Distanzmessung und Auswertung

[trialhome]

Hallo,

vorab um negative Kommentare zu vermeiden, ich bin neu hier und wenn die Thematik in eine andere Rubrik gehört, bitte ih den zuständigen Admin diese dahin zu verschieben.
Also ich bin Auszubildender zum Mechatroniker und ich wollte für meine Abschlussprüfung eine Füllstandsanzeige mit LED Visualisierung anfertigen. Die Anlage besitzt ein Magazin für Werkstücke. Ich habe lange überlegt wie man so etwas anfertigen kann. Mechanische Messmethoden über irgendwelche Microschalter kommen nicht in 'Frage. Das Magazin ist ein O Profil. Meine Überlegungen gingen dann dahin, dass es doch einen Sensor geben muss, den ich darüber montieren kann. Dieser Sensor muss folgende Bedingungen erfüllen. Er muss eine Distanz messen können, denn angenommen 3 Werkstücke liegen in dem Magazin, dann muss er meinetwegen eine Spannung von 2 V am Ausgang haben. Liegen aber nun 10 Werkstücke drin, ist die Distanz geringer und es liegen meinetwegen 6 V am Ausgang. Dann müsste ich dieses Ausgangssignal dazu verarbeiten,dass ich eine Reihe mit LEDs ansteuern kann die dann Anzeigen wieviele Werkstücke sich im Magazin befinden.

So das zur Problematik erstmal. Ich bin dann natürlich auf US Sensoren gestoßen, die erstmal ziemlich vielversprechend klangen. Die Sache ist jetzt diese, ich werd zum Mechatroniker ausgebildet, lern auch viel in der Freizeit über Elektronik, aber für solche komplizierte Schaltungen reicht das Wissen noch nicht aus. Ich suche eine infache Möglichkeit dies zu realisieren. Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen. Ich weiß dies ist nur im entferntesten Sinne ein Roboterthema,aber ich hab hier schon Ansätze gelesen zu dem was mir weiterhelfen könnte. Im übrigen will ich so ein US Sensor nicht selber bauen,da kann auch gern vorgefertigter aus rs oder conrad sein. es geht dann weiter u die Auswertung der Signale. Die Werkstücke sind im übrigen alle 1 cm dick. wie wertet man dann die analogen signale so aus, das bei der und der ausgangsspannung die und die led leuchten. so nach dem vergleicherprinzip vielleicht. wenn am ausgang 2 v anliegen muss led 1 und 2 leuchten, bei 2.2V muss dann led 1, 2 und 3 leuchten.
Ich hoff ihr erkennt meine Problematik und könnt mir irgendwie weiterhelfen.
Gruß eric

[SIGINT]

Hallo trialhome,
das hört sich nach einem schönen Projekt für eine Abschlussprüfung an. Die Anzeige der analogen Spannung sollte sehr einfach sein: Es gibt schon passende Bargraph ICs mit linearem oder logarithmischen Verlauf. Ich hab mir schon mal ein Spannungsanzeiger mit einem LM3914 gebastelt, der funktioniert echt prima. Zum Thema US-Sensor: Ich hab nur ein paar mal mit welchen gearbeitet und hab deshalb nicht viel Erfahrung damit. Aber du könntest Probleme bekommen, wenn die Werkstücke zu klein sind. Ultraschall kann nicht so gut wie Licht fokusiert werden und "leuchtet" eine relativ große Fläche aus. Genaue Infos zum abstrahlverhalten sollte im Datenblatt stehen. Darüber hinaus könnte die Genauigkeit für die 1cm Dicke der Werkstücke nicht ausreichen... du würdest also nur ungenaue Füllhöhen erreichen. Aber wahrscheinlich gibt es teuerere Sensoren, die die notwendige Genauigkeit liefern.

Gruß,
SIGINT

[Yossarian]

Hallo
Du hast zwar viel geschrieben, aber wenig Information gegeben.
Gewichtsmessung wäre bei entsprechenden Werkstücken eine Möglichkeit.
Normalerweise wird ein Magazin mit einer bestimmten Anzahl bestückt.
Zähle jedem Arbeitstakt mit und Du kannst rechtzeitig reagieren.
Zur Sicherheit z.B. eine Lichtschranke, die Dir das Signal gibt: Achtung es sind weniger als 5 Teile im Magazin.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

[trialhome]

Hey danke erstmal für die schnellen antworten.
für gewichtsmessung würd ich mich nicht entscheiden, da unter dem magazin schon ein sensor ist und die materialien der werkstücke unterschiedlich sind.die befüllung des magazins erfolgt per hand, also wird von oben oder eben wenn ein us sensor darüber kommen würde, oben seitlich geschehen. das heißt wiederrum, das nicht immer einzeln werkstücke eingelegt werden, sondern ebenauch mal 2 oder 3 gleichzeitig, also wäre hier eine lichtschranke oder allgemein ein näherungssensor unangebracht.denn dann würde der 2 durchgeführte werkstücke als eins werten.aber ich weiß wie du dir das vorstellst, aber das würde für die anlage eben nicht so zusagen,klar könnt ich unten am schieber die magazin ausgabe für einen zähler rücklaufen lassen, aber das problem der doppelten oder dreifachen werkstückeingabe würde weiterhin bestehen.ich brauch ein sicheres messverfahren wieviele darin liegen.ich weiß nicht ob so eine distanzmessung auch per infarot funktioniert. die materialoberflächen sind verschieden, von normalen automatenstahl über messing, kunststoff alles dabei.das magazin ist auch relativ eng, also streichholzschachtel groß, das problem SIGINT über die Streuung und verfälschung der messung hab ich mir auch schon überlegt.aber eine antwort hab ich dazu noch nicht gefunden. es ging aber eigentlich auch erstmal um die grundlagen, wie werte ich z.b. die ergebnisse die mir ein us sensor gibt aus.wie könnte so eine schaltung aussehn?lässt sich sowas mit einfachen transitorengrundschaltungen eventuell umsetzen? ein ausbilder meinte mal was von operationsverstärkern, da bin ich aber trotz nachlesesn noch nicht so durchgestiegen.auch noch eine frage:so ein us sensor gibt ja ein analog signal wie ich gelernt hab, wie würde dies z.b. aus für einen sensor. ich mein nicht wie ein analoges signal aussieht, sondern wie die spannung aussehen würde,wenn sich der abstand um 1 cm z.b. jeweils ändert. sind das dann micro volt, mV?v?

[johns]

hallo,

https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Sensorarten#Sharp_Infrarotsensoren
diese haben im vgl zu US einen sehr geringen öffnungswinkel.

lg

[Lunarman]

:-k jap, das ist ein relativ kompliziertes Thema... is tdas Magazin zur Seiet denn offen? Dann könnte man dann ja nen paar sehr viele Lichtschranken anbringen in jeweils 1 cm Entfernung, damit geht die LED-Anzeige dann auch ganz von alleine ^^das heißt also dass jede Lichtschranke im Grunde nur ein Werkstück sieht...

[trialhome]

also ja es ist eine v nut ausgefräst, allerdings nicht bis ganz unten sondern, hört ca 3 werkstücke hoch auf, und beim befüllen,kommt es auch oft mal vor das sich ein stück verkanntet und durch diese nut soll das dann eben behoben werden. das ist auch nicht so gut dort eventuell elektronik anzubringen.hat denn auf die anderen fragen niemand eine antwort?

[Manf]

Ich fürchte die Schnittstelle zu dem vorgegebenen System ist noch nicht so klar.
Es ist ein O Profil mit einer V Nut die bis zur Höhe von 3 Werkstücken herunter reicht. Die Werkstücke haben unterschiedliches Gewicht und sind aus unterschiedlichem Material, sie sind aber alle 1cm hoch.

Wie kann man nun einen Sensor ansetzen, der den Füllstand erkennt?

Ist denn ein Zugriff von oben überhaupt möglich oder ist man bei der Befüllung im Weg? Ist es besser quer durch die (doppelte ?) V-Nut zu messen?
Man könnte mit einer Lichtschranke messen die neben dem Magazin auf die Höhe des Füllstands gefahren wird, (abgesehen von den unteren Teilen die nicht im Bersich der Nut sind.)

Die Teile der Mess- und Ausgabevorrichtung die nicht durch den vorgegebenen Teil bestimmt sind gehen dann sicher einfacher.
Manfred

[trialhome]

hey danke manfred auch dir für die antwort, aber so wirklich hilft mir das noch nicht.ich hab jetzt weiter geforscht und bin auf 2 sachen gestoßen die mich näher interessieren.
-Ultraschall-Entfernungssensormodul SRF08 von http://roboter-teile.de/
das klingt ziemlich vielversprechend, aber wie arbeite ich denn mit dem modul? I²C?bussytem, da kann ich mir nicht vorstellen wie ich damit eine schaltung aufbaue. gibt es da keinen ausgang der einfach eine spannung ausgibt die analog ist?

und zweitens
-DISTANZ-SENSOR GP2D120 (Link (http://www1.conrad.de/conrad/layout2/detail.fh?fh_secondid=b2c185336&fh_view_size=10&action=search&fh_source_url=%2fconrad%2flayout2%2findex.fh%3ffh_ host%3dwww1.conrad.de%26fh_session%3d%2fscripts%2f wgate%2fzcop_b2c%2f~flN0YXRlPTE3MTk0NjEzNDA%3d&layout=layout2&~template=pcat_area_s_browse&p_searchstring_artnr=&fh_sort_by=&fh_host=www1.conrad.de&zhmmh_area_kz=&https_reload=on&fh_eds=%c3%9f&fh_session=%2fscripts%2fwgate%2fzcop_b2c%2f~flN0YX RlPTE3MTk0NjEzNDA%3d&p_page_to_display=DirektSearch&fh_location=&fh_search=distanz&fh_refview=search))
dieser misst im bereich von 4 cm - 80 oder so und gibt dann analog eine ausgangspannung. weiß da vielleicht jemand ob es dafür nicht schon eine auswertemodul oder einen ic dafür gibt?

[Lunarman]

Der Ultraschallsensor streut sehr stark, wenn da in der Schiene ne Schraube rasguckt wars das dann erkennt der immer nur die Schraube, aber Ultraschallsensoren gibts auch analog, ich meine es wäre der SRF05...
IR ist insofern nit so gut, da verschiedene Materialien bei euch eingesetzt werden und die verschiedenen Materialien auch verschieden reflektieren.

[fumir]

wie wärs mit: betrachte die röhre als orgelpfeife, erzeuge einen geeigneten luftstrom um die luft in der röhre zum schwingen zu bringen, messe die frequenz der dabei entstehenden luftschwingung. die frequenz läßt sich dann in eine füllhöhe umrechnen.

ich weiß nicht ob das in der praxis funktioniert. zumindest wäre es wohl mit einer gewissen lärmbelästigung verbunden. aber ich finde den grundgedanken witzig.