft, Sprinkler etc die
> auf einem Rohbau vor dem Betonieren Posizioniert werden.

Das allerdings fuehrt m.E. dazu, dass die Stange solange bewegt werden 
muss, bis sie an der richtigen Stelle ist (und nicht die Stelle, an der 
sich die Stange befindet, gemessen werden soll).
Die skizzierten Aufbauten auch noch zu bewegen, scheint mir noch 
schwieriger "schnell" moeglich zu sein.

Vorstellbar waere eine mobile Einheit, die in den 2m Hoehe ihren 
Standort gesagt bekommt, daraus dann eine Korrektur berechnet und einen 
Laserpunkt entsprechend so ausrichtet, dass der am Sollpunkt auf dem 
Boden ist.

Das ist allerdings alles andere als einfach und unkompliziert.

wendelsberg

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Eine Alternative wären ein paar Nägel, eventuell ein gespannter
Meßdraht zur Achse.

Dann kann man die Positionen jedes Teils recht schnell markieren.

Oder (das geht wohl nur im Dunkeln) ein Laserscan der Schalung.
Die Kanten der Schalbretter sind durchaus erkennbar und können
als Referenz dienen. Da ist millimetergenaues Anzeichnen möglich.

Grüße Bernd

Autor: Ei der Daus (Gast)
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Harald W. schrieb:
> W.A. schrieb:
>
>> Den Unterschied zwischen "senkrecht" und "lotrecht" kennst du?
>
> ...und wofür nimmmt man dann ein Senk-Lot?

- Ein Lot ist ein Pendel
- es pendelt daher
- daher zeigt es niemals dirkt lotrecht an!
- folglich muß man daher noch etwas tun...

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Hier der Laserscan einer Betondecke.

Die Schaltafeln sind gut erkennbar, messen lässt sich auch Alles.

Grüße Bernd

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Ei der Daus schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> W.A. schrieb:
>>
>>> Den Unterschied zwischen "senkrecht" und "lotrecht" kennst du?
>>
>> ...und wofür nimmmt man dann ein Senk-Lot?
>
> - Ein Lot ist ein Pendel
> - es pendelt daher
> - daher zeigt es niemals dirkt lotrecht an!
> - folglich muß man daher noch etwas tun...

Einfach:
Eine Aluscheibe und ein paar kräftige Neodyms.

Da ist gleich Ruhe.

Grüße Bernd

Autor: Marc Horby (marchorby)
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Andreas schrieb:
> Toleranz 0.1° reichen aus.

Woher kommt denn bitte dieser Wert? Habt ihr das gewürfelt? Wisst ihr 
was 0,1° ist? das ist 1/3600stel... auf den Vollkreis bezogen!

Autor: Ei der Daus (Gast)
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Bernd F. schrieb:
> Ei der Daus schrieb:
>> Harald W. schrieb:
>>> W.A. schrieb:
>>>
>>>> Den Unterschied zwischen "senkrecht" und "lotrecht" kennst du?
>>>
>>> ...und wofür nimmmt man dann ein Senk-Lot?
>>
>> - Ein Lot ist ein Pendel

>
> Einfach:
> Eine Aluscheibe und ein paar kräftige Neodyms.
>
> Da ist gleich Ruhe.
>
> Grüße Bernd

Und dann hängt das Bild völlig schief.

Autor: Ei der Daus (Gast)
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Bernd F. schrieb:

>
> Einfach:
> Eine Aluscheibe und ein paar kräftige Neodyms.
>
> Da ist gleich Ruhe.
>
> Grüße Bernd

Und dann hängt das Bild völlig schief.

Autor: Patrick J. (ho-bit-hun-ter)
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Hi

Wie kann ich mir die Messung vorstellen?
(habe nur bis ca. zur Hälfte gelesen)
Wenn oben auf der Stange die Libelle sitzt, kann ich die Stange damit 
ausrichten - und nun?

Eine senkrechte Linie machen heute Laser recht gut - in rot.
Dreibein ungefähr so aufstellen, daß das Zentrum über dem Messpunkt 
sitzt, Laser drangeschraubt, angeknipst und dann die Beinlängen einzeln 
justiert, daß der 'red dot' unten den Messpunkt genau trifft.
Wo immer oberhalb etwas an dem 2.ten 'red dot' ausgerichtet wird, ist 
Dessen Mitte senkrecht über dem Messpunkt.

Den 'red dot' automatisch ansteuern lassen, sollte nicht so kompliziert 
sein.

MfG

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Ei der Daus schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>
>>
>> Einfach:
>> Eine Aluscheibe und ein paar kräftige Neodyms.
>>
>> Da ist gleich Ruhe.
>>
>> Grüße Bernd
>
> Und dann hängt das Bild völlig schief.

Schon mal was von Wirbelstrombremse gehört?
Das geht sogar berührungslos.

Grüße Bernd

Autor: Ei der Daus (Gast)
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Das habe ich schon realisiert, nur welchen statischen Einfluss hat die 
Scheibe auf die Position der Stange wenn sie nicht mehr pendelt? Auch 
wenn sie scheinbar nicht mehr pendelt, pendelt sie ja doch noch und zwar 
unnendlich lange...

Autor: Mani W. (e-doc)
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Mani W. schrieb:
> Wie wär es mit einem Kreiselstabilisator?

Lässt sich auch selbst bauen...

Autor: Wolfgang (Gast)
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Ei der Daus schrieb:
> Und dann hängt das Bild völlig schief.

Du meinst, weil die Aluscheibe vom Magneten angezogen wird? ;-(

Autor: Andreas (Gast)
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Bernd F. schrieb:
> Habe ich das Problem richtig verstanden? (s.Skizze)
>
> Der Boden ist eine Holzschalung und gibt eventuell mehre
> Millimeter nach.
>
> Der untere Punkt ist aber entscheident.
>
> Dann könnte das doch wie in der Skizze gelöst werden.
>
> Die Messstange hängt frei in einem (durchsichtigen) Windschutz-
> rohr. Das Gestell wird auf den Messpunkt ausgerichtet.
>
> Die Messstange darf dabei das Rohr nicht berühren, muss aber
> nur an der Spitze (unten) passen.
>
> Geht man nun weg, und die Schalung wird entlastet, stellen
> kleine Motoren den unten gemessen Abstand wieder ein.
>
> Grüße Bernd


Sali Bernd.

Deine Skizze ist ja hammer den so hab ich vor 5 Wochen gelöst.
aber eben wie es so ist muss ich es weiter optimieren.

Die elektronik und Programieren sollte kein problehm sein für mich 
mittels Raspberry.

Jetzt ist nur noch die Frage welcher Sensor sich am besten dafür eignet.
http://www.acalbfi.com/de/Sensoren/Beschleunigungs...

LG Andreas

Autor: Henrik V. (henrik_v)
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Wenn Du einen Raspi nimmst, dann nimm einen 3 Achsigen 
Beschleunigungssensor mit +-1g (bis 2g) . Sollte schon 2kbit/g oder 
besser 4kbit/g Auflösung haben.
Den kannst Du dann ohne ADC gleich mit I2C oder SPI auslesen.

Montiert wird er dann so, dass alle Achsen bei 45° stehen.
1g*(sin(45.1)-sin(45)) = 0.0012g das wäre dann die Auflösung, die Du 
mindestens brauchst. Nach Filtern/ Mittelwertbildung wg. Schwingungen 
und Rauschen.

Z.B. MMA8451Q (ohne jetzt lange gesucht zu haben)

Die Nichtlinearitäten und Winkelfehler der Achsen sind nicht so wichtig, 
Du hast ja eh nur einen Arbeitspunkt , den Du nach Montage mit den Dir 
verfügbaren Messmitteln bestimmst.

Wenn dann die Winkelorientierung des Sensors mit der des Dreibeins 
(grob) übereinstimmt reicht eine einfache Differenzbildung um die zwei 
benötigten Aktoren anzusteuern.

Grundplatte:
Fixiert den Messpunkt am Boden und hat Spitzenlager für deine 
Messstange. Dreibein mit Gleithülse oben (wo die Messstange durchpasst, 
darf etwas größer sein mit Federn :) ). Ein Bein Fix. Zwei Beine Mit 
Aktor (Pollin 310468  an die Platte, Spindelmutter ins Rohr des Beins?? 
MAcht wahrscheinlich zu viel Weg... )

: Bearbeitet durch User
Autor: Christopher Johnson (christopher_j23)
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Würde noch das LIS3DSH einwerfen. +-2g mit 16bit ADC bei bis zu 1,6kHz 
sollte mit entsprechender Filterung auch auf 0,1 Grad genau sein.

Ansonsten gibt es für diese Winkelmessaufgaben spezialisierte MEMS, im 
englischen oft als "inclinometer" bezeichnet.

Beispiele hierfür wären ADIS16203 von Analog Devices oder SCA103T von 
Murata. Die erziehlbare Winkelauflösung ist phänomenal (im Bereich 0,001 
Grad beim SCA103T-D04) aber der Preis ist auch happig (~50$ für den 
SCA103T bzw. ~25$ für ADIS16203).

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Andreas schrieb:

> Sali Bernd.
>
> Deine Skizze ist ja hammer den so hab ich vor 5 Wochen gelöst.
> aber eben wie es so ist muss ich es weiter optimieren.
>
> Die elektronik und Programieren sollte kein problehm sein für mich
> mittels Raspberry.
>
> Jetzt ist nur noch die Frage welcher Sensor sich am besten dafür eignet.
> 
http://www.acalbfi.com/de/Sensoren/Beschleunigungs...
>
> LG Andreas

Andreas,
der mechanische Aufbau hat auch seine Tücken.

Oben bräuchte es eine kardanische Aufhängung der Stange.
Unten möglichst viel Gewicht und einen Laserpointer als Zielsucher.
Die Stange soll den Boden ja nicht berühren.
Dann noch die Wirbelstrombremse, um das Schwingen schnell zu
eliminieren.(Muß vieleicht gar nicht sein).

Nun müsste möglichst weit unten in 2 Achsen die Entfernung gemessen
werden.
Die 2 kleinen Servos oben regulieren nur nach, falls sich unten der Wert
ändert.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
Autor: Andreas (Gast)
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Bernd F. schrieb:
> Andreas,
> der mechanische Aufbau hat auch seine Tücken.
>
> Oben bräuchte es eine kardanische Aufhängung der Stange.
> Unten möglichst viel Gewicht und einen Laserpointer als Zielsucher.
> Die Stange soll den Boden ja nicht berühren.
> Dann noch die Wirbelstrombremse, um das Schwingen schnell zu
> eliminieren.(Muß vieleicht gar nicht sein).
>
> Nun müsste möglichst weit unten in 2 Achsen die Entfernung gemessen
> werden.
> Die 2 kleinen Servos oben regulieren nur nach, falls sich unten der Wert
> ändert.
>
> Grüße Bernd

Sali Bernd.

Naja übertreiben müssen wir nicht gleich, da die Messung mittels 
Theodolite
gemacht werden ist es nur wichtig das die Stange Senkrecht ist.
Vibrationen auf der Schalung spielen hier keine grosse Rolle wenn die 
Stange im der Toleranz senkrecht ist.

Die Fixierung unten ist klar, besteht ja auch schon und ein Feines 
Pendel Kugel Lager im Mittleren Bereich aus der Ersten Tests.

Nun wird das Pendel Lager unten angebracht kurz vor der Spitze und die 
Servo mototer für  X/Y  in der Mitte.
Der Sensor kommt dann oben hin.

Besten Dank Bernd für deine Anregungen.

Autor: Georg (Gast)
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Andreas schrieb:
> Der Sensor kommt dann oben hin.

Warum eigentlich? Wenn es um die Neigung der Stange geht, die ist doch 
überall gleich (oder handelt es sich um Lakritzstangen?), und da ist das 
obere Ende eher am unpraktischten.

Georg

Autor: Paulo M. (paulo)
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na wenn die Messung mit einem Theodolit gemacht wird, dann würde ich 
einen anderen Ansatz wählen, nimm eine Kanalmeßstange, die hat 2 Prismen 
und da spielt die senkrechte der Stange keine Rolle, du mißt 2 Punkte 
und die Software berechnet dann die Koordinate und die Höhe des Punktes.

Autor: Ei der Daus (Gast)
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Ich würde einen Lichtzeiger nehmen, die genaueste Meßeinrichtung...

Autor: Andreas (Gast)
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Paulo M. schrieb:
> na wenn die Messung mit einem Theodolit gemacht wird, dann würde ich
> einen anderen Ansatz wählen, nimm eine Kanalmeßstange, die hat 2 Prismen
> und da spielt die senkrechte der Stange keine Rolle, du mißt 2 Punkte
> und die Software berechnet dann die Koordinate und die Höhe des Punktes.


Sali Paulo.

Da bist du leider auf dem Falschen weg. ein Theodolit Robotic von LICA
kann nur ein Prisma Fixieren und auch nur diesem den Bewegungen folgen.

Autor: Peter (Gast)
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Manchmal genügt ja auch ein ganz unelektronischer Weg:
Die Stange (der Prismenstab) wird umgedreht,
sodass das Prisma am unteren Ende ist.
Manche Prismenhalterungen haben extra ein Gewinde,
in dem eine kleine Spitze eingeschraubt wird,
die dann nach unten zeigt und den Prismanstab
exakt in die Gegenrichtung verlängert.
Nun darf die Stange durchaus etwas schief stehen:
Das Prisma ist nur noch rund 10 cm über dem Boden,
daher macht auch ein Grad Schiefstellung nichts aus.
Alle gemessenen Punkte liegen nun um eine feste
Höhendifferenz unterhalb des Theodoliten,
das kann man nachher an den Daten korrigieren.
Wenn es nur um das genaue Wiederauffinden der Punkte geht,
muss nicht korrigiert werden.
Hilft das?

Autor: Der Andere (Gast)
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Peter schrieb:
> Hilft das?

Denkst du er hat 9 Monate mit dem Messen gewartet?

Davon abgesehen, was machst du bei unebenem Boden wenn das Prisma nur 
noch 10cm vom Boden entfernt ist?

Autor: Paulo M. (paulo)
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Der Andere schrieb:
> Peter schrieb:
>> Hilft das?
>
> Denkst du er hat 9 Monate mit dem Messen gewartet?
>
> Davon abgesehen, was machst du bei unebenem Boden wenn das Prisma nur
> noch 10cm vom Boden entfernt ist?

dann schraubt man ein Verlängerung drauf, 10cm, 20cm 50cm etc., bis du 
die Schräge überwindest oder baust das Instrument um.

Gruß Paulo

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