Lageänderungssensor

[vajk]

Hallo,
ich möchte einen kleinen Sensor bauen, der mit meldet, wann er bewegt/in seiner lage verändert wurde. Absolutwerte interessieren mich dabei nicht.

Meine Idee wäre ein Würfel mit einem Magneten drin und all allen 6 Seiten ein Reed-Kontakt ... das Ganze in einer Kugel ... ob das wohl so geht ...

Ginge das auch mit einem Magnetfeldsensor - ohne viel Aufwand ....

Das Ganze sollte via Batterie betrieben werden, sprich ich will immer wieder nur Periodisch mal nachsehen, ob sich was geändert hat ...
Was eigent sich dafür .. mega8?

Statt den Reeds wären auch Quecksilberschalter möglich, aber die sind "Out" :-)

LG
Vajk

[Manf]

Ein Mikroschalter mit Hebel und Gewicht pro Raum-Dimension und eine geeignete Verknüpfung der Schaltersignale.
Ginge das auch ?
Manfred

[vajk]

Hmmm ... gehen wahrscheinlich auch ...
allerdings liegt mir die mechanische Ausführung nicht so.
Ich dachte daran, mir die Würfelkammer aus Platinenmaterial zu machen, so daß es ein kleiner handlicher Sensor wird, an dem die Reedkontakte gleich befestigt werden können ...

Alternativ hab ich mir mal das Kompaßmodul KMZ51 angesehen, vorausgesetzt 1 Chip würde hierfür ausreichen ... ???

LG
Vajk

[dennisstrehl]

Mit'm Kompassmodul fehlt eine Drehachse, nämlich die die längs zu den Feldlinien liegt. Sprich, die Drehung um diese Achse ist mit'm Kompass nicht feststellbar.

MfG

[Morpheus2001]

sowas: http://de.wikipedia.org/wiki/Gyroskop nachbauen :)

mit je einem drehsensor pro achse und du solltest wissen wie das ding liegt...

gibts aber sicher auch in klein zu kaufen

[vajk]

Danke für den Gyro-Tipp .. so würde es allerdings zu teuer!
Ich brauche keine Absolutwerte, ich brauche nur die Änderung!

[Suggarman]

...immer wieder gerne genommen: Beschleunigungssensoren von Analog Devices ADXL 202 u.ä.

mfg

Stefan

[dennisstrehl]

Also, erstmal müsste unser Threadersteller mal sagen, wo das überhaupt eingesetzt werden soll. Ein Lageänderungssensor muss je nach Anwendungsort (Flugzeug, Auto, Stationäre Maschine?) völlig unterschiedlich aufgebaut sein.

MfG

[vajk]

Danke für die Tipps erstmal.
Nun der Sensor mit Auswerte-uC soll einfach-nur-so-rumliegen und sich merken, wann er angeschuppst wurde ... Gehäuse-für-alles-inkl-LCD wahrscheinlich ein Ball, Vollgummi oder Plexi oder ähnliches. Und das ganze so billig wie möglich, aber gut stabil.

[dennisstrehl]

Eine Möglichkeit wäre dann, Drehratensensoren (Gyrometer, kurz Gyros) zu verwenden. Die Ausgangsspannung ist linear zur Drehrate, z.b. 0V -> -30°/s, 2,5V -> 0°/s, 5V -> +30°/s. Dann müssen die Werte allerdings dauernd abgefragt werden.

Eine zweite Möglichkeit wäre, mit Beschleunigungssensoren, die nach Möglichkeit so nah wie möglich in der Mitte das Balls sind, die Lage des Balls festzustellen. (Man misst dann die Erdbeschleunigung in 3 Achsen und bildet daraus nen Richtungsvektor.) Am besten nimmt man dafür nen 3-Achs Sensor, den man in die Mitte platziert. Mit mehreren Sensoren, die dann teilweise nicht mehr in dem Mitte sind, wird's kompliziert, da man dann entweder die Drehbeschleunigungen mitmisst oder das irgendwie kompensieren muss.

MfG

[vajk]

Danke.

Gyro .. hmmm .. das kling nach teuer ... dauernd abfragen nicht nach möglichem Stromsparmodus ...

Gibt es den 3-Achs-Sensor in einem IC ... hab bisher ein nur 2-D-Module gesehen .. und bei diesem KMZ51 noch nicht ganz verstanden, wie das funktionieren soll ...

Würde nicht nur ein Sensor ausreichen, wenn dessen Lage verändert wird, dürfte sich doch immer der Ausgangswert ändern, oder irre ich mich ?

Mir geht es wirklich nur um ein Erkennen, daß das Teil in Bewegung war, Absolutwerte total egal, hauptsache Änderung der Lage feststellbar. Sprich wenn es im Stillstand ist, dürfen die Meßwerte nicht so differieren als wenn es eine andere Lage eingenommen hat ...

[dennisstrehl]

Hmm, ich glaube 2-Achs würde sogar auch reichen, da die Gesamtbeschleunigung immer gleich bleibt.

"Würde nicht nur ein Sensor ausreichen, [...] ? "

Wenn man dann einen 1-achsigen Beschleunigungssensor hat, der in dem Moment z.B. die Beschleunigung in der Hochachse misst, und man dreht den Ball genau um die Hochachse, dann ändert sich der Wert nicht.
2-achsig geht wie gesagt, denn zwei Achsen müssen sich immer mindestens ändern, damit der Gesamtwert (der Gesamtwert ist die Erdbeschleunigung) konstant bleibt.

Zum KMZ51: Das ist ein Magnetfeldsensor für eine Achse. Mit dreien davon könnte man theoretisch feststellen, in welcher Richtung, bezogen auf ein festgelegtes Koordinatensystem in dem Gerät, die magentischen Feldlinien verlaufen. Aus der Richtung der Feldlinien kann aber nicht festgestellt werden, ob sich der Ball bewegt, denn wenn er sich um die Feldlinien dreht, dann bleibt die Richtung der Feldlinien für ihn gleich. (Kann man sich imho am besten mit einem Flugzeug vorstellen, dass in Ost-West Richtung einen Looping fliegt. Angenommen die Feldlinien sind waagrecht, kommen sie immer genau von rechts.)

MfG

[jeybo]

Paßt zwar nur bedingt hier rein aber:

Gibt es denn drei-Achssensoren die Winkel und Beschleunigung ausgeben? Und wenn ja, hat jemand schon mal Erfahrung damit gemacht?

[dennisstrehl]

3-achsige Beschleunigungssensoren gibt es. (ADXL330)
Aber soweit ich weiß gibt es weder 3-Achs Gyros noch Gyro und Beschleunigungssensor in einem.

MfG

[the_Ghost666]

also wenn du das nur qualitativ brauchst, würd ich folgendes vorschlagen: du nimmst dir 6 Platinenquadrate und lötest an jedem eine Litze an. Dann verklebst du die mit silikon oder so elektrisch isoliert voneinander. rein kommt noch eine metallkugel. jetzt kannst du das ding zu machen. jetzt kann die kugel entweder eine, zwei oder drei seiten berühren und damit den widerstand zwischen den anschlüssen verringern. Das kannst du zb mit nem kleinen µC auslesen und dann abspeichern, regelmäßig wird dann gemessen ob sich der widerstand geändert hat, oder andere anschlüsse nun besser leiten, ich denke da an ne ansteuerung wie bei einer matrix tastatur, immer saft auf einen ausgang geben, den rest einlesen. dann den nächsten. und wenn das gemacht ist, dann regelmäßig vergleichen, vielleicht bei ner änderung ne led an oder ne zeitmarke speichern.

[barbar]

... du nimmst dir 6 Platinenquadrate und lötest an jedem eine Litze an. Dann verklebst du die mit silikon oder so elektrisch isoliert voneinander. rein kommt noch eine metallkugel. jetzt kannst du das ding zu machen. jetzt kann die kugel entweder eine, zwei oder drei seiten berühren und damit den widerstand zwischen den anschlüssen verringern ...

Genau so!

Natürlich gehts auch etwas komplizierter, dafür genauer, mit Platinendreiecken:

edit: in diesem Fall werden vorzugsweise 5 Seiten gleichzeitig berührt, was bei der Auswertung bedacht sein möchte

[vajk]

Hmmm - die Idee hat echt was :-) Allerdings müßte man es wohl versilbern .. oder so ...

[the_Ghost666]

silber läuft auch an, genauso wie alles andere, wenn dann vergolden, wenn jemand ein Galvanobad hat, dann kann man das sicher leicht machen, muss ja nur ne dünne Goldschicht drauf, aber ansonsten muss man sich mit ner groben Messung zufrieden geben. Wenn man ne Edelstahlkugel aus nem Kugellager nimmt und die Kupferplatten vielleicht verzinnt (chemisch, ohne Flussmittel) könnte es reichen, dass das ding einige Monate ohne Wartung läuft. Der Würfel ist natürlich am einfachsten gebaut, liefert aber für eine generelle Bewegungserkennung genug Daten, für Bewegungen um x und y Achse muss die Kugel nur die Rollreibung überwinden, bei Bewegungen entlang der X und Y Achse gibts noch das Trägheitsmoment der Kugel, das eine Kontaktierung auslösen könnte. Rotation entlang oder um die Z Achse sind damit schwerer aufzuspüren, aber die Kugel wird ins Rollen kommen , sobald man diese Bewegung zu schnell oder verkantet macht. Ansonsten eine einfache und doch recht robuste Lösung. Wollte für eine Requisite auch schonmal einen Bewegungsmelder basteln, ich dachte an McGyver, in einer Folge hat ein Stundent eine Bombe gebaut, weil er n kleinen hau weg hatte, und McG. musste die entschärfen. Der Bewegungsmelder bestand aus einem Uhrglas, das auf eine Glasplatte geklebt war. An den Seiten standen abisolierte Drähte rein und im Uhrglas befanden sich einige ml Queckssilber, die durch die Massenträgheit gegen die Kontaktdrähte schwappen würden. McG. hat das ding dann aber vereist und dann transportiert meine ich. Hoch lebe der CO2 Feuerlöscher. Ich hab schon überlegt ob man das Hg nicht durch einen Elektrolyten, zb ne konzentrierte Kochsalzlösung ersetzen könnte.

[vajk]

Ah, ja McG hatte was .. imemr gerne geguckt :-)
Hmm die Salzlösung hätten den Nachteil, so wie eben ella Flüssigkeiten, daß sie verdampft (o.k.o.k. tut Queck auch) .. jedenfalls in einer Schalte :-) ... das könnte also als Gewichtserkennungs-Bumm fungieren :-)

Hmm vergolden hätte was - das Teil sollte schon ein paar Jahre einwandfrei funktionieren ... die Pyramide sprich Tetraeder als Form könnte auch reichen ... grübel ...
Oder doch was mit mehreren Pendeln ...

[the_Ghost666]

Jaja, McGyver war der einzige, der mit einem Fahrrad und einem Feuerzeug eine Stahltür aufschweissen konnte, um nur mal eine Sache zu nennen. Hach, so schöne sachen, die man dann auch mal ausprobieren will. Leider meist alles zu böse

[vajk]

Hihi .. was bistn Du für'n Jahrgang :-) .... hab schon lange kein TV mehr, weiß nicht ob McG auch brav wiederholt wird .... lange her ...

[Manf]

Es wurden bisher schon Lagesensoren und Beschleunigungssensoren angesprochen. Die wurden als etwas aufwändig bezeichnet.
Mit Mikrofonen und Erschütterungssensoren könnte man auch etwas messen, einfacher, nur eben nicht bis zur Frequenz null.
Was davon würde denn am besten passen?
Manfred

[vajk]

Hmmm .. also das aktive Fesstellen, daß gerade eine Änderung stattfindet ist nicht gesucht. Es soll (meist im Nachhinmein) festgestellt werden, daß eine Änderung der Lage stattgefunden hat. Hintergrund Langzeitbeobachtung im Stromsparmodus.
Also eher Dein mechanischer Vorschlag oder Würfel oder "Mehrflächer" mit Kugel oder Magnet ... oder eben 3 Magnetfeldsensoren, weil wenn Sensor in einer Kugel, die Wahrscheinlichkeit hoch ist, daß einer der Drei eine Änderung verbuchen kann :-) ... was wohl dagegen spricht ist, daß alles inkl. Accu oder Bat in eine kleine Röhre muß .. denke der KMZ51 mag kein Metall ...

.. also doch was mechanisches ... sprich Dreiecke sägen ...

Hab mir Neodymium-Magnete geebayt und werd mal mit Reedkontakten spielen, wie das Abstands-Schalt-Verhalten so ist ... so ne Doppelpyrqamide macht sich ganz gut .. wären 8bit :-)

Oder noch eine Idee ?
LG
Vajk

[vajk]

Heute Nacht hatte ich eine weitere Idee,
würde nicht ein Magnetfeldsensor ausreichen, wenn man einen Magneten in eine kleine Kugel packen würde und dessen Magnetfeld periodisch messen würde, Würde diese Lageänderung des Magneten nicht meßbar sein ...
Gibt es Sensoren, die dafür geeignet wären ?
LG
Vajk

[the_Ghost666]

mhh vielleicht mit so nem Devantech Kompass Modul, das bestimmt ja die Feldlinien in 2 Richtungen. Eine Veränderung "nur" um die dritte Richtung ist unwahrscheinlich, deswegen sollte das reichen. Nur, diese Module sind auf ein mind. 10000x geringeres Magnetfeld ausgelegt. Kann gut sein, dass der Magnet die einfach zu sehr ablenkt, und damit einfach jede Messung völlig überstrahlt. Als wenn man versucht mit bloßem Auge Sonnenflecken zu sehen.

[vajk]

Hallo!
Danke für die Antwort.
Nach langem Datenblätter lesen und dem Überdenken der Antworten hier
werde ich wahrscheinlich zwei Sensoren wie folgt aufbauen:

Ein Laufrad für Meerschweinchen kennt ihr sicher, statt dem Nagetier nehme ich die vorgeschlagene Stahlkugel und die Laufstege aus Metall, Widerstände dran und A/D-Wandlung .. irgendwo wird die Kugel schon liegen ... das zweimal ... ist wohl kostengünstigst, nach "einschlumpfen" könnte mans auch vergießen.

Lieben Dank für all eure Vorschläge,
Vajk