Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Rundum Tastsensor / Optimale Stoßstange
Bei meinem jetzigen Roboter habe ich rundum 9 Sensoren angebracht, die nur Kollisionen messen (einfache Tastschalter). Das ist eigentlich ganz praktisch. Ich suche nun nach einer einfacheren Möglichkeit für ein nächstes Robo-Modell. Ideal wäre etwas ähnliches wie ein Touchpad, eindimensional würde jedoch ausreichen. Weiss jemand ob es so etwas gibt und wo man das erhalten könnte?
Gruss Chris
Hi Zipper
Also das Thema - "Die ideale Stossstange" würde mich auch nocht interessieren. So ganz das ideale hab ich da nämlich auch noch nicht gesehen.
Ich suche ne gute Lösung für einen runten Roboter. Die Stosstange sollte stabil sein und auch bei einem etwas schnelleren Bot keine Kratzer an irgendwelchen Möbeln verursachen. Zudem sollte sie möglichst genau ermitteln an welcher Ecke der Bot angestossen ist.
Da wäre sowas ähnliches wie eine Gummistosstange mit internen Kontaktflächen (ähnlich wie bei Matrixtastatur) garnicht so schlecht. Also so genau wie Touchpad müsste es meines erachtens nicht sein - aber so n diese Rchting. Also ne Art Matte die nur 2-3 cm breit ist und unterschiedliche Kontaktflächen besitzt.
Hat jemand gute Ideen oder sowas schon verwirklicht?
Gruß Frank
Ich habe da Folgende idee
man nehem eine farradschlauch
schneide rechts dun links vom ventil ca 10cm ab ..(Schlau kürzen)
dann dichtet man diese schnttstellen mit kleber wieder ab ...
dies macht man mit 5 schläuchen so das man 5 stück hat (Logisch) nicht
dann montiert man die schläuche auf dem roboter vornerechts vornelinks vorne mitte .. usw....
an das entl schlißt man nun einen drucksensor an .
färht der roboter nun gegen ein hinderniss erhöht sich der druck im schlauch und das merkt wiederrum der drucksensor .....
na ist das nicht ne idee ..???
bn leider noch nicht dazu gekommen das mal zu testen
Streifen von Kupferkaschierter Platte mit Leitschaumgummi von der letzten IC Lieferung darauf in kleinem Abstand zur Entsprechenden Platte federnd befestigt sind einfache, weiche und zuverlaessige Fuehler. ](*,) Etwas hochohmig, aber das spart Strom.
Die Federn aus duennem Plastik im Zickzack- (Laporello-)Falz.
Manfred
Hi,
danke für die Tips! Etwas einfacher scheint mir die Lösung von Manfred. Allerdings wo bekommt man so ein Zickzack Plastik her, sowas hätte ich schon öfters mal gebraucht
hi!
ich glaube, das heisst leporello-falz. ich denke mal, das wirst
du dir wohl selber machen müssen... :-(
so ganz hab ich das prinzip von manfred noch nicht gerafft.
soll die platte mit dem schaumgummi federnd befestig werden?
wie wird dann die berührung genau festgestellt?!
ciao,
simon
Das mit dem Leitschaumgummi tönt nach dem richtigen Material. habe aber leider momentan gerade keines. Wie hochohmig ist der denn? (Angenommen ein Streifen 2cm, breit 1 cm hoch, wieviel kOhm/m gäbe das etwa).
Danke für all die Tips!
Gruss Chris
Ich weiß nicht ob diese Leitschaumzeugs so optimal ist. Wenn ich mich richtig erinnere zerkrümmelt das doch bei zu starkem Druck - oder gibts noch anderes?
Wenn ich Manfred richtig verstehe, dann trennt er einfach nur zwei Kontaktfläcken durch diesen Laporello-falz . Und die eine Kontaktfläche soll dieses Leutschaummaterial sein. Vielleicht gibts da auch noch irgend was besseres.
Wie bastelt man am besten Laporello falz. Aus einem Kunststoffflackprofil das man mit Heißtluft biegt? Das Element scheint mir schonmal ganz gut als Stoßstange geeignet.
Ergänzung aus dem Wörterbuch:
Leporellofalz
Auch "Zickzack-Falz" (wie bei einer Zieharmonika). Besondere Falztechnik die vorallem bei Flyern und Prospekten verwendet wird.
Diese Falzart ist zwar effektvoll aber oft bei der Weiterverarbeitung problematisch.
Das schöne am Leitschaum wäre halt, dass man dann über den Widerstand ziemlich genau sagen könnte wo die Stossstange gedrückt wurde. Man kann dafür natürlich auch Widerstandsdraht nehmen, das fordert aber schon wieder eine aufwändigere Konstruktion (den Draht irgendwie in weichem Material einbetten usw..)
Wofür man den Leporello braucht ist mir irgendwie noch nicht klar geworden.
Leporello braucht man als Feder um die Kontaktflächen auseinander zu halten.
Nur für größere Stoßstangen die ringsrum um einen Roboter (Durchmesser ca. 30 cm) gehen, dafür wird man wohl kein Leitschaum finden - so große IC´s gibts noch nicht :-)
Allerdings ob man wirklich durch den Widerstand in der Praxis die Stelle findet an der die Kollision erfolgt? Das Problem ist ja das manchmal eine Kollision gleich eine ganze Ecke der STossstange eindrückt und manchmal nur ein schmales Stück - je nach Bauform des Hindernisses. Dadurch kommen ganz unterschiedliche Widerstandswerte zu Stande. Ich denke es ist besser die Stoßstange in Felder mit unterschiedlichen Kontaktflächen aufzuteilen.
Das mit der Breite der eingedrückten Stelle habe ich eigentlich schon gelöst. Der Widerstand wird von beiden Seiten gemessen. Das ergibt dann einen Wert für den Ort, wo die Stossstange eingedrückt wird, und einen anderen Wert für die Breite der eingedrückten Stelle.
Oder man kann eine Spannung am Leitschaum anlegen und misst dann über einen einzelnen analog input den ca. Mittelpunkt der eingedrückten Stelle.
Was dann natürlich nicht geht ist zwei oder mehr unabhängige Hindernisse gleichzeitig zu messen.
So, hier bin ich wieder,
beim Leitschaumgummi gibt es unterschiedliche Sorten, solcher, der sich wie Styropor anfuehlt und solcher der sich eher anfuehlt wie Badeschwamm. Besser weiss ich es auch nicht was fuer ein Material das ist, der weiche ist besser geeignet der andere muesste zur Not auch gehen.
Der Widerstand von einem Wuerfel der Groesse 1cm3 faengt bei schwachem Kontakt naturlich im MegaOhm Bereich an und geht in den Bereich um 10-50k. Bei richtigem Quetschen deutlich tiefer.. aber dann braucht man keinen Sensor mehr.
Die Plastikfeder ist als Selbstbaufeder mit Streifenbreite von 1cm gedacht und faengt bei bei duennstem Material an: Overheadfolie weinige Faltungen 2-3 ersparen die Fuehrung und den aeusseren Anschlag.
Dickeres Material wie Tiefziehverpackungen benotigen ggf mehr Faltungen um weich zu sein. Federabmessung vielleicht 1x3cm. Tiefziehverpackung ist das Klarsicht-Zeug, das bei Verpackungen auf die Pappe "getackert" ist und den Muelleimer schnell fuellt.
Meisst reicht die kraeftige Faltung zur Formgebung. Alternativ kann man einen kleinen Stapel dieser 1x3cm Schnipsel (oder 0,5x2cm) alternierend rechts und links zusammenkleben und in Gebrauchsform auseinanderziehen.
Ich habe an eine ganze Reihe von unabhaengigen Kollisionsdetektoren gedacht aber in einer frueheren Diskussion kam auch schon die Idee einer Rundum Stossstange auf, ein Ring der elektrisch getrennte Kontakt-Messstellen hat. Man spart dann Federn und Aufhaengungen. Ich denke, dass Stossstangen an ausgesuchten Stellen reichen. Aber auch Kombinationen wie eine vorne und eine hinten mit jeweils rechts und links Kontakt ist moeglich.
An durchgehenden Streifen ueber den Widerstand die Stelle zu ermitteln, an der Kontakt hergestellt wurde, ist meiner Meinung nach zu kompliziert fuer diese Methode. Der Widerstand der Leitgummiverbindung zwischen den Metallstreifen ist irgendetwas von groesser 10M ohne Kontakt und 10k bis 100k (bis 1M) bei Kontakt. Dann kommt Staub (und Zeug) dazu und wenn er nicht mehr anspricht wird er wieder einmal sauber gemacht.
Manfred
Wie wärs damit:
Zwischen 2 Kontakten eine nichtleitende Fläche (ein paar mm breit), in der nichtleitenden Fläche ein Abstandshalter geklebt (0.5 mm Kabel, isoliert
auf die eine Leitfläche wird der leitende Schaumstoff geklebt (muss leitend bleiben), und ragt über die zweite Leitfläche hinaus, aber spreizt sich etwas (ganz wenig) ab (durch Abstandshalter).
Bei Kontakt verbiegt sich der Schaumstoff (in Richtung zweite Leitfläche)und bildet eine leitende Brücke zwischen beiden Kontaktflächen.
Konkreter:
Leiterplatte (2 cm x 10cm (oder länger) ätzen (Lochraster kann auch gehen),
am oberen Rand ein ca. 0.7 mm breiter leitender Streifen
am unteren Rand ein ca. 0.7 mm breiter leitender Streifen
! der untere ist in Segmente a 2 cm (10 cm Länge / 2 cm = 5 Kontakte) nochmal unterteilt
In den grossen durchgehenden Zwischenstreifen einen Abstandshalter kleben (vielleicht isoliertes Kabel mit 0.5 mm Dicke, ausprobieren, muss nur den Schaumstoff in Ruhezustand von unteren Leitflächen abhalten)
Schaumstoff mit 2cm x 10 cm ausschneiden und auf obere Leitfläche
kleben (muss leitend bleiben).
Am oberen +5V anlegen, die 5 unteren Segment mit 5 Input Pins (oder Addressdekoder) (mit R auf Low ziehen in Ruhe) eines µC verbinden.
Beim Druck auf den Schaumstoff (über einem Segement) werden die 5V durch den Schaumstoff an eines (oder benachbarte) Segment(e) übertrage, der µC kann's dann auswerten.
Ist beliebig verlängerbar. Bei den Maßen kann man spielen. Welchen Widerstand der Schaumstoff hat muss man rausfinden. Statt dem Schaumstoff geht auch was anderes, muss nur leicht verformbar und leitend sein und in Ausgangsposition zurückkehren. Keine Garantie.
Die Konstruktionen hören sic ja gut an, nur leider sind die ohne Bild/Zeichnung nicht so einfach nachzuvollziehen. Vielleicht könnt ihr mal ein Foto posten
Dacht ich mir schon,
anbei einer schematische Zeichnung.
Hallo
Sieht gut aus. So kann man dies auch nachbauen. Nur etwas problematisch ist es noch mit dem Leitschaumstoff. Wo soll man davon etwas längere Bahnen her bekommen?
hi
die zeichnung ist sehr anschaulich!
leitschaum bekommt man beim grossen c in rauhen mengen.
die platten messen 30 x 30 cm.....
LEIT-SCHAUMSTOFF
Artikel-Nr.: 172367 - 14
Preis ab 2,39 EUR
Ciao,
Simon
Eher ging es leider nicht, hier noch mal mit Bild das Prinzip der Stoßstange mit Kontaktfühlern.
Nur textlich läßt es sich eben doch nicht so gut beschreiben.
Leporello Plastikfedern und Leitschaumstoffklötzchen, Litze zur soliden Stoßstange aus Epoxy zum Halten gegen die Federn.
Die Kraftdiagramme sollen qualitativ zeigen, daß die Stoßstange in ihrer Lage stabil ist. Der Epoxystreifen schirmt die Schumstoffklötze gegen raue Hindernisse ab.
Alle abweichenden Konstruktionen, die den gleichen Zweck erfüllen, sind genausogut oder besser.
Kraft (x) heißt Kraft in x-Richtung zur entsprechenden Auslenkung der Stoßstange.
Manfred
Hi,
danke für die tolle Skizze, hat bestimmt etwas Arbeit gemacht. Aber so kann ich es mir auch besser vorstellen.
Vielleicht noch ein Verbesserungsvorschlag:
Wie wäre es wenn du die obere Fläche rundrum mit Masse belegst. Unten bräuchtest du dann nur immer ein Pin bei jeder kleinen Kontaktfläche an einen Port legen. Das würde das ganze erheblich einfacher im Aufbau machen da die ganze verbindungen zwischendrin wegfallen. Oder hab ich da was übersehen?
Gruß Frank
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
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
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
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! :)
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
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
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...
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
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! :)
hi bastler!
dein idee finde ich sehr ueberzeugend. die frage, die ich mir noch stelle ist,
ob sich der widerstandsdraht nach dem kontakt wieder problemlos von der
aluplatte loest. (denn eine feder ist ja bei dir nicht vorhanden)
aber vermutlich muss man da nur ein bisschen mit verschiedenen schaumstoff-
sorten, etc. herumprobieren.....
ciao,
simon
Es ging mir darum noch einmal kurz die Schaltung zu betrachten, wie sie auch für Tastaturencoder verwendet wird. Es gibt hier die Version a und b die verschiedene kleine Unterschiede haben:
Die Version a) verursacht einen ständigen Stromfluß, hat aber die Vorteile, daß über den Kontakt nur der Meßstrom fließt und daß der gesamte Meßbereich linear genutzt wird.
Die Version b) verbraucht praktisch keinen Strom, außer dem durch das hochohmige Meßergät, aber der Strom durch den Spanungsteiler fließt über den Kontakt und die Auflösung ist nicht über den Meßbereich konstant. Also keine Kritik an der Lösung, aber die kurze Betrachung wollte ich noch einbringen.
Es gibt natürlich auch die Möglichkeit, durch akitve Elemente, die Vorteile der beiden Varianten zu kombinieren.
Manfred
Tut mir Leid wenn ich vorhin etwas aufbrausend war, ich hatte heute einen ziemlich miesen Tag, bitte nicht persönlich nehmen! :-(
@nestler:
Jep, der Draht löst sich wunderbar wieder, da er ja am Schaumstoff festgeklebt ist, und der Schaumstoff versucht nach dem Aufprall, wieder in seine ursprüngliche Position zurückzukehren. Und da besagter Schaumstoff außer hübsch aussehen keine besonderen Eigenschaften haben muss (es muss also nicht Leit-, Akustik-, oder Isolierschaum sein) kann man sich auch prima im Baumarkt um die Ecke einen aussuchen, der relativ punktgenau auf Druck reagiert und sich danach sofort wieder "aufrichtet" (gabs da nicht mal so ne Matratzenwerbung mit nem Rotweinglas dazu?), sollte also kein Problem sein. Und außerdem kann man ja wie gesagt mit der Querschnittsform nach Herzenslust spielen wenn es noch nicht so ganz klappen will
Ich hatte nun mal Gelegenheit diesen flexiblen elastischen Leitschaumstoff zu bekommen. Merkwürdigerweise ist da der Widerstand garnicht linear. Weiß jemand warum?
Liner mit dem Weg beim Zusammendrücken oder linear quer über das Material?
Ich hab nur mal quer rüber gemessen. Bei 16 cm Abstand ca. 9KOhm und bei 8cm immer noch in etwa 7 - 8 kOhm. Der stärke des Andrucks der Messpitze (die ich zum besseren Kontakt längs andrücke) verändert das Ergebnis kaum.
Da es nur relativ wenige bis gar keine Metallschäume gibt, die eine derart hohe dynamische Elastizität aufweisen vermute ich mal, dass dieser Schaumstoff ein synthetisch hergestellter Halbleiter ist, wahrscheinlich ein stark dotierter Polymerwerkstoff. (--> man nimmt sich einen Nichtleiter und kippt so lange irgend einen Elektronendonatorstoff dazu, bis das Zeug einigermaßen Strom leitet. Ungefähr so wie bei der Elektrolyse von Wasser, mit reinem H2O kann man das nämlich auch gleich lassen)
Da Polymermoleküle keine Gitterstruktur im herkömlichen Sinne bilden ist das mit der Regelmäßigkeit (--> Linearität) des entstehenden Halbleiters allerdings immer so ne Sache...
Halbleiter reagieren generell sehr empfindlich auf elektrische und elektrostatische Felder (genau das ist nämlich das Prinzip des Feldeffekttransistors) und ihre Stromkennlinie ist dadurch meist wenn überhaupt, dann nur in einem bestimmten, sehr genau eingegrenzten Bereich einigermaßen linear, schon gar nicht bei einem "zufällig geformten Element und einer zufällig gewählten Meßspannung". Der spezifische Leitwert eines jeden beliebig kleinen Volumenelementes dV ist also im Allgemeinen abhängig von der an diesem Volumenelement angelegten Spannung.
Im Klartext: Wenn Du den Widerstand nach 16cm misst hast Du Deine Messpannung und erzeugst dadurch ein elektisches Feld auf 16cm Länge.
Legst Du nun die Meßspitze aber schon nach 8cm auf das Material stauchst Du auch das E-Feld zusammen, die Feldliniendichte ("das Gefälle") wir höher und dadurch ändert sich nicht nur Dein Gesamtwiderstand, sondern auch Dein spezifischer Widerstand pro Längenelement...
Es wäre also eigentlich eher überraschend, wenn man bei einer spontanen Messung eines von der Stange abgeschnittenen Stückes Schaumstoff zufällig exakt den linearen Bereich treffen würde, sofern es überhaupt einen gibt...
Das heisst nicht, dass es grundsätzlich nicht möglich ist, eine lineare Kennlinie damit zu erzeugen, aber wenn die Stoffdaten nicht ganz genau bekannt sind ist es wohl meist einfacher, die nichtlineare Kennlinie hinzunehmen und die Messergebnisse bei bestimmten Abständen schlicht zu tabellarisieren...
Nach dieser grauen Theorie nun noch ein bisschen Praxis:
Was Du beim Messen mal versuchen kannst ist, das Messgerät in den Diodentestmodus zu schalten (vorausgesetzt das Multimeter kann das).
Nein, nicht das mit dem Piepton, das womit man bei Dioden den Zenerleitwert, den Sperrstrom usw messen kann. Da benutzen die Geräte zur Messung ne andere Spannung, die die Dioden durchschaltet, das kann bessere Werte liefern (muss aber nicht).
Wenn das keine Änderung ergibt kannst Du mal versuchen, den Widerstand über eine Messbrücke durch Potentialausgleich zu messen, das hat den Vorteil, dass man die für die Messung verwendete Spannung kontrollieren und variieren kann, ist aber deutlich aufwendiger und meist auch teurer als "Spitze dranhalten", weil Du dafür unter Anderem hochpräzise und gegebenenfalls auch noch regelbare Widerstände brauchst.
So kann man zum Beispiel einer Spannungsabhängigkeit des spezifischen Widerstandes auf die Spur kommen und evtl durch ausprobieren einen linearen Teilbereich abstecken...
1. es kann aber auch sein, dass der leitschaumstoff kohlensoff enthellt, der leitet den strom auch
2. das zeug ist auf minimalen preis und darauf optimiert, dass es vollkomen gleichmaessig ist. also geringerrer preis wobei das zeug unregelmaesiger wird
Ich habe noch gar keinen Hinweis gelesen, daß das Mareial selbst unregelmäßig ist.
Beim Kontaktiern einer Fläche von schlechtleitendem Material ist der größte Widerstand im Bereich der Kontaktpunkte.
Mit dem Abstand der Kontaktpunkte nimmt der Widerstand zunächst einmal nicht linear zu.
Kennt zufällig jemand die Abhängigkeit des Widerstands vom Abstand der Kontaktpunkte?, bei Erdungen tauchen solche Berechnungen auf und vor kurzem habe ich sie auch bei der Herstellung der Metall-Halbleiter-Kontakte im Temperaturfühler KTY10 gesehen. Nur leider finde ich den Artikel gerade nicht mehr.
Manfred
mit unregelmaesig habe ich gemeint, dass nicht das technisch machbare ausgenutzt um den schaumstoff moeglichst geichmaesig zu machen. das zeug muss ja nur den strom leiten und ics schuetzen. wie gros die unregelmaesigkeiten sind weis ich nicht
Hmm, Kohlenstoff wäre natürlich auch ne Möglichkeit, aber Kohlenstoff pur wird's sicher nicht sein, ein reines Kohlefasergeflecht bringt glaube ich nicht die geforderte Stabilität, womit wir dann wieder bei dotiertem Trägermaterial (mit Halbleitereigenschaften) wären... :-(
Denn "Karbon" (AlCO3) und Konsorten leiten meines Wissens nicht wirklich....
Auch die fehlende Gleichmäßigkeit des Materials selbst finde ich gut, so nen Kram wirklich homogen hinzukriegen ist ganz schön teuer
@Übergangswiderstand zur Meßspitze: jep, ist ein Problem! Aber solange Du nicht die Meßspitze mit heißem Lot bedecken und anschließend in den Schaum reinstechen willst sehe ich dafür spontan keine Lösung
Wie auch immer, ich hab noch mal etwas nachgemessen, die Verteilung des Widerstandes ist in der Tat recht ungleichmäßig. Glaub kaum das man den Schaumstoff wirklich sinnvoll als Senorfläche einsetzen kann. Besser ist es sicher in Verbindung mit kleinen Kontaktflächen die die eigentlich Druckposition ermitteln und der Schaumstoff nur als Kontaktbrücke.
Nu gut, ich hab es im Augenblick auch nur ganz grob ausprobiert, werde es später nochmal mit schmalen Streifen untersuchen.
Matthias
08.05.2004, 14:56
Hier mal sowas wie ein Prototyp, den ich grad aus nem stück "feinblasigem" badeschwamm, Alufolie und bisschen Lötzinn gemacht hab. Der draht hat zwar nen gringen widerstand, man könnte aber auch nur 6 Zonen definieren: Vorne, Hinten, Vorne Rechts, Vorne Links, Hinten Rechts, Hinten Links
Der Draht sieht etwas dick aus, sollte man dafür Litze nehmen?
Manfred
Matthias
08.05.2004, 18:23
Also wenn man schlecht draufdrückt, wird der Draht vom Schwamm umschlossen, und hat keinen Kontakt. Wenn man breite Entlötlitze nimmt, ist Kontakt garantiert. Einfach statt des Drahte einkleben.
Ich habe da Folgende idee
man nehem eine farradschlauch
schneide rechts dun links vom ventil ca 10cm ab ..(Schlau kürzen)
dann dichtet man diese schnttstellen mit kleber wieder ab ...
dies macht man mit 5 schläuchen so das man 5 stück hat (Logisch) nicht
[..]
an das entl schlißt man nun einen drucksensor an .
Jo, das hab ich schon mal irgendwo auf einer Website gelesen.
War das nicht ein Staubsauger o. Rasenmäherbot?
Link hab ich leider nicht mehr...
Gruß, Chris
Hi,
ich seh grad, dass inzwischen Lösungen gepostet wurden, die dem was ich am Wochenende getestet habe sehr ähnlich sind. Trotzdem werd ich mal meine Idee beschreiben:
Ich habe ein Stück Hauhaltsschwamm genommen, einen schmalen Streifen Alufolie und rechts und links davon einen flachen Streifen Schwamm draufgeklebt. Das Ganze hab ich dann auf eine Streifen-Laborplatte geklebt (siehe Bilder). Bei Druck auf den Schaumstoff verbindet die Alufolie 2 Streifen der Laborplatte.
Das Ergebniss funktioniert prima. Der Bumper schaltet schon bei geringem Druck, kann aber auch einen kräftigen Bums ab.
Es sind viele Variationen denkbar, z.B. Kann man einen beliebig harten (oder weichen) Schaumstoff nehmen und diesen beliebig dick machen. Eine Kombination unterschiedlicher Schaumstoffe ist auch möglich, z.B. den Klotz aus hartem, die Stützstreifen aus weichem Schaumstoff sollte bei sehr geringem Druck schalten, aber die Möbel auch bei schnellen grossen Robis wirksam schützen. Natürlich kann man für runde Robis auch einen Bogen aus Schaumstoff schneiden.
Als Kontaktfläche kann man statt dem Stück Streifenplatte auch 2 Konstantandrähte mit 1-2mm Abstand nebeneinander auf einen beliebigen (nicht leitenden) Untergrund kleben um einen "Analogbumper" zu bauen.
Für einen "Segmentbumper" muss man nur einen der Kontaktstreifen unterteilen. Auch 2 aufgemalte Streifen aus Leitsilber sind vorstellbar.
Sicher gibt es noch mehr Variationen, aber vielleicht reichen diese Ideen ja schon als Ansatz zum Testen.
Die Vorteile dieser Konstruktion seh ich darin dass sie einfach, preiswert, leicht herzustellen und leicht den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen ist, ausserdem schaltet der Bumper bei schon geringem Druck, kann aber andererseits viel Kraft aufnehmen.
Ein Nachteil ist, dass das Teil nicht sehr spektakulär aussieht (wie ein Stück Schwamm halt).
Wie langlebig so ein Bumper ist wird die Zeit zeigen, ich denke jedoch dass es kaum Verschleiss gibt.
Grüsse, Marvin
P.S. zum Kleben von Schaumstoff sollte man einen Kleber verwenden, der flexibel bleibt (Pattex z.B.)
Die Sache mit dem Haushaltsschwamm als Stoßstange führt im nächsten Schritt sicher dazu, den Staubsauger die angrenzenden senkrechten Flächen gleich mit reingen zu lassen.
Die Beispiele mit der Ausführung finde ich sehr gut, da kann man sich gleich etwas darunter vorstellen.
Ich habe noch mal über die Leitfähigkeit des Schaumstoffs nachgedacht. Es gibt wie gesagt unterschiedliche Sorten. Von einer relativ weichen Art, die wohl recht häufig vorkommt, habe ich mal ein 12 x 6 cm großes Stück genommem und den Widerstand in Längsrichtung zwischen 2 Krokodilklemmen gemessen. 40kOhm waren es etwa, aber das hängt ja stark von der Kontaktierung ab.
Um ein etwas genaueres Bild vom Widerstand zu bekommen habe ich das Stück an 5V angeschossen und habe die kleinen Metallstücke (Muttern M2) so lange mit einer Tastspitze verschoben, bis sie gerade auf einer der Potentiallinien mit ganzer Voltzahl lagen: 1V, 2V, 3V, 4V. Bei der Spannungsmessung tritt ja der Übergangswiderstand an der Tastspitze nicht so sehr in Erscheinung. Am Bild ist zu erkennen, wie gleichmäßig oder ungleichmäßig die Verteilung des Widerstandes bei diesem Stück ist.
Die größte Abweichung von der Gleichverteilung ist wohl an der linken Kante zu erkennen. Hier ist die Potentiallinie (1V) sehr dicht an der Klemme. Mir ist dann bei der Betrachtung des Fotos aufgefallen, daß dort auch die Kontakiterungsfläche der Klemme kleiner ist als auf der anderen Seite.
Manfred
Das Ergebnis bei dir sieht ja trotzdem noch recht gleichmäßig aus. Bei meinem Schaumstoff schien das wesentlich mehr abzuweichen.
Bei den Messungen müsste man ja eigentlich die Form des Schaumstoffstückes berücksichtigen da der Strom ja nun man nicht nur direkt von Punkt zu Punkt fließt sondern die ganze Fläche nutzt. Am Rand hat er deutlich weniger Möglichkeiten sein Zielpunkt zu erreichen als in der Mitte. Aber offenbar macht sich das beim Ergebnis nicht so sehr bemerkbar.
Ich noch ne einfache Idee für eine Stoßstange:
Man nimmt eine flache Aluschiene (breite 1 - 4 cm ja nach Wunsch) und klebt in kleinen Abständen dünne Plastikunterlegscheiben als Abstandshalter drauf. Danach schneidet man von diesem flexiblem Leitschaumstoff einen entsprechend schmalen streifen und klebt diesen an den Unterlegscheiben fest.
Das war´s! Kontakte legt man an den Seiten des Schaumstoffes an und an der Alu-Schiene. Messen muß man dann den Widerstand von Schaumstoff zur Alu-Schiene, am besten einmal von der und einmal von der anderen Ecke. So ähnliche Dinge wurden hier ja schon beschrieben. Der Vorteil dieser Konstruktion ist nur der, das diese sehr einfach und schnell umsetzbar ist. Auch Haltbarkeit dürfte sehr hoch sein!
Gruß Frank
toemchen_als_gast
11.05.2004, 13:30
Ihr habt euch schon ziemlich auf die Schaumstoffmethode eingeschossen...
Mal kurz meine Idee skizziert: Ich nehme ein Kühlschrank-Dichtungsprofil. Das ist weich, weiß (färbt also an der Wand nicht ab) und hat vorne einen Magnetstreifen eingebettet. Ich werde versuchen, Reedschalter so hinter dem Profil anzuordnen, daß sie bei eingedrücktem Profil vom Magnetstreifen geschaltet werden. Kann sein, daß der Magnet zu schwach ist. Muß das noch ausprobieren, Profil ist gerade erst bestellt. Dann melde ich mich wieder.
Die Reedschalter werden dann so eine Art diskreten Spannungsteiler schalten, so daß ich nur einen Analogeingang und nicht viele Digitaleingänge brauche.
Problem wird sein, daß zwischen den Reedschaltern Lücken sein werden (bei 0,5 Euro/Stück), so daß ein Stuhlbein vielleicht nicht erkannt wird. Ich hoffe, daß der Magnetstreifen steif genug ist, um auch in solchen Fällen einen benachbarten Reedschalter zu schalten. Wie gesagt, Test kommt demnächst...
Die Reedschalter haben in jedem Fall den Vorteil, daß ihre Kontakte nicht verschmutzten. Nur irgenwie federn muß das Ganze ja auch.
Du könntest ja als erstes schon mal am Kühlschrank ausprobieren in welcher Entfernung der Schalter schließt und wie weit er wieder zurückgehen muß, um zu öffnen.
Pass halt auf, daß dabei das Bier nicht warm wird.
Manfred
Matthias
12.05.2004, 14:38
Wenn man es so macht, könnte man eigentlich direkt Tater nehmen.
...man kann auch 2 taster (oder mehr) anr eine grosse oder mehrere kleinere stosstangen anbringen. das loest dann zuverlaessig aus nur sollte man bei der stosstange ein nicht allzuhartes material verwenden
toemchen
16.05.2004, 18:37
Nochmal zur Kühlschrankdichtung mit Reedschaltern: Ist ein ziemliches Zufallsspiel, mit der Magnetkraft dieser Dichtung einen normalen Reedschalter zum Ansprechen zu bringen. Das bringt wohl doch nichts. Außerdem muß ich sagen, es ist schon ganz schön kryptisch, in welcher Stellung das Ding jetzt schaltet oder nicht. Naja.
Ein Wort an die Tasterfraktion: Klar sind Taster das einfachste und sicherste. Aber der Traum in diesem Thread war ja, daß man eine rundumgehende, softe Bande hat, die bei schwacher Berührung sofort anspricht und am besten sogar Rückmeldung über den Ort der Berührung gibt - und dann aber anschließend noch genug nachgeben kann für den unweigerlichen Bremsweg der Motoren.
Was ich z.B. nicht möchte, sind einzeln herausstehende Taster oder Stoßstangensegmente, die sich beim Drehen nah am Hindernis verfangen oder abbrechen.
Naja, hilft nur weiterforschen.
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