Ultraschall- Abstandssensor 360°

Hallo,

ich bräuchte dringend hilfe ;-)

undzwar habe ich ein Projekt übernommen, bei dem in der Mitte eines Raumes ein Sensor im bestenfall an der Decke plaziert wird.

Dieser regestriert nun jede menschliche Bewegung, und gibt diese Werte dann an LEDs weiter die je nach Distanz des Menschen zum Sensor ihre Farbe wechseln.

Ein Sensor mit einer mindest Reichweite von 6m,
sollte dazu noch den Raum zu 360° Grad abdecken können.

Könnt ihr mir da vielleicht einen empfehlen?
Dieser sollte aber nicht mehr wie 50€ kosten. :-)

Vielen Dank!

getriebe motot us abstandsmesser von robotikhardware µC und leds aber unter 50€ wird schon knapp.

thx für die schnelle antwort,

also ein µController board habe ich schon!
mit dem atmel 89c51 mikrocontroller.

ich bräuchte nur die us abstandsmesser und die leds.

wenn ich 3 us abstandssensoren im raum einsetze entfällt das getriebe und der motor. stimmts?!

hab mich schon weiter informiert und bin dabei auf SRF02 gestoßen,
die haben lediglich einen öffnungswinkel von 55° grad.

habt ihr mir eine alternative wo 3 sensoren in einem ca. 10 m (durchmesser) großem raum auf menschliche bewegungen reagieren?

Dreh dir mal Infos zu PIR Sensoren rein!
vergleichbarer öffnungswinkel... Reagiert auf körperwärme.. Kostet im Schnitt < 10 EUR ... Ttl Pegel auswerbar mit mc.

Gruß
Christian

Die messen aber nicht den Abstand, nur Bewegung. Da gibt es dann
auch so genannte Deckenmelder, die Detektieren 360 Grad und je nach
Deckenhöhe bis zu 20 m Durchmesser. Kosten dann aber etwas mehr!

Gruß Richard

US sensoren reichen anscheinend nur max 1 m? Damit kommst du
auch nicht weit....

GGruß Richard

Us reichen auch gerne mehrere Metern.

mit PIR kann man auch einpeilen.

Gruß
Christian

PS:Kaum zu glauben, aber ich schreibe keine Meinungen sondern Erfahrungen

Hallo nochmals,

erstmal vielen Dank für eure Hilfe, Erfahrungen, Meinungen.
Ich habe jetzt mal eine erste Entwurfsskizze angefertigt.

Bild hier

Was haltet ihr davon?
Könnte es so funktionieren?

Mit PIR könnte ich es zwar auch realsieren aber laut Wikipedia,
Zitat:
"PIR-Sensoren reagieren schlecht, wenn sich ein Objekt auf sie zu oder von ihnen weg bewegt."

Genau das ist ja bei meinem Projekt das wichtigste, die Sensoren sollte auf alle Positionsänderungen der Person sofort reagieren.

Eine Erweiterung die auch sehr wünschenswert wäre,
ist noch das die Konstruktion auf mehrer Personen im Raum reagiert.

Wie z.b. angenommen man hat in jeder Ecke des Raumes eine anders farbige Glühbirne.

Nun kommt eine Person in den Raum und stellt sich angenommen in die linke Ecke,
dieses wird dann von den Sensoren sofort registriert und eine rote Glühbirne aufleuchtet auf.

Nun kommt eine weitere Person in den Raum und begibt sich in die rechte Ecke, auf dieses handeln sollte die Konstruktion mit dem einschalten der grünen Glühbirne reagieren.

Ist das so, mit meinm Entwurf auch um setzbar?

Vielen Dank im Vorraus.

Wikipedia sprich vermutlich von statisch instalierten PIRs.
So ein PIR, wie beispielsweise für eine Gartenlampe. hat dann doch seine Nachteile.

Aber da du ja keine Gartenlampe mit Bewegungsmelder baust..
Aber gut, eines können dir PIR nur waage veraten.. den Abstand.
Wobei dies für eine Abstandssbestimmung nach deiner beschriebenen Anordnung der Sensoren, fast unerheblich wäre.

Was mir an deinem Entwurf nicht gefällt, sind die Servos und der erhebliche Installationsaufwand.
Mit eineer entsprechenden Kamera, vl. auch mit Nachtsichteigenschaften, könnte einiges vereinfacht werden.
Nur mal so .. du könntest die Bildmatrix in Sektoren aufschlüsseln und Bewegungen direkt auf den Raum rechnen.
Bekannte Probleme,, wäre die Einstellung der Empfindlichkeit der Bewegungsauflösung und das unterscheiden zwischen Schatten und Objets.
Aber das sind ja bekanntlich die Dinge die Projekte spannend machen. Ok zugegeben, nicht für jeden.

Viele Grüße
Christian

Ich baue Beruflich Alarmanlagen, habe mit den Dingern also dauernd
zu tun. Pir Melder reagieren besser auf Quer Bewegung weniger auf
nähern entfernen. Bei US oder Radarmelder ist es genau entgegengesetzt,
die reagieren weniger auf Querbewegung besser auf Hin/Weg. Das kommt
durch das Messprinzip. US/Radar arbeitet mit den Dopplereffekt, IR
mittels einer Fressfelllinse Kapazitiv. Moderne sichere Alarmmelder
so genannte Duomelder vereinen beide Systeme in einem Gehäuse.

In einer Ecke des Raumes angebracht erfassen solche Melder den ganzen
Raum da der Erfassungswinkel ~ 130 Grad beträgt. Radarmelder und auch
IR Melder sollten immer vom Fenster weg, also in einer Ecke der
Fensterwand angebracht werden.

Um also sicher beide Richtungen zu erfassen bedarf es einen Duomelder.
Das gilt besonders für kleine Räume das zur Fehlalarmsicherheit meistens
erst nach minimal 2 Schritten des "Eindringlings" ein Alarm ausgelöst
wird.

Den Abstand zum Objekt kann man mit solchen Meldesystemen NICHT
ermitteln! Gute Melder bekommt man dann auch nicht unter 100 Euro
im Einkauf.....

Da ist in der oberen Preisklasse schon ein Rechner µC drinnen der
z.B. Mensch und Tier unterscheiden kann. Man kann den Preis also
noch deutlich nach oben drücken. :-)

Gruß Richard

Zitat:

Zitat von UlrichC

Mit eineer entsprechenden Kamera, vl. auch mit Nachtsichteigenschaften, könnte einiges vereinfacht werden.

Jede heutige auch preisgünstige Überwachungskamera mit interner
IR Beleuchtung kann heute Bildauswertung. Bewegt sich etwas im Bild
wird Aufgezeichnet, das spart Plattenplatz. Genauso kann natürlich auch
ein Alarm damit ausgelöst werden.

Einen Bewegungsmelder Beweglich auf ein Servo geht schon einmal
überhaupt nicht! Wenn sich das Servo bewegt gibt es sofort Alarm.
Dem Melder ist es vollkommen egal ob sich ein Mensch in seinem
Bereich bewegt oder sich der Bereich selber bewegt oder ob sich
der Melder selber bewegt. In allen Fällen...alarm-,alarm-,Alarm!

Einen reinen US/Radar "Abstandssensor" kann man natürlich auf
ein Servo schrauben um den Abstand beliebiger Hindernisse zu
bestimmen. Wenn damit dann auch ein Alarm ausgelöst werden
soll, muss beim hin-schwenken das gesamte Bild gespeichert werden
und beim erneuten Hin schwenken mit dem neuen "Bild" verglichen
werden. Haben sich Abstände verändert...Alarm.

Gruß Richard

Ups,
ich glaube da liegt ein kleines Missverständnis vor.

Wenn ich lese das MicroController Sensoren und Servos im spiel sind,
gehe ich davon aus, dass so genannte Algorithmen zur Kompensation implementiert werden können.
Das bedeutet für US oder auch PIR.. das Positionsbedingte Messwerte erfasst werden. Zugegeben für PIR ist das nicht gerade einfach, aber dennoch möglich.

Die in der Sicherheitstechnik angewandten Zustände also Alarm und kein Alarm sind zu vernachlässigen.
Messwerte beziffern sich in Skalen und Bereichen.

Nun was bedeutet dies..
Ein Beispiel:
Ein Sensor bewegt sich mit Geschwindigkeit X auf einen Messpunkt bzw. Position in Grad ° zu.
Der Wert schwankt nahezu konstant und umgebungsgerecht.
Eine Veränderung im Messbereich abzgl. der Toleranzen meldet ein Objekt.
Das gilt im übertragenen Sinne für Kameras, PIRs sowie US Sensoren.
(kein Witz .. nennt sich Bewegungserkennung)

Als Sicherheitstechniker fragt man sich natürlich ob der UlrichC noch alle Tassen usw.
Die Erklärung ist aber ganz einfach. Ich schreibe von Analogen Messwerterfassungen.
Die Sicherheitssysteme arbeiten zwar intern auch Analog. Bergen aber die Logik zur Alarmentscheidung bereits in sich. Als Systemanwender äußert sich das in vier Kabeln für Strom und Alarm und kein Alarm und einem nicht unerheblichen Preisaufschlag.

Nix für ungut, aber irgendwie eben andere Baustelle..

Gruß
Christian

Lieber Richard und UlrichC,

Ihr habt mich überzeugt!
mein bisheriger Enwurf ist im Rahmen meiner Projektarbeit so
nicht realisierbar.

Ich habe nun deshalb einen weiteren Enwurf angefertigt,
der mir nicht so komplex erscheint wie der erste.

Bild hier

Bei den Sensoren handelt es ich weiterhin um den Typ SRF02,
die jedoch in der mitte der Wand fest installiert werden.

Und das "Interaktive Feld" wird vom ganzen Raum auf das Überschneidungsspektrum der Sensoren verkleinert.

So das eine einfach Abfrage der Distanz möglich ist,
ohne jegliche Algorithmen.

An und für sich, müsste es doch so realisierbar sein, oder habe ich auch diesmal was übersehen?

Herzlichen Dank, für eure Feedback.

Diese Aufgabe würde ich auch mit Hilfe einer einfachen Bildverarbeitung lösen. Kamera an die Decke mit entsprechender Fischaugenoptik für die Erfassung von 360°, damit mechanische Teile eintfallen. Danach müssen nur hintereinander geschossene Bilder verglichen werden, was nicht so viel Rechenaufwand ist.

Deine letze Lösung wird auch funktionieren, nur Effizient ist es nicht, da du deinen Messbereich nicht 100% ausnützt. Außerdem wurde damit dein interaktives Feld stark eingeschränkt (durch die max Messentfernung). Vorteil ist aber, dass du eigentlich auch mit zwei Sensoren auskommen müsstest (die Schnittpunkte der beiden Abstände geben einen definierten Punkt). Bei deiner Zeichnung mit 4 Sensoren verdoppelt sich aber die Größe von deinem interaktiven Feld.

Es kann aber passieren das sich US Sensoren (in einem Raum)
gegenseitig beeinflussen wenn sie im gleichen Frequenzband
arbeiten. es darf also immer nur einer aktiviert und abgefragt
werden und dann auf den nächsten umschalten.

Gruß Richard

Guten Abend,

mein Projekt soll ich mittels Sensoren lösen,
darum entfällt dein Vorschlag mit der Kamera - "pongi".

Wie ihr schon gemerkt habt, bin ich leider ein kompletter Neuling in der Sensoren- Technik. =(

Ich arbeite mein Projekt dann mal weiter aus,
und halte euch auf dem laufenden,
da ich sicherlich noch einige offene Fragen haben werde. :-P

Danke für euere bisherige Unterstützung!

Eine Kamera ist doch auch ein Sensor, und zwar ein bildgebender :P

Aber wie gesagt, deine Lösung wird sicher auch gehen, es hat nur ein paar Nachteile, die dir bewusst sein müssen.

Welche Nachteile würden dir den spontan einfallen?

Bis auf den, den Richard schon genannt hat dass sich die US Sensoren im
gleichem Frequenzband gegenseitig stören würden,
und das mittels nacheinander programmierten Abfrage zu lösen ist,

würde mir keiner mehr einfallen. :-(

Die die ich geschrieben habe: nicht effiziente Ausnutzung des Messbereichs, und Verkleinerung bzw. Begrenzung des interaktiven Felds.

Außerdem wird es mit deiner Lösung sehr schwer bis unmöglich mehrere Menschen zu unterscheiden und zu orten.

Die Idee mit den mehreren Menschen scheint mir,
mit meinen jetztigen Fähigkeiten und nur mit US Sensoren
als nicht umsetzbar.

Du magst sicherlich recht habe dass das mit der Kamera wesentlich effizienter wäre,

leider muss ich mich an gewisse vorgaben halten,
und eine davon wäre unteranderem das ich das mit simplen Sensoren
realisieren soll.

Eine Idee hätte ich allerdings schon wie ich eventuell das mit den mehreren Personen (max 2) lösen könnte, mit RFID Tags.

Kennt Ihr euch da einbisschen aus?

Worum geht es denn eigentlich genau? Wenn der Raum nur von
bestimmten Personen betreten werden darf, reicht ein Türöffner
und z.b. ein Fingerprintleser. Aus dem Speicher vom Leser lassen
Datum, Urzeit und die Person auslesen. RFID klappt gewöhnlich
nur auf sehr kurze Entfernung, also z.b. Lesegerät im Türrahmen.

Sicher ist das aber auch nicht wirklich, wenn eine Berechtigte Person
eine unberechtigte die Tür öffnet oder die Tür offen lässt....Da helfen
dann nur Drehkreuze durch die immer nur eine Person durch passt.

Mittels US personen zu unterscheiden halte ich für nicht machbar,
Das klappt heute (halbwegs) mit Gesichtserkennung und Video dürfte
aber noch SEHR teuer sein. Ich habe eine Firmenzufahrt mit Schranke,
Die Schranke wird von einem PC gesteuert der über Kameras das
Kennzeichen auswertet....kostet einen guten 5 Stelligen Betrag.....

Wenn sich jetzt jemand ein Kennzeichen von einem Mitarbeiter der
Firma auf ein Stück Pappe malt.. kommt der damit natürlich auch aufs
Gelände.....0,5 Millionen Euro für so eine Spielerei???

Gruß Richard

Es geht darum das ich ein Projekt für
eine Ausstellung mache.

Das Projekt geht in die Richtung "Kunst und Technik",
Am anfang ging ich davon aus, das die Sensoren
auf die Positionen der Person reagieren und die
Positionen in Form von Lichtwechsel (Bunt beleuchteter Raum, je nach Position eine andere Farbzusammensetztung des Raumes) wiedergeben.

Mittlerweile wurde das Projekt erweitert,
und die Sensoren geben die Bewegungen an eine hängende Kunst Statue
die an 2 Servomotoren angeschlossen ist weiter.
Die Servomotoren drehen die Statue in Horizontale/ Vertikale Richtung.

Beispiel:
Ich betrete das Interaktive Feld, und laufe nach vorne.
Die Statue neigt wären ich nach vorne laufe, nach vorne.

Dann laufe ich nach links.
Die Statue dreht sich automatisch mit, in Horizontaler Richtung nach links.

Dann laufe ich nach hinten,
die Statue reagiert wieder da darauf und dreht sich in Vertikaler Richung nach hinten.

Im großen und ganzen ist es egal ob da nun Lichter oder Servos angschloßen sind.

Die Sensoren sollen mir jeweils immer die momentane Positonen wiedergeben, und die Servos/ Beleuchtung dadurch ansprechen.

Die Idee mit den RFIDs wurde wieder verworfen,
könnte aber wieder aufgegriffen werden. :-)

Habt ihr Verbesserungsvorschläge zu meinem 2ten Entwurf?
Die Rahmenbedingungen sind ja mittlerweile bekannt.

Viele Grüße

Tja dann..

Baue die Sensoren in die Staue; unten drunter ; oben drann ;wie auch immer.
Macht dann weniger Stress bei der Einrichtung usw.

Grüße
Christian

Hmm, wenn die Person irgendwie mit einer IR LED markiert werden kann,
die Kamera einer WII-mote kann 4 bewegte Objekte verfolgen und auch
deren Position im Bild ausgeben. Dazu gab es in der Elektor eine Anleitung
wie man die WII "ausschlachtet", eine kleine Platine für die Kamera und
Bascom Code um die Kamera über I²C auszulesen. Hannes hat so etwas
ähnliches mit normaler Kamera und nen Bot in Visual Basic gebaut.

Problem, mehrere Personen bewegen sich in entgegengesetzte Richtung.
Dann wissen die Servos nicht welcher Person sie folgen sollen...

In beiden Fällen ist aber eine sende LED nötig. Ansonsten halt doch
Bewegungserkennung durch Kamera, auch dort kann die Position im
Bild ermittelt werden. Nur wie das genau gemacht wird? Ohne PC wird es eh nicht klappen, da braucht es Rechenleistung und Speicher satt. Ich
kenne Videoüberwachung wo die Kamera dem Bewegten Objekt folgt,
es heranzoomt und somit Großaufnahmen ermöglicht, es geht halt nur
wie das realisiert ist verraten die Herstellen natürlich nicht....

Gruß Richard

So es gibt wieder neues zu meinem Projekt ;-)
es wurde wieder erweitert.

Undzwar sollen die verwendeten Sensoren nun
ihre Messwerte per Funk (egal wie z.b. Bluetooth,Infrarot,RN- Funk.... ) an den Mikrocontroller übertragen.

Nun die Frage,
welche der Funktechnik könnt ihr mir empfehlen?
Bin wieder nur Laie auf diesem Gebiet und müsste mich somit
in alles einarbeiten.

Hier ist der neue Entwurf:
Bild hier

Die Übertragungtechnik sollte so einfach wie möglich zu implementieren sein, sprich ich will mich mit den Header usw. der versendenten Pakete nicht großartig rumschlagen.

Am liebsten wäre mir ja da irgendwelche Fertigmodule die mir die Arbeit z.B. mit der Präambel,Funkprotokoll usw. abnehmen.

Wie z.b. das RN- Funkboard ( http://www.shop.robotikhardware.de/s...products_id=67 )
mit ( http://www.shop.robotikhardware.de/s...products_id=64 ) als Empfangsmodul.

Nun bräuchte ich aber noch 2 Sendemodule für die 2 verwendeten Sensoren, diese sollte preiswert sein und über eine Batterie oder ähnliches betrieben werden können.

Lässt sich das ohne 2 zusätzliche Mikrocontroller+ 2 Microkontrollerboards + z.b. 2 RN- Funkboards mit Sendemodulen lösen für die 2 Sensoren die im Raum plaziert werden ?

Hab da leider noch ein Verständnisproblem :-(

Oder welchen weg würdet Ihr mir auf grund von eurer Erfahrung empfehlen?

Bin dankbar für jeden Tip!

Viele Grüße

Ich habe hier die Xbee Module sind zwar etwas teuer, aber dafürbraucht man kein extra Protokoll schreiben. Außerdem können diese Module
au vernetzt werden, also Daten über mehrere Module zum mastermodul
weiterleiten (Reichweitenerhöhung). Reichelt hat die im Anbebot. Das xbee
PRO Modul kann etliche Km (was in D aber nicht erlaubt ist) da muss dann
die Sendeleistung begrenzt werden.

Gruß Richard

Vielen Dank, Richard!
ich werds mir gleich anschauen.

Eins vorweg, die XBee Module sind klasse,
vorallem die Vernetzungstechnologie finde ich beeindruckend.

Die ZIGBEE XBEE Maxstream XBee RF Modul 802.15.4 SERIES 2 Module würde ich nun gerne für meine 2 Sensoren und als Empfangsmodul verwenden.

Als Adapter werde ich wohl wegen des unschlagbaren Preises das
http://www.watterott.com/de/XBee-Adapter-kit-v11 Kit einsetzen.

Nochmals vielen Dank für deine schnelle Unterstützung Richard.

Ich bin noch beauftragt worden zu dem Projekt ein Zeitmanagmentplan zu erstellen.
Was schätzt ihr wie lange ich mit meinen Grundkenntnissen in
Mikrocontroller Programmierung und mit den hier im Beitrag beschriebenen
Komponenten ca. brauchen werde?

Mir wurde ein Zeitfenster von 4 Wochen ( Vollzeit ) für das ganze Projekt vorgegeben :-)

Ist doch sicherlich realisierbar oder was denkt ihr?

hallo,
ich bekomme meine srf05 sensoren die die testweise besitze,
nicht ausgelsen.....

könnt ihr euch das mal anschauen, eventuell findet ihr ja auf anhieb den fehler!
ich bin nämlich schon fehlerblind :-)

gruss

Code:

#include <t89c51ac2.h> // Header für Controller "AT89C51AC3" #include <stdio.h> // Standard-Eingabe-Ausgabe-Header // sfr P0 = 0x80; /* Port-0, address 80h */ // sfr P1 = 0x90; /* Port-1, address 90h */ // sfr P2 = 0xA0; /* Port-2, address 0A0h */ // sfr P3 = 0xB0; /* Port-3, address 0B0h */ /*--------------------------------------------------------------------------- Dieses Programm liest die Entfernug aus dem Ultraschall Sensor SRF05 aus, und gibt die Entferung in cm auf Port 2 in Form von aufleuchtenden LEDs aus. -----------------------------------------------------------------------------*/ /*--- Eingaenge und Ausgaenge deklarieren ---*/ sfr srfPort = 0x90; // Die Ports MÜSSEN mit der Hex-Adress angegeben werden (0x90 = Port 1) sfr ausgabe = 0xA0; // Die Ports MÜSSEN mit der Hex-Adress angegeben werden (0xA0 = Port 2) sbit trigger_pin = P1^4; sbit echo_pin = P1^3; /*--- Variablen und Konstanten Deklarieren ---*/ unsigned int i; /*--- Methoden und Prototypen ---*/ void main(void); // Hauptprogramm void srf_messung_ein(void); // Schaltet den Port 1 auf High void srf_messung_aus(void); // Schaltet den Port 1 auf Low und auf "einlesen" void delay_10ms(void); // Wartet bis ein Burst ausgesendet wurde void echo(void); /*--- Hauptprogramm ---*/ void main(void){ while(1){ ausgabe=0x1; //Port 2.1 zeigt den Betrieb an srf_messung_ein(); delay_10ms(); srf_messung_aus(); echo(); } } // main /*--- Zusatzfunktionen ---*/ void delay_10ms(void) { // Timer0 vorbereiten TMOD=0x01; // Timer 0 im 16 Bit-Betrieb (Mode1) Binär 000010000 TH0=0xF5; // Reload Wert ist 0xFFFF = 65535 TL0=0xFF; // Startwert = 55535 d.h. 10ms bis 65535 -> High-Bit des Zählers TF0=0; // Timer 0 Überlaufflag löschen TR0=1; // Timer 0 starten } void srf_messung_ein(void){ trigger_pin = 1; // trigger_pin auf HIGH } void srf_messung_aus(void){ trigger_pin = 0; // trigger_pin auf LOW echo_pin = 0xFF; // echo_pin "aufeinlesen" } /*------------------------------------------------------------------ Hier wird wohl der Fehler sein --------------------------------------------------------------------*/ void echo(void){ TMOD=0x10; // Timer1 im 16Bit Modus TH1=0xCF; // Startwert 8ACF = 35535 = 30ms bis 65535, wenn der Zähler bis zum HIGH- Bit TL1=0x8A; // zählt dann ist kein Objekt in Reichweite TF1=0; // Überlaufflag löschen TR1=1; // Timer1 starten while (echo_pin != 0 && TF1 !=1){ // Misst die Dauer des “eingelesenen” High- Impulses i = (unsigned int) (TL1/29); // schreibe gezählten Timerwert in "i" und gib es in cm aus if(i == 0 ){ ausgabe=0x03; } if(i > 20 ){ // Objekt weiter weg wie 20 cm? ausgabe=0x07; } if(i > 60 ){ // Objekt weiter weg wie 60 cm? ausgabe=0x0F; } } }