Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sensorausgangssignal hörbar machen


von BenP (Gast)


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Hallo liebe Gemeinde,

ich bin völlig fachfremd, aber vielleicht kann mich jemand von euch auf 
den richtigen Weg bringen, oder das sogar als Auftrag machen.

Folgendes Szenario:

Ich habe einen magneto-induktiven Sensor, der je nach Abstand zu einem 
Dauermagneten zwischen 2 und 9,6V Ausgangsspannung produziert. Sprich, 
jeder Spannung ist ein bestimmter Abstand zugeordnet.

Ich möchte dieses Ausgangssignal quasi wie beim Parksensor beim Auto in 
ein akustisches Signal umgewandelt haben, ich möchte den Abstand hören 
können, über Kopfhörer. Zum Beispiel schneller werdendes Piepsen, ab 
einem gewissen, aber einstellbaren Schwellwert, Dauerton. Wie beim Auto.

Ich hab leider überhaupt keine Ahnung, wie das gehen soll. Fällt 
jemandem was dazu ein?

beste Grüße
Ben

Beitrag #6888724 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #6888746 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Christoph E. (stoppi)


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Mir würde da auf die schnelle eine voltage frequency converter, kurz vfc 
einfallen. Dafür ist zum Beispiel der LM331 gedacht. Der gibt ein Signal 
mit einer bestimmten frequenz aus, die von der Eingangsspannung abhängt. 
Der Zusammenhang beim LM331 wäre zum Beispiel 1 kHz pro Volt. Damit wird 
bei höher werdender Eingangsspannung der Ton immer höher. Mit dem 
Ausgang des LM331 speist du dann zum Beispiel einen kleinen 
Audioverstärker LM386, an dem dann ein Lautsprecher hängt...

von Christoph E. (stoppi)


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Da habe ich aber gleich selbst eine Frage an die Profis: was ist der 
Unterschied zwischen einem voltage to frequency converter und einem 
voltage controlled oscillator?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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BenP schrieb:
> Zum Beispiel schneller werdendes Piepsen, ab
> einem gewissen, aber einstellbaren Schwellwert, Dauerton. Wie beim Auto.

OK, das ist eine Aufgabe für einen software-gesteuerten Mikrocontroller. 
Aber die Spannungs-Frequenz-Umsetzung kann man rein analog 
bewerkstelligen, wenn das reicht.

Nur, wer soll das aufbauen und realisieren?


mfG

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Christoph E. schrieb:
> was ist der
> Unterschied zwischen einem voltage to frequency converter und einem
> voltage controlled oscillator?

Nunja, die Frage ist spitzfindig und dürfte in der Praxis auf das 
Gleiche hinaus laufen. Bestenfalls könnte man dem ersten Fall eine 
definierte Kennlinie unterstellen, beim zweiten Fall kann man vermuten, 
daß nur eine gingfügige Freuqenzabweichung aufgrund einer 
Spannungsänderung am steuernden Eingang statt finden soll. Letztendlich 
ist der Übergang zwischen den Begriffen fließend.

mfG

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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BenP schrieb:
> Zum Beispiel schneller werdendes Piepsen, ab
> einem gewissen, aber einstellbaren Schwellwert, Dauerton. Wie beim Auto.
Dann musst du einen VF-Wandler nehmen, aus dieser "Abstandsspannung" 
eine Frequenz im Bereich z.B. von 0,5 Hz bis 5 Hz machen, damit ein 
Monoflop mit 200ms triggern, das einen hörbaren Ton "freischaltet".

Dann hört sich das bei so an (mit # und - = 200ms)
---#---------#--------#-------#-------#------#-----#----#---#--#-#######

Das ist aber viel Klimbim und deshalb nimmt man dafür einen einen 
8-beinigen µC für 75 Cent.

BenP schrieb:
> das sogar als Auftrag machen.
Das wird in diesem Fall wohl nötig sein. Allerdings solltest du dann 
auch noch ein paar mehr Worte zu den Anforderungen und der Anwendung 
machen (welche Versorgung, wie laut, welche Umgebung, usw). Und auch ein 
Wort zum geplanten Budget und den Stückzahlen verlieren. Denn für ein 
Einzelstück würde ich weniger Aufwand einplanen als für eine Großserie.

von BenP (Gast)


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Die Anwendung ist folgende:

Ich bin Holzkünstler und mach große, sehr dünnwandige Gefäße auf der 
Drehbank. Ich will Magnetstreifen auf die Aussenwand tapen, am 
Ausdrehwerkzeug innen den Sensor befestigen und somit über Kopfhörer die 
Wandstärke detektieren. Das würde völlig neue Möglichkeiten bieten. Ich 
glaub nicht, dass es wahnsinnig schwierig ist, aber es braucht jemanden, 
der sich auskennt mit sowas...

@Christian

ja, wer soll das machen...keine Ahnung bis jetzt...

von Axel R. (axlr)


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da reichen dann doch auch zwei transistoren
astabile Kippstufe. an die beiden Basiswiderstände koppelste die 
Spannung ein. Dann wird der Ton immer höher im Kopfhörer.

von BenP (Gast)


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@ Lothar

Sollte sich ein solches Wandstärken-Messsystem für den Holzdrehbereich 
in der Praxis bewähren, sehe ich durchaus Vermarktungsmöglichkeiten. 
Viele wären scharf auf sowas. Wobei ich darauf erst einmal nicht 
abziele...

von Axel R. (axlr)


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Hier ist das "janz nice" erklärt.
https://dieelektronikerseite.de/Lections/Spannungsgesteuerte%20Oszillatoren%20-%20Frequenzen%20unter%20Spannung.htm

Hier das Poti links auf Mitte stellen und da am Schleifer legst deine 
Steuerspannung drann. dann jault dein Kopfhörer, je nach Abstand.
https://dieelektronikerseite.de/Pics/Lections/Spannungsgesteuerte%20Oszillatoren%20-%20Frequenzen%20unter%20Spannung%20S02.GIF

von BenP (Gast)


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Es muss bei der eingestellten Wandstärke ein klares, definitives Signal 
sein, nur Tonhöhe oder Lautstärke reicht nicht, weil die Toleranzen max. 
1mm betragen. Da täuscht man sich schnell mal und dann fliegen einem die 
Trümmer um die Ohren...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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BenP schrieb:
> Ich will Magnetstreifen auf die Aussenwand tapen, am
> Ausdrehwerkzeug innen den Sensor befestigen
> und somit über Kopfhörer die Wandstärke detektieren.
Während sich das Ding dreht?
Da sollte vor dem obigen Piepser erst mal ein proof-of-concept (zu 
deutsch: ein "Funktionsmodell" her). Denn das Magnetfeld sollte schon 
durchgängig homogen und das Sensorsignal auch bei Bewegung stabil sein. 
Sonst muss man ja noch irgendwelche Spitzenwertspeicher oder sonst eine 
aufwendigere Singnalbereitung mit ranbasteln.

> auf der Drehbank.
Da werden auch aus Metall sehr dünnwandige Gebilde gedreht. Abstände 
werden da einfach nach einer Skala eingestellt. Geht das bei Holz nicht 
auch?

: Bearbeitet durch Moderator
von BenP (Gast)


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Danke Axel, ich schau mir das mal an...

von Benjamin P. (benp)


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@ Lothar

Nein, die Werkzeuge sind alle freihand geführt, und die Formen intuitiv.

Ausgedreht wird der Aussenform folgend mit 3-4 mm Wandstärke. Bis jetzt 
funktioniert das ganze, indem ich mit einer Lampe gegen die Aussenwand 
leuchte und solange dünner werde, bis das Licht durch das Holz scheint. 
Das ist allerdings mit sehr viel Übung und Konzentration verbunden, und 
größenmässig limitiert.

Ja, wenn der Magnet dreht, hat man als Ausgangssignal eine Welle...das 
macht die Sache nicht einfacher....

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Benjamin P. schrieb:
> Ja, wenn der Magnet dreht, hat man als Ausgangssignal eine Welle...das
> macht die Sache nicht einfacher....
Und weil der Magnet sich dreht, muss zuallerserst der Sensor schnell 
genug sein, um den "kleinsten Abstand" zuverlässig erfassen und die 
zugehörige kurze Signalspitze ausgeben zu können.

Denn mal angenommen, das Drehteil hat 250mm Durchmesser und dreht sich 
mit 600/min, dass sind das knapp 8m/s. Wenn der Magent also seinerseits 
8mm hat, dann dauert der relevante Abstandsimpuls bestenfalls gerade mal 
1ms. Die Eigentliche Auswertung sollte also deutlich schneller sein. Und 
wenn es größer wird als 250mm und schneller als 600/min, dann wird der 
Impuls noch kürzer.

Was sich anfangs also recht simpel angehört hat, wird auf einmal 
ziemlich sportlich...

von Axel R. (axlr)


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das hört man doch super, wenn man zB. (um bei meinem - zugegeben - eher 
altbackenden Beispiel zu bleiben) sich das entsprechend einstellt und 
mit der modulation akustisch in verbindung mit der haptik arbeitet. Das 
ist nichts anderes, als "licht durch holz leuchten" zu lassen, nur weit 
eingängiger. Ich würds allerdings auch erstmal mit nem Testlauf 
probieren, wie sich das nun am Ende anhört.
(klingt spannend)
Gibt es keine Unwucht, wenn man aufs Werkstück was draufklebt, oder ist 
das vernachlässigbar?

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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BenP schrieb:
> Ich habe einen magneto-induktiven Sensor, der je nach Abstand zu einem
> Dauermagneten zwischen 2 und 9,6V Ausgangsspannung produziert.

Also vermutlich einer von diesen:

  https://www.micro-epsilon.de/displacement-position-sensors/magneto-inductive-sensor/

Es wäre mal interessant zu sehen, wie stark sich die Messwerte ändern,
wenn in jeweils gleichem Abstand auf einen

- geraden

- positiv gekrümmten

- negativ gekrümmten

- schräg zur Sensorachse liegenden

Magnetstreifen gemessen wird.

Da du vermutlich nicht nur zylindrische Objekte herstellst, könnte das
evtl. zu einem Problem führen.

von Harald (Gast)


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Vlt. hast Du in deiner Umgebung jemanden, der mit Arduino oder einem 
sonstigen System etwas programmieren kann. Die ganzen Vorschläge mit 
analogen Umsetzern (VCO, Monoflop etc.) würde ich getrost vergessen, ich 
kann Dir versichern, dass nach den ersten Versuchen Änderungswünsche 
kommen werden, die dann evtl. nur durch Schaltungsmodifikation 
umzusetzen sind (andere Piepgeschwindigkeit, Änderung des Abstandes 
etc.). Und wenn Du das selbst nicht machst und immer jemand für eine 
komplette Überarbeitung anrücken muss ist das Ding bald tot. Per 
Software ist das alles in der Regel(!) wesentlich komfortabler umsetzbar 
(aber klar, der Wille muss auch da vorhanden sein).

Aber, Du musst halt jemanden haben - so wie sich das anhört wirst Du 
dich da nicht einarbeiten. Der Aufwand der Einarbeitung stünde in keinem 
Verhältnis zur eigentlichen Aufgabe. Evtl. auch per ebay-kleinanzeigen 
inserieren, da findet sich bestimmt jemand im Umkreis. In welcher Region 
wohnst Du denn?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald schrieb:
> Vlt. hast Du in deiner Umgebung jemanden, der mit Arduino oder einem
> sonstigen System etwas programmieren kann.
Zuerst braucht man in der Umgebung jemanden, der mit einem Oszilloskop 
das Sensorsignal brauchbar messen und protokollieren kann. Und bei 
diesen Messungen auch die von Yalu angesprochenen alltäglichen 
"Sonderfälle" berücksichtigt.

Und wenn man dann mal so richtig handfeste Daten und Messwerte hat, 
dann kann man sich Gedanken zum Aufbau einer wie auch immer gearteten 
automatischen Auswertung machen. Aber den Sensor an den µC anschließen 
und drauflosprogrammieren, das wird als hoffnungsloses Gefrickel im 
Nirvana enden.

: Bearbeitet durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Feldversuche gehen auch mit dem Oszillator des CD4046 und ein paar 
Trimmpotis. Der verträgt auch direkt die Spannung des Sensors, wenn man 
ihn mit 12V speist und ist billig zu haben.

von uwe (Gast)


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Hall Sensor (digital high active) -> Capacitor -> LF398 Trigger
Dist Sensor -> LF398 Analog in
LF398 Analog out -> VCF -> Amplifier -> Headphone

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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Die Frage ist, was bringt es gegenüber der etablierten Vorgehensweise:
-Wandstärke messen
-Maschine starten, Wandstärke nach Gefühl und Zeit abnehmen.
-Maschine stoppen, Restwandstärke messen - Gefühl anpassen

(aka also bei diesem Stück nehme ich in 30 sek 1 mm Weg, also kann ich 
nur noch 5 sek weitermachen ... warum wechsle ich nicht zu Schleifpapier 
für das Finish?!)

So ne automatische Dicken-Messung  hat auch ihre Toleranz und müsste 
auch auf jedes Naturwerkstück kalibriert werden.
Und eigentlich nicht auf Wandstärke allein, sondern auf die Festigkeit, 
die je nach Wachstumsgeschwindigkeit (feuchte oder trockene Jahre) 
anders sein kann. Von Astlöchern, Insekten- und Pilz-Frassschäden ganz 
zu schweigen.

PS: Abschweifend:
Interessant kann es sein, das ganze Werkstück vor der Bearbeitung zu 
plastifizieren (mit Gießharz tränken), dann hat man ne homogene 
Grundlage. Also im Prinzip ähnlich wie bei den berüchtigten 
Epoxy-Tischen https://youtu.be/DGW96GTQjD8?t=446

von Anselm (Gast)


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Ich möchte zu bedenken geben dass da etwas nicht betrachtet wurde.
Der Sensor, der sich innen im Werkstück befindet, muss immer an der 
inneren Wand mitgeführt werden.
Das bedeutet dass er entweder sehr robust sein muss um am Werkzeug 
mitgeführt werden zu können, oder vom Zentrum aus mittels eines 
gefederten Mechanismus und einer Rolle an der inneren Wand mitgeführt 
wird.
Im letzteren Fall kann man über einen Längensensor, ganz ohne 
Magnet/Sensor recht genau den Abstand Zentrum->Innenwand messen. Die 
Wandstärke berechnet man einfach.

Gruß
Anselm

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Anselm schrieb:
> Der Sensor, der sich innen im Werkstück befindet, muss immer an der
> inneren Wand mitgeführt werden.
Wie BenP schrieb:
>>>> Ich will ... am Ausdrehwerkzeug innen den Sensor befestigen

Allerdings finde ich diese Anmerkung auch recht spannend, wo
Benjamin P. schrieb:
>>> die Werkzeuge sind alle freihand geführt
Denn das bedeutet ja je nach Haltung des Werkzeugs locker Abweichungen 
mit einigen mm bezogen auf die Schnittkante.

: Bearbeitet durch Moderator
von hw (Gast)


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Handwerk bleibt Handwerk.
Handarbeit bleibt Handarbeit.
Als Schreiner weiss ich doch dass sich Holz (Erle ist nicht gleich Erle 
usw.) individuell unterscheidet.
Technik kann messen, empfehlen - nach Vorgaben (welche auch immer) - 
aber fühlen kann nur der Mensch. Nichts gegen Künstler, kreativ ist 
schön, sollte aber auch Background haben - aber nicht umsonst gibt es 
Handwerker - mit Gespür. Ja,Handwerk bedingt halt auch Lehrzeit...

von Benjamin P. (benp)


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Hey Leute, ich finde es grandios, was hier schon an Gedanken gekommen 
ist! Völlig richtige Einwände, intelligente Leute hier, ich werde das 
gleich Punkt für Punkt abarbeiten.

Generell sei aber gesagt, weil das manchmal so anklingt, als ob das 
Anliegen generell fraglich sei, ich weiß, was ich tue.

Ich hab Kunst studiert und eine Meisterprüfung in dem Handwerk abgelegt, 
lebe von dem Ganzen hauptberuflich seit bestimmt 15 Jahren. Meine 
Drehbank und alle Werkzeuge von mir sind selbst entworfen und gebaut. 
Wen es interessiert, Benjamin Planitzer googeln, am besten Instagram. Da 
sieht man, worum es genau geht.

Jetzt nur mal, um zu klären, dass das nicht irgendeine haltlose 
Spinnerei ist.

Ziel ist es, Gefässe zu machen, die mannshoch sind, Anfangsgewicht 
500-1000 Kilo. Da hat man schon lange den Bereich verlassen, wo es 
irgendeine Referenz gibt, wie sowas geht. Das ist Neuland. Die 
Messtechnik muss sich eben dann auch erneuern.

von Benjamin P. (benp)


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Lothar, richtig, je nach Haltung kann der Abstand variieren. Darüber 
habe ich mir Gedanken gemacht, ich denke, 3mm Abweichung ist der 
maximale Wert, wenn ich den letzten Schnitt auf Endwandstärke mache, 
muss ich entweder gefühlsmässig diese Abweichung kompensieren, falls das 
Verkippen drehtechnisch notwendig ist, oder, und so wird es meistens 
sein, ich halte es gerade, und bekomme den relativ exakten Wert.

Dieses System wird man natürlich lernen müssen, am Anfang macht man halt 
etliches kaputt, dann nicht mehr...

von Benjamin P. (benp)


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Anselm schrieb:
> Ich möchte zu bedenken geben dass da etwas nicht betrachtet wurde.
> Der Sensor, der sich innen im Werkstück befindet, muss immer an der
> inneren Wand mitgeführt werden.
> Das bedeutet dass er entweder sehr robust sein muss um am Werkzeug
> mitgeführt werden zu können, oder vom Zentrum aus mittels eines
> gefederten Mechanismus und einer Rolle an der inneren Wand mitgeführt
> wird.
> Im letzteren Fall kann man über einen Längensensor, ganz ohne
> Magnet/Sensor recht genau den Abstand Zentrum->Innenwand messen. Die
> Wandstärke berechnet man einfach.
>
> Gruß
> Anselm

Das geht Anselm, der Sensor befindet sich 2mm oben hinter der Schneide 
auf dem Werkzeug und befindet sich somit immer genau da, wo er sein 
muss.

von Benjamin P. (benp)


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Pakled Engineer Corps schrieb:
> Die Frage ist, was bringt es gegenüber der etablierten Vorgehensweise:
> -Wandstärke messen
> -Maschine starten, Wandstärke nach Gefühl und Zeit abnehmen.
> -Maschine stoppen, Restwandstärke messen - Gefühl anpassen

> Du kannst ab einer gewissen Grösse und Form nicht mehr messen, mit was denn? 
Maschine an, aus, da wird man nicht fertig und bekommt einen 
Nervenzusammenbruch...

> (aka also bei diesem Stück nehme ich in 30 sek 1 mm Weg, also kann ich
> nur noch 5 sek weitermachen ... warum wechsle ich nicht zu Schleifpapier
> für das Finish?!)
>
> So ne automatische Dicken-Messung  hat auch ihre Toleranz und müsste
> auch auf jedes Naturwerkstück kalibriert werden.
> Und eigentlich nicht auf Wandstärke allein, sondern auf die Festigkeit,
> die je nach Wachstumsgeschwindigkeit (feuchte oder trockene Jahre)
> anders sein kann. Von Astlöchern, Insekten- und Pilz-Frassschäden ganz
> zu schweigen.

Das ist vollkommen richtig und gilt natürlich auch weiterhin
>
> PS: Abschweifend:
> Interessant kann es sein, das ganze Werkstück vor der Bearbeitung zu
> plastifizieren (mit Gießharz tränken), dann hat man ne homogene
> Grundlage. Also im Prinzip ähnlich wie bei den berüchtigten
> Epoxy-Tischen https://youtu.be/DGW96GTQjD8?t=446

Nicht meine arbeitsweise...

von Benjamin P. (benp)


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Lothar M. schrieb:
> Harald schrieb:
>> Vlt. hast Du in deiner Umgebung jemanden, der mit Arduino oder einem
>> sonstigen System etwas programmieren kann.
> Zuerst braucht man in der Umgebung jemanden, der mit einem Oszilloskop
> das Sensorsignal brauchbar messen und protokollieren kann. Und bei
> diesen Messungen auch die von Yalu angesprochenen alltäglichen
> "Sonderfälle" berücksichtigt.
>
> Und wenn man dann mal so richtig handfeste Daten und Messwerte hat,
> dann kann man sich Gedanken zum Aufbau einer wie auch immer gearteten
> automatischen Auswertung machen. Aber den Sensor an den µC anschließen
> und drauflosprogrammieren, das wird als hoffnungsloses Gefrickel im
> Nirvana enden.

Absolut einleuchtend, Lothar!

Jemanden mit Oszilloskop hab ich, das ist der erste Schritt! Mann muss 
wissen, wie das Ausgangssignal in Realität aussieht, um weiter 
vorzugehen. Jedoch ist eine grobe Konzeption, ein Brainstorming mit 
verschiedenen Fachleuten nötig, da der Sensor und die Magnete und alles 
nicht gerade billig sind.

von Benjamin P. (benp)


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Harald schrieb:
> Vlt. hast Du in deiner Umgebung jemanden, der mit Arduino oder einem
> sonstigen System etwas programmieren kann. Die ganzen Vorschläge mit
> analogen Umsetzern (VCO, Monoflop etc.) würde ich getrost vergessen, ich
> kann Dir versichern, dass nach den ersten Versuchen Änderungswünsche
> kommen werden, die dann evtl. nur durch Schaltungsmodifikation
> umzusetzen sind (andere Piepgeschwindigkeit, Änderung des Abstandes
> etc.). Und wenn Du das selbst nicht machst und immer jemand für eine
> komplette Überarbeitung anrücken muss ist das Ding bald tot. Per
> Software ist das alles in der Regel(!) wesentlich komfortabler umsetzbar
 In welcher Region
> wohnst Du denn?

sehe ich ähnlich wie du, westlich von München

von Benjamin P. (benp)


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Yalu X. schrieb:
> BenP schrieb:
>> Ich habe einen magneto-induktiven Sensor, der je nach Abstand zu einem
>> Dauermagneten zwischen 2 und 9,6V Ausgangsspannung produziert.
>
> Also vermutlich einer von diesen:
>
> 
https://www.micro-epsilon.de/displacement-position-sensors/magneto-inductive-sensor/
>
> Es wäre mal interessant zu sehen, wie stark sich die Messwerte ändern,
> wenn in jeweils gleichem Abstand auf einen

> Da du vermutlich nicht nur zylindrische Objekte herstellst, könnte das
> evtl. zu einem Problem führen.

Hallo Yalu, ja genau, diese Sensoren. Dein Gedanke ist vollkommen 
richtig, dass wird man nur ausprobieren können, wie Magnetfelder 
zusammenwirken. Am Ende wird es so sein, dass man irgendwann weiß, ach, 
in dieser Konstellation muss ich aufpassen, da ist die Messung immer um 
3 mm falsch und kompensiert das. Oder, in bestimmten Situationen, z.b. 
engen Kurven, setzt man weniger Magnete ein oder sowas. Das wird eine 
reine Erfahrungssache werden....wenn mal das Grundsystem funktioniert.

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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Benjamin P. schrieb:
> Pakled Engineer Corps schrieb:
>> Die Frage ist, was bringt es gegenüber der etablierten Vorgehensweise:
>> -Wandstärke messen
>> -Maschine starten, Wandstärke nach Gefühl und Zeit abnehmen.
>> -Maschine stoppen, Restwandstärke messen - Gefühl anpassen
>
>> Du kannst ab einer gewissen Grösse und Form nicht mehr messen, mit was denn?

Dickenmessgerät auf Ultraschallbasis!
So was hat in .de die Firma Krautkrämer (Köln) gemacht, bis sie über 
Agfa zu GE kam. Die haben damit die Dicke der Speckschwarte von lebenden 
Schweinen bestimmt und die Dicke der Kruste von Käseleibern.

Der Vorteil von Ultraschall ist, das es auf Basis 'Reflexion an der 
Rückwand' und nicht auf Durchschallung arbeitet. Man kann also von einer 
Seite die Dicke bestimmen.
Dafür gibt es auch im Bootsbau Geräte, da war mal vor kurzem ein thread:
Beitrag "Dicke Holzwand messen"

In Sachen Holz gab es Versuche in Richtung Zerstörungsfreie Bestimmung 
der Standfestigkeit von Bäumen aka "Wie hohl ist die alte Eiche".

In München gibt es doch ein Baum/Holzinstitut, vielleicht kann man ja 
dort nachfragen. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Holzforschung_M%C3%BCnchen

https://www.google.com/search?q=Ultraschall+dickenbestimmung++Holz

von Benjamin P. (benp)


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Lothar M. schrieb:
> Benjamin P. schrieb:
>> Ja, wenn der Magnet dreht, hat man als Ausgangssignal eine Welle...das
>> macht die Sache nicht einfacher....
> Und weil der Magnet sich dreht, muss zuallerserst der Sensor schnell
> genug sein, um den "kleinsten Abstand" zuverlässig erfassen und die
> zugehörige kurze Signalspitze ausgeben zu können.


ja..richtig..die Sensoren werden bei Motoren zur Drehzahlmessung 
verwendet, da muss ich den Hersteller fragen, ob die schnell genug 
sind..

von uwe (Gast)


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Bei Ultraschall darf aber zwischen Medium und Sensor keine Luft sein...

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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uwe schrieb:
> Bei Ultraschall darf aber zwischen Medium und Sensor keine Luft sein...

Deshalb nimmt man ja ein Koppelmittel (Gel, Babyöl). Oder Sprühnebel 
(beispielsweise an Walzstrassen). Oder macht das Ganze Gleich im 
Tauchbecken (bspw Materialprüfung Propeller). Oder biegt mit 
'abenteuerlichen' Konstruktion den Ultraschall mit einer Art Vorlaufkeil 
zurecht...

von Benjamin P. (benp)


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auf jeden Fall auch interessant, nur, die Zeit zwischen jetzt ist gut, 
und jetzt ist die Wandung weg beträgt vielleicht 1-2 sek.

D.h. ich muss fortlaufend in Echtzeit Informationen erhalten, wie bei 
der Lichtmethode auch...

von uwe (Gast)


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Ich weiß... Aber ne mannshohe Konstruktion nebst Maschine im 
Tauchbecken... Oder ständig babyöl auf den Holzstamm mit 600rpm zu 
schmieren ;-) ob er daß möchte?...

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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Benjamin P. schrieb:
> auf jeden Fall auch interessant, nur, die Zeit zwischen jetzt ist gut,
> und jetzt ist die Wandung weg beträgt vielleicht 1-2 sek.
>
> D.h. ich muss fortlaufend in Echtzeit Informationen erhalten, wie bei
> der Lichtmethode auch...

Nicht unbedingt, man während einer Messung entsprechend des 
messergebnisses Marker auftragen. Also beispielsweise Farbe entsprechend 
der Reststärke. Und entsprechend der Farbmarkierungen Material 
wegnehmen, also wie der Steinmetz an einer Vorzeichnung arbeiten.

OK, das ist nicht unbedingt die klassische Künstler-Vorgehensweise.

Möglich wäre auch eine Positionsbestimmung des Werzeuges und dann per 
AR-Brille eine Darstellung der vorher ermittelten Reststärke.
https://www.produktion.de/technik/wie-bmw-augmented-reality-in-der-produktion-einsetzt-297.html

Bei Holz mit Jahresringen/Masserung, könnte man auch anhand des 
Oberflächenbildes abschätzen, welche Jahresringe  bspw. 38 und 36 oben 
liegen um dann zu schlussfolgern das hier die Dicke von zwei 
jahresringen vebleibt.
Das wäre so ähnlich wie bei prozeduralen Texturen (onion cross section) 
im Raytracing Verfahren.
Aber ich schweife ab...

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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uwe schrieb:
> Oder ständig babyöl auf den Holzstamm mit 600rpm zu
> schmieren ;-) ob er daß möchte?...

Wird bei der Holzbearbeitung ohnehin gemacht (beize), alternativ ein 
elastischer Vorlaufkeil und entsprechende Anpresskraft. Ist dann eine 
Frage der Elektronik, aus den verschiedenen Echos eine Wanddicke zu 
ermitteln.

von interWebz (Gast)


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Würde mich damit eventuell an ein FabLab oder CCCspace in der Nähe 
wenden.
Sowas dürfte denen gut von der Hand gehen, und die freuen sich sicher 
einen firmen Handwerker unterstützen zu dürfen. Da kannst du dann gut 
die andere Hand waschen, wenn sie verstehen ;-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pakled Engineer Corps schrieb:
> Bei Holz mit Jahresringen/Masserung, könnte man auch anhand des
> Oberflächenbildes abschätzen, welche Jahresringe  bspw. 38 und 36 oben
> liegen um dann zu schlussfolgern das hier die Dicke von zwei
> jahresringen vebleibt.
Und dabei völlig ignorieren, dass diese Jahresringe je nach Standort und 
Himmelsrichtung unterschiedlich "dick" sind. Das wäre also eine nette 
"Eierschüssel"...

: Bearbeitet durch Moderator
von Pakled Engineer Corps (Gast)


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> Aber ne mannshohe Konstruktion nebst Maschine im
> Tauchbecken...

die Maschine muss nicht mit ins tauchbecken. Und wie gesagt, Sprühnebel 
tut es auch da muss man nicht unbedingt den Prüfling berühren. 
'berühren' ist auch nicht gut in einer Strang- oder Rohrwalzanlage bei 
der das Material rotglühend durchläuft... trotzdem will man da die 
aktuelle Wanddicke per Ultraschall bestimmen - also Sprühnebel ...

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Pakled Engineer Corps schrieb:
>> Bei Holz mit Jahresringen/Masserung, könnte man auch anhand des
>> Oberflächenbildes abschätzen, welche Jahresringe  bspw. 38 und 36 oben
>> liegen um dann zu schlussfolgern das hier die Dicke von zwei
>> jahresringen vebleibt.
> Und dabei völlig ignorieren, dass diese Jahresringe je nach Standort und
> Himmelsrichtung unterschiedlich "dick" sind. Das wäre also eine nette
> "Eierschüssel"...

Du sprichst hier von 'Ignorieren' - ist wohl ne Moderatoren Berufs 
Krankheit ...

Natürlich muss man bei der Textursynthese denn Stamm in Gänze betrachten 
um zu bestimmen, welche ringe resp. Zylinderschalen grad hier unter 
einen bestimmten Winkel geschnitten worden. Das beispiel 36 und 38 ist 
hier bewusst gewählt um zu zeigen das man mindestens einen nicht an der 
oberfläche sichtbaren Ring stehen lassen sollte um eine minimaldicke zu 
garantieren. Oder eben mehr, dan muss man sich bei der Zuordnung Ring 
Jahr mehr Mühe geben. Und natürlich ist glar das es ein paar zentimeter 
weg, Ring 37/39 oder 35/37 sind die man stehen lassen sollte.
Wobei ich hier davon ausgehen das man das Ganze aus dem Ganzen Stamm 
aushöhlt und somit während des Ganzen 'Schäl'-prozesses eine klare 
Zuordnung zum Wuchsbild hat.

von Benjamin P. (benp)


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Jetzt mal angenommen, das Experiment zeigt, der Sensor spukt eine Welle 
aus, die sich linear zum Abstand steigert.

Kann man mit einem Mikrocontroller grundsätzlich umsetzen, was ich will?

Kann jemand irgendeine Vermutung anstellen, wieviel Zeit für die 
Programmierung draufgeht, bzw...womit muss ich finanziell rechnen, nur 
so als ganz grobe Hausnummer...

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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interWebz schrieb:
> Würde mich damit eventuell an ein FabLab oder CCCspace in der Nähe
> wenden.

Das sind, rabiat gesagt, Hobby-Stümper, die meinen, Computerlatein 
ersetzt durch jahrelange Erfahrung gereiftes handwerkliches Geschick.

Ein Lasercutter macht aus einen Nerd noch lange keinen 
Instrumentenbauer.
BTW, ich würde eher letzteren (Instrumentenbauer (Geige, Kontrabaß)) 
fragen als einen FabLabFan.

von Pakled Engineer Corps (Gast)


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Benjamin P. schrieb:
> Kann jemand irgendeine Vermutung anstellen, wieviel Zeit für die
> Programmierung draufgeht,

Programmierung ist der kleinste Teil, du brauchst einen 
Physiker,Elektrotechniker, der  einen Schaltungs/Sensorkonzept 
entwickelt. Oder ein COTS-Produkt entsprechend adaptiert.

von Lorenzo (Gast)


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Mein Vorschlag wäre eine mechanische Messung mittels Gefedertem Rollrad 
und einem Halleffektsensor. Damit kann man genormte Messungen vornehmen 
und diese sind dann unabhängig vom Material  oÄ.
Eine magnetische Messung unter diesen Bedingungen fällt komplett vom 
Tisch.

Die Ausgabe dieser Messung kann dann Akustisch oder Visuell von statten 
gehen.
Aber Theoretisch sind hier Genauigkeiten im 1/100 mm oder besser 
möglich.
Einen Arduino wirst Du aber dennoch benötigen wegen der, wie schon Og., 
Anpassungen...

von Benjamin P. (benp)


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Lorenzo schrieb:
> Mein Vorschlag wäre eine mechanische Messung mittels Gefedertem Rollrad
> und einem Halleffektsensor. Damit kann man genormte Messungen vornehmen
> und diese sind dann unabhängig vom Material  oÄ.
> Eine magnetische Messung unter diesen Bedingungen fällt komplett vom
> Tisch.
>
> Die Ausgabe dieser Messung kann dann Akustisch oder Visuell von statten
> gehen.
> Aber Theoretisch sind hier Genauigkeiten im 1/100 mm oder besser
> möglich.
> Einen Arduino wirst Du aber dennoch benötigen wegen der, wie schon Og.,
> Anpassungen...

Darf ich deine Argumentation hören, warum eine Magneto-induktive Messung 
nicht funktioniert?

von Benjamin P. (benp)


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Übrigens dachte ich Anfangs an folgendes System. Magnet ans Werkzeug, 
Sensor mit Stativ aussen knapp vor die Wandung. Das hätte eine Menge 
Vorteile, außer, das man eben nur einen Punkt bearbeiten kann und keine 
Strecke. Sprich, 2cm arbeiten, umbauen, exakt neu einrichten. Das macht 
keinen Spass. Es sei denn, man hat eine Reihe von Sensoren, was aber 
angesichts der Kosten und der Datenaufbereitung denke ich ausfällt...

von Harald (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Zuerst braucht man in der Umgebung jemanden, der mit einem Oszilloskop
> das Sensorsignal brauchbar messen und protokollieren kann. Und bei
> diesen Messungen auch die von Yalu angesprochenen alltäglichen
> "Sonderfälle" berücksichtigt.
>
Ah ja, Lothar kommt anfangs mit einem analogen Ansatz, dann übt jemand 
leichte Kritik daran und dann wird erstmal belehrt, man müsse erstmal 
Messwerte aufnehmen bevor man mit Software kommt. Wer hätte das gedacht, 
das man erst analysieren muss.

Nähe München also, schade, da bin ich raus. Hätte mir das mal 
angeschaut, so etwas klingt sehr interessant!

Vlt. nochmal die Inductance-Converter von TI.com anschauen, die machen 
über Wirbelströme eine Abstandsmessung. Mit einer entsprechenden Spule 
kann man evtl. den Meißel als solches erfassen. Klar, muss jedesmal 
kalibriert werden, könnte aber funktionieren.

Stichwort wäre auf ti.com der LDC1000 und die Derivate.

von Benjamin P. (benp)


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@ Harald

Ja, vielleicht könnte man das Werkzeug, da aus Eisen, selbst 
detektieren.

Übrigens glaub ich dass eine Zusammenarbeit mit jemandem nicht unbedingt 
von der Nähe abhängt. Da lässt sich das meiste online oder per Post 
abhandeln....

von Hugo H. (hugo_hu)


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Benjamin P. schrieb:
> Generell sei aber gesagt, weil das manchmal so anklingt, als ob das
> Anliegen generell fraglich sei, ich weiß, was ich tue.

Na, hoffentlich wissen das Deine Ärzte auch :)

von Lorenzo (Gast)


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Benjamin P. schrieb:
> Darf ich deine Argumentation hören, warum eine Magneto-induktive Messung
> nicht funktioniert?

Weil die eigentliche Idee ist, eine konstante Dicke durch einen Magneten 
zu Messen, der sich auf der Außenseite eines Runden Objekts befindet 
(Rotierend).
Bei diesem Messaufbau habe ich von Natur aus ein zyklisches Sinus Signal 
als Ergebnis.
Wie weiter oben schon bemerkt wurde, müsste man mit einer 
"Maximalwert-Detektion" arbeiten.
Die Aufgabe ist aber eine konstante Messung der Dicke zu erzielen.

Hier möchte man ganz einfach ein Dreieck durch eine runde Öffnung 
stecken.
Dies scheint mir einfach eine unnötige Zeitverschwendung.

Eine Tastmessung mit gefedertem Rollkopf ist da wesentlich einfacher zu 
bauen und programmieren(hier könnte man dann den Tastarm mit einer 
induktiven Messung abnehmen und man muss nicht einmal ein 
Elektronik-Genie sein).

Bei einem 30€ China Arduino Starterset ist alles dabei was man brauchen 
könnte. und wenn der Betreffende eine Werkstatt mit Drehmaschine 
besitzt, dann hat man in aller Regel auch alles vor Ort um die 
mechanischen Teile zu bauen.

von Benjamin P. (benp)


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Lorenzo schrieb:
> Benjamin P. schrieb:
>> Darf ich deine Argumentation hören, warum eine Magneto-induktive Messung
>> nicht funktioniert?
>


Tatsächlich kann ich dir sagen, das mechanische Tastlösungen unmöglich 
sind. Das geht im Metallbereich, bei standardisieren Werkstücken, aber 
nicht, wenn du ein Meter tiefes Gefäss durch ein faustgrosses Loch 
freihand ausdrehst, das jedesmal ein Einzelstück ist. Bei Holz, das 
sofort aus dem Rund läuft, wenn es dünn ist.

Statt einer stetig ansteigenden Spannung hab ich halt eine Sinuskurve 
die ansteigt, also grafisch dargestellt auf einem Oszilloskop könnte man 
damit schon mal arbeiten...

: Bearbeitet durch User
von Benjamin P. (benp)


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Zumal die Geschwindigkeit dazu kommt...ich hab vielleicht 500U/min, 2 
vielleicht besser 4 Magnetbänder, d.h. der Magnet läuft 4000mal pro 
Minute vorbei, der Sensor wird vielleicht gar nicht so schnell sein und 
quasi einen Mittelwert ausspucken, die Abweichung kann man dann mit 
Erfahrungswerten kompensieren.

Aber bei aller Theorie...es muss einfach getestet werden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Harald schrieb:
> Ah ja, Lothar
Hach.
Pakled Engineer Corps schrieb:
> 'Ignorieren' - ist wohl ne Moderatoren Berufs Krankheit ...
Hach.
Geht's bei euch Beiden auch mal nicht so billig peinlich persönlich ab?

Pakled Engineer Corps schrieb:
> Natürlich muss man bei der Textursynthese denn Stamm in Gänze betrachten
> um zu bestimmen, welche ringe resp. Zylinderschalen grad hier unter
> einen bestimmten Winkel geschnitten worden.
Da wird wohl die übliche Rechenleistung nicht ganz ausreichen. Ich weiß 
das, ich habe 10 Jahre Merkmals- und Mustererkennung auf Holz gemacht. 
2cm lange Harzgallen finden bei 40m/s.

> Wobei ich hier davon ausgehen das man das Ganze aus dem Ganzen Stamm
> aushöhlt und somit während des Ganzen 'Schäl'-prozesses eine klare
> Zuordnung zum Wuchsbild hat.
Ja, das ist der Witz: du siehst dem Stamm nicht an, was er in seinem 
Leben schon erlebt hat und wie verwachsen er ist. Und dann sind da noch 
diese Holzarten, die ganz ohne erkennbare Jahresringe daherkommen.
Insgesamt tendiert dieser hochakademische Ansatz samt ganzen impliziten 
Annahmen und der Ansammlung von klug tönenden Wörtern schon ein wenig in 
Richtung Bullshit-Bingo...

Hugo H. schrieb:
> Benjamin P. schrieb:
>> ich weiß, was ich tue.
> Na, hoffentlich wissen das Deine Ärzte auch :)
Wenn ich da mal Google zu Rate ziehe, dann sieht das für mich durchaus 
so aus, als ob der TO recht gut weiß, was er kann.

Benjamin P. schrieb:
> ich hab vielleicht 500U/min
Da war ich mit meinen 600/min gar nicht mal so arg daneben. Für welche 
Durchmesser verwendest du diese Drehzahl? Welche Materialgeschwindigkeit 
hast du am Schneidstahl?

Benjamin P. schrieb:
> also grafisch dargestellt auf einem Oszilloskop könnte man
> damit schon mal arbeiten...
Genau das hatte ich mir auch weiter oben auch schon gedacht. Hast du das 
schon mal ansatzweise ausprobiert?

von Gerd E. (robberknight)


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Benjamin P. schrieb:
> Jetzt mal angenommen, das Experiment zeigt, der Sensor spukt eine Welle
> aus, die sich linear zum Abstand steigert.
>
> Kann man mit einem Mikrocontroller grundsätzlich umsetzen, was ich will?

Wenn der Sensor einen niederohmigen Analogausgang hat, das Maximalsignal 
grob einstellige Volt erreicht und die relevanten Maximal/Minimalsignale 
im Millisekundenbereich anstehen - dann ja und dann ist es einfach.

Ansonsten brauchst Du noch analoge Signalaufbereitung und evtl. digitale 
Filterung danach. Wenn Du vorher genau sagen kannst was gemacht werden 
soll, dann kann man das planen, abschätzen und umsetzen. Wenn aber erst 
erforscht werden muss was notwendig ist um ein brauchbares Signal zu 
bekommen, dann wird es aufwendig und der nötige Aufwand sehr schwer 
abzuschätzen.

> Kann jemand irgendeine Vermutung anstellen, wieviel Zeit für die
> Programmierung draufgeht, bzw...womit muss ich finanziell rechnen, nur
> so als ganz grobe Hausnummer...

Wenn es nur drum geht ein fertiges Develboard zu nehmen (Arduino, 
STM32-Nucleo,...), da nen einfachen PWM-Kopfhörerausgang und 
Analogeingang für den Sensor dranzustecken und eine ganz einfach 
Software anhand klarer Vorgaben zu machen (siehe oben), dann sollte das 
von einem Profi in nem Nachmittag gemacht sein.

Aber: Das ist dann kein auf Dauer nutzbares Gerät, da nur schnell 
zusammengesteckt, keine Eingangsschutzschaltungen, kein Gehäuse, nur 
vorsichtig benutzbarer Prototyp. Sollte das dann alles passen, müsste 
man für die dauerhafte Nutzung durch Dich daraus dann ein stabiles Gerät 
entwickeln. Wenn das dann in Serie gefertigt werden soll, dann das dafür 
entsprechend auslegen (Design for Manufacturing). Diese Schritte sind 
nicht zu unterschätzen.

Und natürlich immer unter der Voraussetzung daß die Sensorwerte direkt 
nutzbar sind und nicht kompliziert gefiltert werden müssen.

Mit dem Oszi anschauen ist daher meiner Meinung nach als erster Schritt 
sehr sinnvoll.

von Harald (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Harald schrieb:
>> Ah ja, Lothar
> Hach.
> Geht's bei euch Beiden auch mal nicht so billig peinlich persönlich ab?

Lothar, lese Dir doch bitte deinen eigenen Ablauf durch und missbrauche 
nicht ständig deine Moderatorenrolle.
Du schlägst einen analogen Ansatz vor, ich schlage einen alternativen 
Ansatz vor. Du sagst daraufhin, dass das ja nun nichts sei da man 
erstmal messen müsste.
Hm, was soll das? Vor allem, was hat mein Geschriebenes mit „billig 
peinlich persönlich“ zu tun?

von Holger L. (max5v)


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Wenn dort tatsächlich ein Mittelwert bei herauskommt bräuchte man unter 
Umständen gar kein großes Fass aufmachen. Es gibt z.B. den Lm3914 
dot/bar Display Treiber. Bei dem kann eine untere sowie obere 
Spannungsschwelle eingestellt werden und somit unterschiedliche 
Auflösungen. Auch eine Anzeige das ein bestimmter Wert erreicht ist wäre 
möglich. Das wäre dann natürlich optisch, was allerdings ein wenig 
intuitiver zu sein scheint.

von Rainer V. (a_zip)


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Kein Schreiner arbeitet mit mm Genauigkeit! Mag sein, dass der Künstler 
das nun doch braucht...und deshalb halte auch ich für wichtig, erst 
überhaupt mal ein Signal zu bekommen. Dabei würde ich versuchen, etwas 
mit dem Schneidstahl zu realisieren...habe aber noch keine richtige 
Idee. Industriemäßige Dickenmessungen in Echtzeit ist aber schon eine 
Nummer...das kauft man sinnvollerweise...da wird nichts gebastelt...
Gruß Rainer

von Benjamin P. (benp)


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Rainer, ich lebe davon, neues, ungesehnes zu entwickeln. Da gibt es nix 
zu kaufen. Mit der Einstellung wäre ich längst in irgendeinem 
Angestelltenjob....

von Benjamin P. (benp)


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Was nicht heißt, das man da, wo es Sinn macht, nicht auf fertige 
Komponenten zurückgreift...aber ein fertiges System, wie ich es brauch, 
gibt es nicht....

von Benjamin P. (benp)


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Lothar M. schrieb:
> Benjamin P. schrieb:
>> ich hab vielleicht 500U/min
> Da war ich mit meinen 600/min gar nicht mal so arg daneben. Für welche
> Durchmesser verwendest du diese Drehzahl? Welche Materialgeschwindigkeit
> hast du am Schneidstahl?
>
> Benjamin P. schrieb:
>> also grafisch dargestellt auf einem Oszilloskop könnte man
>> damit schon mal arbeiten...
> Genau das hatte ich mir auch weiter oben auch schon gedacht. Hast du das
> schon mal ansatzweise ausprobiert?

Was genau die Geschwindigkeit ist, weiß ich nicht, das ist alles Gefühl 
aus der Erfahrung und natürlich abhängig von der Tagesform, mal traut 
man sich mehr, manchmal weniger. Je schneller, desto besser der Schnitt.

Nein, ich bin grad in der ersten Ideenfindungsphase, und warte auf 
Antwort von den Technikern der Sensor-Firma. Ich hab da natürlich 
Fragen.
Wenn die das grundsätzlich für möglich halten, da gehts auch um die 
Robustheit des Sensors gegen Vibrationen, Beeinflussung des Sensors 
dadurch, das er auf einem ferromagnetischem Werkzeug montiert ist 
usw...dann bestell ich so ein Ding und mach damit eine Testreihe, mit 
Oszilloskop.

Dieser, ich denke gute Plan ist jetzt in der Diskussion mit euch 
entstanden. Geil, danke, alles Weitere wird man dann sehen...

von Benjamin P. (benp)


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Gerd E. schrieb:
> Benjamin P. schrieb:
>> Jetzt mal angenommen, das Experiment zeigt, der Sensor spukt eine Welle
>> aus, die sich linear zum Abstand steigert.
>>
>> Kann man mit einem Mikrocontroller grundsätzlich umsetzen, was ich will?
>
> Wenn der Sensor einen niederohmigen Analogausgang hat, das Maximalsignal
> grob einstellige Volt erreicht und die relevanten Maximal/Minimalsignale
> im Millisekundenbereich anstehen - dann ja und dann ist es einfach.
>

Vielen Dank für deine Einschätzung!

von Helge (Gast)


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Wie wird messen von außen und von innen auf der gleichen Stelle 
gehalten?

Wie genau ist die Licht-Methode? Wird das nicht arg beeinflußt von der 
Maserung?

Vielleicht eignet sich was aus der Schweißanalyse. Es gibt da die 
Methode, von einer Seite einen Lichtblitz zu starten und dann den 
Durchlauf des Wärmeimpulses aufzunehmen. Ist das Material dünn, gibts 
einen kurzen, stärkeren peak.

von Benjamin P. (benp)


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Tja die Lichtmethode...

Werkstatt völlig dunkel, nur Nachts, starke Lampe möglichst ohne 
Streulicht in die Werkstatt auf die Wandung außen, dann Innen rein 
schauen und blind so lange drehen, bis Licht durch die Wandung scheint, 
ja, hängt stark von der Maserung, vom Feuchtigkeitsgehalt und vielem 
anderen ab. Muss man halt kapieren und berücksichtigen. Das Problem ist, 
wenn, grad bei dunklen Holzern wie zb Eiche, Licht durchscheint, ist es 
schon 3mm vielleicht. Das ist schon verdammt dünn, irgendwelche 
Unkontrolliertheiten sind da nicht mehr drin...1mm ist da schon echt 
viel.

Das wenn man mehrere Stunden betreibt, fühlt sich das irgendwann eher 
nach LSD Trip an.

Das Problem: Die Späne sammeln sich auf der Wandung, und dann siehst du 
auch nichts mehr, auch Hinterschneidungen und größere Distanzen 
limitieren die Methode, oder machen sie irre anstrengend.

Statt die Sache optisch mit den Augen auszuwerten, wäre akustisch 
besser, dann kann man die Augen zu machen beim drehen....:-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Helge schrieb:
> Es gibt da die Methode, von einer Seite einen Lichtblitz zu starten und
> dann den Durchlauf des Wärmeimpulses aufzunehmen.
Nett, allerdings dreht sich das aussen implusiv erwärmte Holzstück ja 
weiter. Und die Wärmeleitfähigkeit von Holz ist 1. ziemlich schlecht und 
2. zum größten Teil von der Holzfeuchte abhängig.

Aber das erinnert mich an eine Frage aus einer 
Kochtopfverkaufsveranstaltung, wo die Verkäuferin wiederholt die 
schweren und vor allem dicken Böden ihrer Töpfe und Pfannen mit 
freudigem Ton anpries und dann fragte, was die anwesenden Damen und die 
beiden Herren denn so meinen, wie lange die Hitze braucht, um durch den 
dicken Boden zu kommen. Die Schätzungen der anwesenden Hörerschaft lagen 
gut 2 Zehnerpotenzen auseinander, die Herren lagen mit ihren Angaben im 
einstelligen Sekundenbereich ganz gut...

Benjamin P. schrieb:
> Nein, ich bin grad in der ersten Ideenfindungsphase,
Mir ist da gerade noch eine Idee gekommen: man könnte aussen auf das 
Holz  "Antennen" in Form von Kupferstreifen beginnend ab dem Gefäßboden 
aufbringen und in diese "Sendeantennen" ein "HF-Signal" einkoppeln. Dann 
könnte der Schneidstahl selbst als Empfangsantenne dienen und an einen 
Empfänger angeschlossen werden, der die empfangene Feldstärke auswertet 
und man bekommt den Abstand.
Dabei spielen dann aber sicher wieder Faktoren wie z.B. die partielle 
Holzfeuchte und -dichte mit rein.

Benjamin P. schrieb:
> Jetzt mal angenommen, das Experiment zeigt, der Sensor spukt eine Welle
> aus, die sich linear zum Abstand steigert.
> Kann man mit einem Mikrocontroller grundsätzlich umsetzen, was ich will?
Ja. Im Prinzip kein Problem, die Toleranzen sind geräumig, du willst ja 
kein absolut genaues Messgerät, sondern nur eine Art 
"Gefühlsverstärker".

> Kann jemand irgendeine Vermutung anstellen, wieviel Zeit für die
> Programmierung draufgeht, bzw...womit muss ich finanziell rechnen, nur
> so als ganz grobe Hausnummer...
Das Problem ist, dass du nicht nur einen Programierer brauchst, sondern 
auch noch einen, der die passende Hardware dazu auslegt. Am einfachsten 
wäre es eigentlich, wenn du für diese Aufgabe einen guten "Idealisten" 
und "Bastler" findest. Dann hast du nach 2 Tagen was zum Ausprobieren 
und ihr entwickelt das gemeinsam in die Richtung weiter, die dir liegt.

Wenn du das Gerät gewerblich entwicklen lassen willst, dann solltest du 
mit Kosten nicht unter 10k€ rechnen. Und dann ist immer noch die Frage, 
ob du das bekommst, was du eigentlich wolltest, oder nur das, was du be- 
und geschrieben hast...

Ab hier OT und nur für Harald:
Harald schrieb:
> Du schlägst einen analogen Ansatz vor
Ich habe in diesem Ansatz vor allem dargestellt, dass der TO eine 
Piephäufigkeit will und keine Tonhöhenänderung und man deshalb eben mit 
diesem Abstandssignal nicht wie bis dahin vermittlet direkt einen VCO 
beschicken kann, sondern dass der VCO der "Impulsgeber" für den Piepton 
sein müsste. Und mein Fazit aus der ganzen "analogen" Betrachung: 
"deshalb nimmt man dafür einen einen 8-beinigen µC für 75 Cent."
> ich schlage einen alternativen Ansatz vor.
Ja, passt doch.
> Du sagst daraufhin, dass das ja nun nichts sei
Wo denn genau?
> da man erstmal messen müsste.
Das müsste man sowieso, damit man weiß, was man auszuwerten hätte.
> Hm, was soll das?
Sind wir schon zu zweit, das frag ich mich auch...
> Vor allem, was hat mein Geschriebenes mit „billig peinlich persönlich“
> zu tun?
"Ach ja, Harald," ... scheint mir eine direkte persönliche Ansprache. 
Und wenn danach mit herbeigezauberten Vorwürfen wie "Mißbrauch der 
Moderatorenstellung" weitergeht, dann wird das in der Summe nicht 
besser.
Kann sein, dass du das anders siehst, ist aber trotzdem so.

: Bearbeitet durch Moderator
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Benjamin P. schrieb:
> Hallo Yalu, ja genau, diese Sensoren. Dein Gedanke ist vollkommen
> richtig, dass wird man nur ausprobieren können, wie Magnetfelder
> zusammenwirken. Am Ende wird es so sein, dass man irgendwann weiß, ach,
> in dieser Konstellation muss ich aufpassen, da ist die Messung immer um
> 3 mm falsch und kompensiert das. Oder, in bestimmten Situationen, z.b.
> engen Kurven, setzt man weniger Magnete ein oder sowas. Das wird eine
> reine Erfahrungssache werden....wenn mal das Grundsystem funktioniert.

Dass du bereit bist, dich dem System etwas anzupassen, erleichtert die
Sache natürlich gewaltig.

Benjamin P. schrieb:
> ja..richtig..die Sensoren werden bei Motoren zur Drehzahlmessung
> verwendet, da muss ich den Hersteller fragen, ob die schnell genug
> sind..

Der Hersteller gibt 3 kHz (bei -3 dB) an. Damit ist eine genaue Messung
auch dann noch möglich, wenn der Magnet mit etwa 50 m/s (also 180 km/h)
am Sensor vorbeihuscht. Bis zum Erreichen dieser Geschwindigkeit ist dir
vermutlich schon längst das Werkzeug aus der Hand gefallen :)

Was noch zu beachten wäre:

Da das Magnetfeld des Magnetstreifens völlig anders geformt ist als das
der vom Hersteller des Sensors empfohlenen Rundmagnete, wird dies
vermutlich die Linearität der Messung massivst negativ beeinflussen.

Das ist aber nicht so schlimm, man muss das System dann eben einmal
kalibrieren. Die Linearität muss dabei nicht einmal perfekt sein,
wichtig ist lediglich, dass der Schwellenwert für die Zieldicke
ausreichend genau festgelegt wird. Dies könnte bspw. dadurch geschehen,
dass man vor Beginn der Arbeit die Einheit aus Werkzeug und Sensor
einmal im gewünschten Abstand an einem Testmagnetstreifen vorbeiführt
und das System sich dann den zugehörigen Signalwert merkt.

Wenn man die guten Linearitätseigenschaften des relativ teuren,
magneto-induktiven Sensors aber sowieso nicht nutzen kann, stellt sich
die Frage, ob es statt dessen nicht auch ein billiger analoger
Hall-Sensor tut.

Das von Rundmagneten stark abweichende Feld von Magnetstreifen hat
übrigens eine für den vorliegenden Anwendungsfall recht praktische
Eigenschaft:

Üblicherweise haben diese Streifen über ihre Breite verteilt abwechselnd
mehrere Nord- und Südpole, also bspw. 5 (NSNSN) oder bei breiteren
Streifen auch entsprechend mehr. Dies wird beim Vorbeilaufen an einem
Hall-Sensor eine Wechselspannung mit entsprechend vielen Perioden
umgesetzt. Damit können durch einfaches Herausfiltern des Gleichanteils
aus dem Signal statische Magnetfelder, wie sie evtl. vom Werkzeug
erzeugt werden, zuverlässig ausgeblendet werden.

: Bearbeitet durch Moderator
von Bastler_HV (Gast)


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Vorschlag:
Lichtmethode mit Sensor am Werkzeug und dann in Akustik umwandeln.
-Infrarot geht auch tiefer in das Holz.
-Pulslicht ist vom Tageslicht unabhängig.
-Keine Magnete auf der Aussenseite notwendig, die immer mitgeführt 
werden müssen.

Nachteil
- Späne, Staub können den Sensor abdecken - Messfehler

von Benjamin P. (benp)


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Yalu X. schrieb:

> Wenn man die guten Linearitätseigenschaften des relativ teuren,
> magneto-induktiven Sensors aber sowieso nicht nutzen kann, stellt sich
> die Frage, ob es statt dessen nicht auch ein billiger analoger
> Hall-Sensor tut.


Yalu! Du hast die richtigen Ideen!

Vollkommen richtig, linear ist zwar nett, aber nicht unbedingt 
notwendig. Von 3M gibt es Neodym-Bänder unterschiedlicher Breite, die 
wären ideal.

da gibt es noch einen Punkt:

Der bisher anvisierte Sensor muss quasi immer senkrecht zum Magnet, bzw. 
Wandung ausgerichtet sein. Hat man jetzt ein zb. kugelförmiges Objekt zu 
bearbeiten, muss man den Sensor im Laufe der Bearbeitung eigentlich um 
180grad auf dem Werkzeug drehen. Das würde zwar gehen, ist aber nervig 
und fehleranfällig. Besser wäre ein festmontierter Sensor, der quasi 
kugelförmig um sich herum detektieren kann. Ich denke, du verstehst. 
Gibt es Hallsensoren mit dieser Eigenschaft?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Es gibt dreiachsige Hallsensoren, die die x- y und z-Komponente des
Feldvektors liefern, woraus man dessen Betrag und Richtung bestimmen
kann. Der Betrag ist unabhängig von der Richtung des Felds und damit
auch unabhängig von der Orientierung des Sensors. Aus diesem Betrag kann
man den Abstand des Sensor zum Magnetstreifen bestimmen.

Das ist aber erst die halbe Miete, denn es interessiert ja nicht der
Abstand des Sensors, sondern der der Werkzeugspitze zum Magnetstreifen.
Um ersteren in letzteren umzurechnen, muss die Neigung des Sensors zur
Fläche bzw. zum Magnetstreifen bekannt sein.

Dazu muss man zusätzlich zum Betrag auch die Richtung des gemessenen
Feldvektors auswerten. Da das Magnetfeld nicht homogen ist, ist das
nicht ganz so einfach. Man wird, während sich der Magnetstreifen am
Sensor vorbeibewegt, viele Messungen machen¹ und kann dann aus dem
Verlauf der Messwerte die Neigungswinkel des Sensors relativ zur
Längsachse des Magnetstreifens und zu dessen Bewegungsrichtung
bestimmen. Aus diesen Winkeln kann man wiederum den Abstand der
Werkzeugspitze zum Magnetstreifen, d.h. die Wandstärke berechnen.

──────────
¹) Das muss man sowieso, um das Maximum zu bestimmen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Benjamin P. (benp)


Angehängte Dateien:

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Ich hab mal eine schematische Zeichnung gemacht, damit man mal eine 
bessere Vorstellung bekommt...

von Peyer (Gast)


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@TE, kannst du noch skizzieren, wie du dir die Sensoranordnung am 
Schneidwerkzeug vorstellst? Eigentlich müsste der Sensor symmetrisch 
integriert werden, um bei Kippungen vom Werkzeug möglichst kleine 
Abstandsfehler zu bekommen, das wird aber mechanisch wohl eher 
schwierig. Außerdem sollte der Sensor weit vorne sitzen, je weiter weg 
von der Schneide/vom Magnet, desto ungenauer am Schluss und auch die 
Winkelfehler gehen stärker ein.

Insgesamt wohl kein einfaches Projekt :-)

von Benjamin P. (benp)


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Dazu muss ich die Geometrie des konkreten Sensors kennen, aber ich gehe 
davon aus, das er je nach Bauhöhe, (je niedriger desto besser) sehr nah, 
d.h. 0,5-3 mm von der Wandung und dem Schneidgeschehen entfernt auf dem 
Werkzeug sitzen kann.

Ich hab jetzt mal eine chinesische, junge Firma angeschrieben, die für 
Hall-Sensoren speziell Lösungen entwickelt, in München ansässig...bin 
gespannt, ob da irgendwas kommt....

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