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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Handfläche - Anpressdruck messen


Autor: Thomas Bahr (xantiac)
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Liebe Kollegen,

bei einem biologischen Epxeriment muss die Versuchsperson ihre ganze 
Handfläche auf eine ungefähr gleich große Metallplatte anlegen und 
"abdrucken". Aus der Metallplatte werden dann mikrobiologische Proben 
entnomen (Wischproben).

Für die Reproduzierbarkeit des Experiments möchte ich die Dauer und den 
minimalen Anpressdruck definieren und überwachen. Z.B. 3 Sekunden und xy 
Newton.

Die Metallflächen werden aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. 
Ich benötige, dass die Versuchsperson möglichst die ganze Handfläche 
anlegt und nicht nur mit 3 Fingern die Platte berührt/drückt.

Hättet ihr Ideen, mit welchen Techniken bzw. Sensoren man diese Aufgabe 
bewerkstelligt? Im einfachsten dachte ich an 3 bis 4 Taster unter den 
Ecken der Metallfläche, die gleichzeitig gedruckt werden müssen, ggf. 
wird die Platte mit Federn Gegendruck erzeugen. Die Zeit könnte man mit 
einem 555er überwachen und nach den besagten 3 Sekunden kurz piepsen als 
Rückmeldung für die Versuchsperson. Ich wäre aber auch bereit eigene 
analog Signalkette für einen (aber welchen) Sensor aufzubauen und ggf. 
mit einem µC das ganze flexibel aufbauen.

Also, bitte um eure Ideen!
Vielen Dank im Voraus!

Autor: fcxswrfgv (Gast)
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Thomas B. schrieb:
> Im einfachsten dachte ich an 3 bis 4 Taster unter den
> Ecken der Metallfläche, die gleichzeitig gedruckt werden müssen

Wenn einer mit dem Zeigefinger in die Mitte drueckt, werden die 4 Taster 
auch betaetigt.

fcxswrfgv

Autor: Thomas Bahr (xantiac)
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Eben. Deswegen gibt es diesen Thread, wo nach besseren Lösungen gesucht 
wird :-)

Autor: fcxswrfgv (Gast)
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Thomas B. schrieb:
> wo nach besseren Lösungen gesucht
> wird :-)

Na denn, lass mich anfangen.
Die Metallplatte wird in mehrere Teile unterteilt, die Beruehrung aller 
Teile wird durch den Widerstand zwischen den Teilen erkannt.

fcxswrfgv

Autor: BT (Gast)
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Hallo,

wie wäre es denn die Platte auf eine Waage oder Kraftsensoren zu stellen 
und diese zu tarieren?

Die "Anpresskraft" ist dann ablesbar...

Gruß
BT

Autor: Madan O. (madan)
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Wie wäre es mit einer Handpresse?

Wieso das Symptom ermitteln wenn man auch einfach die Ursache beseitigen 
kann?

Einfach eine Art Hebel wie bei einer Kartoffelpresse, nur dass diese 
Konstruktur die Hand an die Platte presst. Keine Sensoren oder so Kram 
braucht man da, einfach solide Mechanik die man anschließend auch 
einfach desinfizieren kann.

Natürlich will ich hier kein Folterwerkzeug bauen lassen, man kann 
natürlich als Hebel einfach einen Drehmomentschlüssel einsetzen, dann 
muss natürlich noch vorher ermittelt werden was maximal zulässig ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hmm (Gast)
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Ein kapazitiver Touch-Controller + passender screen sollte zumindest 
grob erfassen können, ob die gesamte Handfläche aufliegt.

Das gibts fertig.

Das könnte man mit einer Kraftmessdose kompbinieren.

Konkrete Vorschläge kann ich leider nicht liefern.

Autor: ChristianS (Gast)
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Schau Dir mal diese Firma an: https://www.tekscan.com/ die beschäftigen 
sich damit. Vielleicht gibt das die nötigen Lösungsansätze.

Autor: Thomas Bahr (xantiac)
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Liebe Kollegen,

danke für die zahlreichen Tipps!

Was mir gefällt:
- die Platte wird geschickt (aber wie?) unterteilt
- Kraftsensoren unter jedem Segment (Force sensing resistors reichen)

Was ich problematisch sehe:
- kapazitiver Sensor: die Hand muss eine bestimmte, austauschbare 
Metallfläche berühren (Silber, Kupfer, usw., je nach untersuchten 
antimikrobiellen Eigenschaften). Das Ankleben des Sensors auf die zu 
berührende Fläche ist nicht möglich.

Wie teilt man geschickt die Metallplatte, um zu verhindern, dass ein 
Spaßvogel alle Segmente nur mit Fingern runterdrückt?

Liebe Grüße!

Autor: Leroy M. (mayl)
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Thomas B. schrieb:
> Wie teilt man geschickt die Metallplatte, um zu verhindern, dass ein
> Spaßvogel alle Segmente nur mit Fingern runterdrückt?

In mindestens 11 Teile ;)

Ich denke ich würde einfach Quadrate nehmen und das ähnlich wie ein 
Schachbrettmuster aufteilen. 4x4 oder 5x5 Elemente wären sicherlich mehr 
als ausreichend.



Vielleicht wäre es ja auch eine Möglichkeit die vollflächige Berührung 
der Platte mit Lichtschranken bzw. einem Lichtgitter zu überwachen.

Ein Linienlaser und ein paar Photodioden/ -transistoren könnten das 
erledigen und sind hinter Glas auch hygienisch einwandfrei verbaubar.

Autor: butsu (Gast)
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Madan O. schrieb:
> Einfach eine Art Hebel wie bei einer Kartoffelpresse, nur dass diese
> Konstruktur die Hand an die Platte presst.

Den Ansatz finde ich auch gut, ich würde es aber nicht mit einem Hebel 
machen, sondern mit einem flexiblen Gewicht, z.B. einem kleinen 
Sandsack. Wenn das Ganze zusatzlich auf einer Waage liegt, gibt es noch 
eine Plausibilitätsprüfung. Und wenn der Sandsack schwer genug ist, 
gelingt es niemandem mehr, nur mit einem Finger zu drücken ;-)

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Thomas B. schrieb:
> Wie teilt man geschickt die Metallplatte, um zu verhindern, dass ein
> Spaßvogel alle Segmente nur mit Fingern runterdrückt?

Man stellt den/die daneben, welche(r) die Wischproben abnimmt. Dann 
spart man sich auch die Segmente und kann den Anpressdruck über eine 
darunterliegende Waage / Wägezelle(n) kontrollieren.

Autor: Thomas Bahr (xantiac)
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Hallo Dieter,

"Deine" Methode wäre für den normalen Einsatz ausreichend. Damit aber 
die Ergebnise nicht angreifbar sind, möchte der Projektleiter 
"objektive" Kriterien haben für das Anlegen der Hand. Sonst würde ich 
mir den (unnötigen) Aufwand auch gerne sparen.

Autor: Elektrofan (Gast)
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Ich würde nach einer passenden (und kalibrierfähigen) Waage mit 
akustischer Anzeige bei Erreichen eines einstellbaren Schwellwertes 
suchen.

Sowas wird es doch wohl geben?

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
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Elektrofan schrieb:
> Ich würde nach einer passenden (und kalibrierfähigen) Waage mit
> akustischer Anzeige bei Erreichen eines einstellbaren Schwellwertes
> suchen.

https://www.pce-instruments.com/deutsch/waegetechn...

So etwas ähnliches vielleicht?

Autor: Thomas Bahr (xantiac)
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Liebe Kollegen,

viele Dank für eure tollen Tipps!

In der Zwischenzeit tendiere ich zu einer Anordnung aus 3 Load Cells, 
wie z.B. 
https://www.reichelt.de/Drucksensoren-Kraftsensore...
(45 kg Messbereich)

Diese sind beschaltet als eine Brücke und dazu gibt es schon einen 
Verstärker mit ADC und I2C Ausgang namens HX711: 
https://www.sparkfun.com/products/13879


Das Ganze geht dann auf ein ATMEGA, vllt. um Zeit zu sparen kaufe ich 
mir ein Arduino ;-)

Liebe Grüße
xantiac

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