Rundum Tastsensor / Optimale Stoßstange

[Manf]

Alle abweichenden Konstruktionen, die den gleichen Zweck erfüllen, sind genausogut oder besser.

Die Litzen sind die mechanischen Elemente "c", die die Stoßstange in Z-Richtung festhalten, damit die Federn nicht zu weit ausfahren. Aber bei mehr als 2 Kontakten braucht man, wie Du richtig erkannt hast, keine zusätzlichen Litzen mehr.
Mich würde auch noch interessieren, wie solche Realisierungen nach einigem Einsatz aussehen. Diese hat so leidlich gehalten aber jetzt gibt es sie nicht mehr.
Manfred

[Frank]

Ja das mit der Haltbarkeit ist in der Tat vermutlich ein Problem. Es müsste doch noch eine einfacher Konstruktion möglich sein. Diese müsste so ähnlich wie Kontaktmatten arbeiten. Es gibt doch so Matten die bei Druck Kontakt auslösen.

Ich stelle mir eine Band mit Kontakten vor die zum Controller führen. Dann ein ganz dünne Isolierschicht, eine Art Band mit lauter großen Löchern. Und dann wieder ein Band das komplett Masse führt und drauf gelegt wird. So hat man praktisch eine ganz schmales drei Schicht-Sensorband was man an eine starre Stosstange oder rundherum um einen Bot kleben kann. Eckt der Bot irgendwo an, so müsste diese dünne Isolierschicht soweit nachgeben, das es bei den Löchern zu einem Kontakt kommt.
Hat man die richtigen Materialien, so könnte ich mir vorstellen das das ganze recht einfach zu bauen und auch sehr haltbar ist.

Die Frage ist nur:
Wa snimmt man für Materialien?
Z.B. was nimmt man für die Isolierschicht, die ja bei Druck stark nachgeben muss und nur ca. 1mm dick sein sollte?

Gruß Frank

[Zipper]

Es müsste doch noch eine einfacher Konstruktion möglich sein.

An das habe ich ursprünglich eigentlich auch gedacht. Man könnte doch auch den Schaumstoff so zuschneiden, dass er selbst als Stoßstange dient.
Gruss

[Manf]

So?

[Bastler]

Hab ich das richtig verstanden, dass ihr die Position des "Aufpralls" dadurch messen wollt, dass die Stossstange praktisch in Zonen einteilt und jede Zone ne Verbindung zum Controller kriegt? (also halt je nachdem wo der Kontakt auf Masse geschaltet wird, geht im Controller das "Lämpchen" vorne rechts, vorne links usw an?)

Ich hab da vor einiger Zeit mal ne andere Alternative verbaut wie folgt...


1. dem Roboter eine etwa 2cm breite, massive (also nicht nachgebende!!) Stoßstange mit planer Oberfläche (also nicht irgendwelche Nubsis drauf, Beulen drin etc) spendieren und aussen einen Alustreifen draufkleben, einmal rund rum!

2. einen Schaumstoffstreifen zurechtschneiden, so dass er gut auf die Stoßstange passt. Dieser Streifen aus einem nichtleitenden, weichen Material (Baumarkt, 99ct/qm) wird nun ein kleines bisschen ausgehöhlt und in die Aushöhlung wird ein Widerstandsdraht reingelegt.

Widerstandsdraht gibts bei Conrad, ist meist ein Wolframdraht (ähnlich wie bei Glühlampen), der einige KOhm/m spezifischen Widerstand hat.

Diesen Draht legt man EINMAL FAST ganz rum in den Schaumstoff (das Festkleben ist ein bisschen fummelig, gebe ich zu, aber wenn man es vernünftig macht hält es ewig! Alternativ kann man den Draht auch mit dünnem Garn (von Hand) festnähen!!) und verbindet EIN Ende über einen Widerstand (ebenfalls einige KOhm nach Möglichkeit) mit V(cc).

Jetzt das eigentlich tolle (ich hab das mal ausprobiert, funktioniert seit Jahren zuverlässig bei meinem einen Roboter).

Fährt der Roboter nun irgendwo gegen, hat er zum einen eine weiche Stoßstange (Schaumstoff), zum Anderen wird der Schaumstoff zusammengedrückt und drückt so an einer ganz bestimmten Stelle auch den Widerstandsdraht auf die Alufolie.

Dadurch wird zum Einen ein Kontakt hergestellt, der registriert werden kann. Man kann allerdings mit nur einem einzigen Spannungsmesser (zwischen den Draht und Masse gehängt) jetzt noch einen Schritt weitergehen, denn die Spannung, die über dem Draht abfällt, ist exakt proportional zur Länge des Drahtes zwischen V(cc) und "Einschlagstelle"!

diese Anordnung ist sehr simpel, hat durch die sehr wenigen mechanischen Teile praktisch keinen Verschleiß und die räumliche Auflösung der Anstoßstelle ist bei vernünftiger Verarbeitung eigentlich nur durch die Genauigkeit der Spannungsmessung begrenzt, kann also jeder in seinem Progrämmchen so anpassen wie er/sie's braucht...

Außerdem braucht man nur einen einzigen Sensoreingang, um
-einen Zusammenstoß zu REGISTRIEREN
-ihn auch noch exakt zu LOKALISIEREN
denn wenn nirgendwo Kontakt zwischen Alufolie und Draht besteht ist U(diff) nahezu V(cc), denn da durch das Voltmeter (ideal) kein Strom fließt fällt auch an dem Vorwiederstand in diesem Falle keine Spannung ab!

Der Stromverbrauch dieses Sensors hängt stark vom spezifischen Widerstand des Drahtes und des Vorwiederstandes, sowie vom Verbrauch des Voltmeters ab, lässt sich aber mit ein bisschen rechnen und ausprobieren auf einige MikroAmpere im Standby und einige wenige MilliAmpere bei Kollision beschränken.

Das einzige, was man wissen sollte ist, dass diese Stoßstange bei mehreren gleichzeitigen Kollisionen natürlich immer nur den Aufprall erkennt, der am dichtesten an V(cc) ist. Das sollte aber für die meisten Anwendungen kein Problem sein...


Ich hab mal ne grobe Zeichnung angefügt. Sie ist handgezeichnet und nicht besonders hübsch, aber ich hatte keine Lust mich dafür stundenlang ans CAD zu setzen , ich glaube es wird auch so klar was ich meine...

Elektrisch ist dies übrigens das ebenfalls ganz simple Prinzip des Spannungsteilers mit Schleifwiderstand, da kann also auch nicht viel kaputtgehen!

Wie empfindlich das Ding auf Stöße reagiert ist im Wesentlichen von der Querschnittsform des Schaumstoffes abhängig! Da kann man also experimentieren!

Viel Spass noch!

[Frank]

Hi,
die letzten Ideen sind eigentlich alle schon recht gut und müssten sich einigermaßen einfach verwirklichen lassen. Was mir nur dabei nicht so gefällt ist die Tatsache das man die Stossstange nicht genügend biegen kann um einen Halbkreis zu bauen.
Der Leit-Schaumstoff von Conrad sieht nich tso aus als wenn man den stark biegen könnte.
Aber für gerade Stosstangen sind die Konzepte schon recht gut

[Zipper]

Danke Bastler, danach suchte ich.

Widerstandsdraht gibts bei Conrad, ist meist ein Wolframdraht (ähnlich wie bei Glühlampen), der einige KOhm/m spezifischen Widerstand hat.

könntest du noch die ConradNummer dieses Drahtes angeben, ich habe ihn irgendwie nicht gefunden, nur welchen mit 100 Ohm/m und das ist mir viel zu wenig. So 10kOhm/m wären ideal, also 100mal mehr, und ca 1000mal weniger als Leitschaumstoff
Gruss

[Bastler]

uhm, sorry, ich fürchte da muss ich passen!

Da ich ungefähr 500m neben Conrad WOHNE hab ich keinen Katalog mehr, seit sie den in zig "Themenkataloge" aufgeteilt haben und man ihn kaufen muss, da ist kurz vorbeigehen und ins Regal schauen einfach praktischer...

Die haben irgendwie gerade umgebaut hab ich letzte Woche gesehen, aber davor jedenfalls waren diese Drähte im 2. Regal vor der Kleinteiletheke, zwischen den Lötstationen und der Bausätzewand...

Mir ist aber auch schon aufgefallen dass die nicht immer alles im Onlinekatalog haben, bzw man manche Sachen leider wirklich nur durch Eingabe der Artikelnummer findet...

Und wie gesagt ist es schon ein bisschen her, dass ich die Stoßstange gebaut habe, hab also leider auch die Rechnung nicht mehr.

Solltest Du Wohnorttechnisch ähnlich gut dran sein wie ich versuch doch mal da in der Lötkolbengegend die Regale abzugrasen, da solltest Du fündig werden

Ansonsten bei Reichelt oder KVM schauen, die müssten sowas auch haben eigentlich!


So, Zeit fürs Kopfkissen *schnarch*

Gruß vom Bastler und viel Erfolg beim Suchen!

P.S.: Wenn Du die Artikelnummer findest oder ne alternative Quelle auftust wäre ich über ein kurzes Posting dankbar, ich werde nämlich wohl demnächst auch wieder welchen brauchen...

[Manf]

Hab ich das richtig verstanden, dass ihr die Position des "Aufpralls" dadurch messen wollt, dass die Stossstange praktisch in Zonen einteilt und jede Zone ne Verbindung zum Controller kriegt? (also halt je nachdem wo der Kontakt auf Masse geschaltet wird, geht im Controller das "Lämpchen" vorne rechts, vorne links usw an?)

Die Möglichkeit mehrere Kontakte über einen Spannungsteiler an einen A/D port anzuschließen, besteht in jedem Fall, den Vorschlag, die Kontakte gleich kontinuierlich als Widerstandsbahn auszufüren, finde ich sehr gut.
Es besteht bei den Spannungsteilern zur Positionsbestimmung (Tasterkodierung) immer ein bißchen das Abwägen zwischen dem ständigen Stromverbrauch und der Nichtlinearität zwischen Spannung und Position sowie der Beeinflussung des Meßwertes durch den Stromfluß durch den Kontakt bei der Messung.
An der Stelle kann man vielleicht noch optimieren.
Aber wie gesagt:
Die Lösung mit der kontinuierlichen Positionsbestimmung finde ich sehr gut.
Manfred

[Bastler]

Ich sehe nicht recht, warum die Nichtlinearität zwischen Messwert und Anstoßstelle ein großes Problem ist, interpretieren muss man die Sensorimpulse so oder so, und es ist eine einfache Division EINES Messwertes und verschiedener Konstanten...
Und wenn Du neun einzelne Tastsensoren auf einen Eingang schaltest wage ich mal zu bezweifeln, dass der Spannungsteiler wesentlich mehr Rechenoperationen zur Interpretation erfordert. Bei EINEM Taster mag das gerade noch hinkommen, aber mit einem einzigen Taster kann man noch nicht viel machen, mit einem einzigen Schleifkontakt-Spannungsteiler hat man alles was man braucht...
Zugegeben, die Division erfordert etwa doppelt so viele Bitoperationen wie die Addition, aber Du willst davon ja auch nicht 15.000 Stück pro Sekunde machen, oder?

Auch die ständige Stromaufnahme etc kann ich nicht ganz nachvollziehen, denn wir reden hier über Ströme, die mal gerade eben so ausreichen um einen empfindlichen Transistor zu schalten (bei 9V und (in meinem Modell) zwischen 8 und 15 KOhm bleibt einfach nicht viel übrig), das dürfte neben dem Eigenverbrauch der Controllerplatine, vielleicht noch ner Kamera und vor Allem den Motoren eigentlich nicht weiter auffallen, denn wie gesagt, man braucht exakt EIN Messgerät für die gesamte Anlage!


Es ist zwar korrekt, dass der Strom durch das Messgerät (was auch immer man dafür nimmt) die Messung beeinflusst, aber da es sowohl für Transistoren, als auch für Sensorboards Datenblätter gibt, in denen ganz genau drin steht was wann wieviel Strom braucht/durchlässt, kann man das doch ganz einfach numerisch korrigieren!

Und wenn man ein Board hat, das für solche Aktionen "on the fly" nicht genug Rechenleistung bereitstellt, dann teilt man eben die Stoßstange per Software in 20 Zonen ein, legt einen Vektor mit entsprechenden Spannungswerten irgendwo im ROM ab und führt im eigentlichen Betrieb nur noch Vergleichsoperationen durch. Dann geht zwar die Kontinuität verloren, aber mit 20-25 Zonen ist man eigentlich immernoch ganz gut dabei!