Sensor für kompliziertes Problem

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11.07.2007, 19:49
Darkon82

Sensor für kompliziertes Problem

Hallo!

Leider hab ich bis jetzt wenig Ahnung von Elektronik und Sensoren; ich bräuchte aber unbedingt einen Lösungsansatz für folgendes Problem. Ich bin für jede Hilfe sehr dankbar!

Das Problem:
Angenommen es gibt 3 Objekte (Stabförmig, 1m-lang).
2 von diesen bewegen sich aufeinander zu und werden kollidieren (relativ schnell (ca 1 bis 3 m/s)).
Im Moment der Kollision oder kurz vorher (ca 10 cm) bräuchte ich die Information (über Ausgabe einer Spannung), dass die Kollision eintritt (eintreten wird) und welche beiden der 3 Objekte kollidiert sind.
Einschränkungen:
Die Oberfläche der Objekte ist nicht veränderbar. Die beiden Objekten sind nicht physisch verbunden (Kabel oder ähnliches).

Wie gesagt: ich hab wenig Erfahrung auf dem Gebiet und bin für jede Hilfe sehr dankbar!

Viele Grüße,
Darkon
11.07.2007, 20:27
recycle

Zitat:

Die Oberfläche der Objekte ist nicht veränderbar. Die beiden Objekten sind nicht physisch verbunden (Kabel oder ähnliches).

Heisst das, dass man die Objekte nicht bunt anmalen und mit Kabeln zusammenknoten kann, oder darf man an den Objekten selber auch keine Sensoren mit Kabeln befestigen?

Wenn man z.B. an jedem Objekt einen Beschleunigungssensor befestigen dürfte, könnte man die negative Beschleunigung messen. Aber dafür müssten die Sensor natürlich am Objekt befestigt werden und ein paar Kabel würden die Sache auch erleichtern.

Zitat:

2 von diesen bewegen sich aufeinander zu und werden kollidieren (relativ schnell (ca 1 bis 3 m/s)).
Im Moment der Kollision oder kurz vorher (ca 10 cm) bräuchte ich die Information (über Ausgabe einer Spannung), dass die Kollision eintritt (eintreten wird) und welche beiden der 3 Objekte kollidiert sind.

Den Zeitpunkt der Kollosion könnte man eventuell auch mit einem Micro erfassen und je nach "Versuchsaufbau2 könnte man eventuell über Lichtschranken ermitteln, welche Objekte überhaupt für eine Kollosion in Frage kommen.

Wenn sich alle Objekte völlig frei im Raum bewegen geht das so aber wohl eher nicht.
11.07.2007, 20:44
Darkon82

Hallo recycle!

Wow, das ging echt schnell!
An den Objekten oder besser "in" den Objekten dürfen (müssen wahrscheinlich sogar) Sensoren angebracht werden (Material der Objekte könnte z.B. Plastik sein). Eine Messung von "außen" z.B. mit Mikrofonen ist aber nicht möglich. da es ortsunabhängig (in einem nicht präparierten Raum) funktionieren sollte.
Die Information über den Zusammenprall müsste am Objekt selbst angezeigt oder gespeichert werden.
12.07.2007, 06:24
JanB

Hallo Darkon,
deine Problemstellung klingt sehr interessant.
Aber ich kann mir nach deiner Beschreibung nicht recht vorstellen,
was wirklich gemeint ist.
Kannst du nicht mal etwas genauer angeben um was für "Objekte"
es sich handelt, und um was es bei der ganzen Sache wirklich geht ?
Ich denke das wäre hilfreich.

Gruß Jan
12.07.2007, 07:00
ranke

Erstmal möchte ich mich der Bitte von JanB anschließen.

Wenn die erfolgte Kollision detektiert werden soll, dann ist das vergleichsweise einfach, ein paar Rüttelkontakte in jedem Stab verbaut, sollten hinreichen, um den Impuls der Kollision sicher anzuzeigen. (Voraussetzung ist natürlich, es gibt keine weiteren Kollisionen mit anderen Objekten, die von der Kollision der Stäbe unterschieden werden soll.)

Die Vorhersage einer zukünftigen Kollision ist ungleich schwieriger. Dazu müßte jeder Stab ja auch die Bewegung der anderen Stäbe kennen, was ohne Beobachter von außen kaum möglich sein wird.
Eine denkbarer Ansatz um das Problem zu vereinfachen wären Näherungssensoren, hier könnte man von der Annäherung zweier Stäbe auf die künftige Kollision schließen. Allerdings wird man bei dieser Methode "falsch-positive" Kollisionsmeldungen bekommen, wenn die Stäbe knapp aneinander vorbeirauschen, ohne sich zu berühren.
12.07.2007, 19:18
Darkon82

Danke für eure Antworten bisher!

Ranke, was du gesagt hast klingt sehr interessant. Über den "Schocksensor" bin ich bei Conrad auch schon gestolpert. Er ist sicher ein guter Ansatz, aber daher hab ich die Sache mit den 3 Stäben statt 2 eingebracht. der Schocksensor alleine könnte nicht unterscheiden, von welchen der anderen Stäbe er getroffen wird (vll. in Kombination).
Der Nährungssensor klingt sehr interessant (eigentlich suche ich genau sowas). Welche Möglichkeiten gibt es da?
Würde es ein einfacher Magnet und ein Magnetdeldsensor tun, oder funktioniert sowas in der Praxis nicht (meine Kenntnisse kommen nur aus dem Physikunterricht ^^).
12.07.2007, 20:14
Manf

Re: Sensor für kompliziertes Problem

Zitat:

Zitat von Darkon82

Das Problem:
Angenommen es gibt 3 Objekte (Stabförmig, 1m-lang).
2 von diesen bewegen sich aufeinander zu und werden kollidieren (relativ schnell (ca 1 bis 3 m/s)).
Im Moment der Kollision oder kurz vorher (ca 10 cm) bräuchte ich die Information (über Ausgabe einer Spannung), dass die Kollision eintritt (eintreten wird) und welche beiden der 3 Objekte kollidiert sind.
Einschränkungen:
Die Oberfläche der Objekte ist nicht veränderbar. Die beiden Objekten sind nicht physisch verbunden (Kabel oder ähnliches).

Wie gesagt: ich hab wenig Erfahrung auf dem Gebiet und bin für jede Hilfe sehr dankbar!

Du hast sicher verstanden, dass Du die Beschreibung ein Bisschen weiter führen solltest damit man Dir helfen kann.
Bewegen sich wirklich nur 2 Objekte?
Wenn für die Kollision 2 Objekte betrachtet werden, warum werden vorher 3 betrachtet?
Wie bewegen sie sich im Raum? Im Schwerefeld?
Vielleicht kann man mit der Kapazitätsänderung etwas machen, vielleicht mit der Aufnahme der Objekte mit Kameras aus verschiedenen Richtungen.
Manfred
14.07.2007, 17:48
Alex20q90

Hi Leute,

Zitat:

Zitat von JanB

genauer angeben um was für "Objekte"
es sich handelt, und um was es bei der ganzen Sache wirklich geht ?

Ich denke mal er hat einen Versuch vor, der nicht jeder kennen sollte um Nachamer zu vermeiden.

Zitat:

Zitat von JanB

Ich denke das wäre hilfreich.

Glaube ich nicht!

Ich stelle mir mal drei Brötchen vor wobei zwei die miteinander kollidieren sollen.

Ich würde Vorschlagen, da in die Brötchen Elektronik hineinkommt, eine Art Spule mit einzubauen. Beim allen Brötchen eine Spule die Kurz sendet und dann wieder empfängt.

Mit NE555 und NE556 müsste das Senden einer Frequenz und das Auswerten relativ einfach sein. Brot 1 bekommt 100khz brot 2 200khz und 3 300khz

Zur Funktion :

Die Brötchen so einstellen das ab 10-15cm der Empfänger ein Signal abgibt. Dabei wird die Frequenz des anderen gemessen und ausgegeben/gespeichert.

Da es ja keine Kabel gibt die aus den Brötchen herausführen muss man die "kurz vorher Berührung" dem Aussenstehenden irgendwie mitteilen. Falls eine Kamera ein Foto machen soll, wäre eine IR-LED als Blitzer und einen Tochterblitz an der Kamera sinnvoll. Die Kamera selber muss dann natürlich einen Tageslichtfilter welcher IR rausfilter besitzen oder vor der Linse haben.

Grüße
Alex
14.07.2007, 18:15
Manf

Zitat:

Zitat von Alex20q90

Ich würde Vorschlagen, da in die Brötchen Elektronik hineinkommt, eine Art Spule mit einzubauen. Beim allen Brötchen eine Spule die Kurz sendet und dann wieder empfängt.

Mit NE555 und NE556 müsste das Senden einer Frequenz und das Auswerten relativ einfach sein. Brot 1 bekommt 100khz brot 2 200khz und 3 300khz

Zur Funktion :

Die Brötchen so einstellen das ab 10-15cm der Empfänger ein Signal abgibt. Dabei wird die Frequenz des anderen gemessen und ausgegeben/gespeichert.

Da das so nicht geht wenn jedes Objekt 6 Freiheitsgrade hat wurde ja die Frage nach ein paar mehr Details gestellt.
Manfred
14.07.2007, 18:38
Alex20q90

Zitat:

Zitat von Manf

Da das so nicht geht wenn jedes Objekt 6 Freiheitsgrade hat wurde ja die Frage nach ein paar mehr Details gestellt.
Manfred

Wieso Freiheitsgerade? Eine Spule kann so gewickelt werden das diese ein gleichmäßiges Feld erzeugt. Sobald das Objekt nah genug ist, wird ausgelöst! Ist doch egal ob der Zylinder mit der Wand nach vorne oder seitlich oder 321,75° von seiner Mitte auf den anderen zubewegt.

Dan muss er halt die Spule in einer 1m-Schleife tri oder QuadFilar wickeln.
14.07.2007, 18:50
Manf

Könntest Du das noch ein bisschen erläutern wie die Kopplung zwischen drei Spulen unabhängig von ihrer Richtung konstant gehalten werden kann?

Ich habe es mal mit einem zirkular polarisiertem Feld auf der einen Seite und mit einem Dipol auf der anderen Seite gemacht (für Funkuhrempänger). Damit erreicht man die Richtungsunabhängigkeit der Kopplung zwischen zwei magnetischen Antennen in der Ebene.

In drei Dimensionen und mit drei Spulen wird es sicher interessant, beschreibe doch mal den Ansatz.
Manfred
15.07.2007, 15:23
Jakob L.

Ebentuell könnte man das Problem mit einer Webcam und einem Computer zur Auswertung lösen. Wenn der Hintergrund überall die gleiche Farbe hat und die Objekte sich deutlich von diesem unterscheiden, dann ist die Auswertung mit relativ wenig Aufwand möglich. Damit kann man auch bevorstehende Kollisionen vorhersehen.
15.07.2007, 17:22
Andun

Ich möchte nur mal auf den letzten Beitrag eingehen: Optische Auswertungsverfahren haben immer das Problem der 3. Dimension. Du kannst nie wissen, ob etwas kollidiert oder dahinter bleibt, solange du nur mit einem "Auge" beobachtest.

Andun