Maussensor: Rote Led mit Laser ersetzen

[PRobot]

Hallo!
Ich habe einen Maussensor PAN3101 mit der mit eingebauten Rotlocht-Led aus einer Maus ausgebaut. Da der Sensor auf glatten boden aber zu ungenau misst, meine Frage:
Kann man die rote Led irgendwie mit einem Laser ersetzen? Wenn ja, wie?
Der Aufbau ist momentan wie im Bild (Die Bezeichnungen stimmen natürlich nicht, nur ein Schema !!!)

[dremler]

was soll der laser bringen?

[PRobot]

Guckst du:
http://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Maus#Belichtungseinheit:_LED_oder_Laser
Verbesserung bei glatten Böden und roten Untergründen

Habe auch noch gefunden:
Infrarot geht anscheinend auch gut:
http://archiv.chip.de/artikel/Schnurlose-Maus-Logitech-MX1000-Laser_archiv_17107859.html

[dremler]

ah...danke:) *15zeichenschreib*

[Felix G]

Also soweit ich weiß ist eine Lasermaus doch ein kleines bischen mehr als eine normale optische Maus bei der man die LED durch einen Laser ersetzt hat...

wenn ich mich nicht irre haben die auch eine etwas veränderte Optik

[Besserwessi]

Einen prinzipiellen Vorteil haben Laser zur beleuchtung nicht, eher sogar einen prinzipiellen Nachteil (Speckel Muster). Die Laserdioden haben allerdings meistens einen besseren Wirkungsgrad und lassen sich besser bündeln. Dadurch kriegt man mehr Helligkeit hin und kann deshalb auch auf schlechterem Hintergrund noch klarkommen.
Direkt austauschen geht aber nicht, denn die Laserdioden haben eine andere Strahlform (eine Richtung ca. +.45 Grad, andere ca. +-3 Grad). Entsprechend braucht man eine andere Optik. Eher könnte man nach besseren LEDs suchen. Dabei eher bei langen Wellenlängen ( >640 nm) suchen, eventuell halt sogar 880 nm. Die 880 nm sieht das Auge zwar nicht mehr, aber für CCDs ist das fast optimal.

[PRobot]

Danke für eure Antworten.
Also bei Conrad.de habe ich diverse LEDs gefunden (in Suchfeld "IR Led").
Nur weiß ich jetzt nicht genau, welche nehmen:
großer/kleiner Abstrahlwinkel ?, Wellenlänge auch höher als 880nm?, Ist höhere Leistung (Watt) besser?

Ich habe hier mal eine kleine Tabelle mit den Gefundenen Leds und den Wichtigsten Daten:
(Da die Tabelle hier nicht richtig angezeigt wird, nochmals als .txt im Anhang)
Artikel NR | Winkel [°] | Wellenlänge [nm] | Leistung [mW] | Ausführung | Preis [€]
185809 - 62 | 17 | 875 | 260 (?) | Klar | 1,84
154380 - 62 | 50 | 940 | 70 | Transparent | 0,35
154447 - 62 | 50 | 940 | 30 | Klar | 0,39
154420 - 62 | 50 | 880 | 11 | Klar | 0,58
154473 - 62 | 30 | 880 | 30 | Klar | 0,69
154460 - 62 | 30 | 880 | 30 | Transparent | 0,69
154394 - 62 | 50 | 940 | 15 | Klar | 0,35
154434 - 62 | 30 | 940 | 30 | Transparent | 0,39
154406 - 62 | 50 | 880 | 7 | Transparent | 0,58
175321 - 62 | 24 | 940 | 150 (?) | Transparent (?)| 1,12
175322 - 62 | 20 | 870 | 150 (?) | Transparent (?)| 1,02

[Besserwessi]

Mehr Keistung solle man schon habe. Als Leistung ist da wohl die Leistung pro Raumwinkel angegeben. Der Winkel und auch die Bauform solle in etwa der original LED entsprechen. Man sollte wohl auch bei 880 nm bleiben mit 950 nm könnte man eventuell auch probieren, immerhin sind die Preise ja recht erschwinglich im vergleich zu einem Laser.

[PRobot]

Hi!
Ich habe jetzt endlich mal Zeit, bei meinem Roboter weiterzuarbeiten. :D
Um die IR-Leds zu testen, habe ich 3 verschiedene von Conrad gekauft:
Artikel NR | Winkel [°] | Wellenlänge [nm] | Leistung [mW] | Ausführung | Preis [€]
185809 - 62 | 17 | 875 | 260 (?) | Klar | 1,84
154460 - 62 | 30 | 880 | 30 | Transparent | 0,69
175321 - 62 | 24 | 940 | 150 (?) | Transparent (?)| 1,12

Ich habe mit jedem LED 4 Messungen mit einer Streckenlänge von 1m jeweils auf einem weißen Blatt und auf einem Plastik-Boden durchgeführt.

Die Messungen ergaben, dass die Standard-LED, welche bereits verwendet wurde, die beste ist. Die verwendung von IR-Leds brachte keine Vverbesserung (Schade :-k ). Die Messerbebnisse sind im Angang

Schöne Grüße
PRobot

[Besserwessi]

Die LEDs in den Mäusen sind schon welche mit sehr hoher Intensität. Die Entwickler werden da schon etwas nachgedacht haben. IR dioden werden die eventuell nicht in betracht ziehen, das würde die Nutzer eventuell doch verunsichern wenn die optische Maus nicht leuchtet.

Bei den IR LEDs darf man meistens bis 100 mA Strom nutzen, das kann noch etwas mehr Leistung bringen. Schade da es keine Verbessung gegeben hat.

[oberallgeier]

... Die Messungen ergaben, dass die Standard-LED, welche bereits verwendet wurde, die beste ist ...Wundert mich nicht wirklich. Die optische Maus tastet nicht nur optisch ab, sie hat auch eine Optik. Das ist ein physikalisches Ding, das irgendwie mit Beugung zu tun hat - und die wieder hat mit Wellenlängen zu tun. Fazit: geänderte Wellenlänge, geänderte Beugung, geändertes (meist schlechteres) Verständnis. Ähnlich wie zwei Menschen, die nicht auf gleicher Wellenlänge sind.

[PRobot]

Dann werde ich jetzt zuerst mit dem Entfernungssensor messen, ob der Maussensor auf dem aktuellen Untergrund funktioniert. Wenn nicht, dann muss ich mit Zeitmessung navigieren. Ist dann zwar ungenauer, aber es wird gehen.

Danke

[rbarthau]

ich denke, dass man die led durch eine ld ersetzten können müsste, wenn
die gleiche wellenlänge verwendet wird. ob das zu irgendwelchen
verbesserungen führt kann ich mir nicht vorstellen, da die elektronik
und optikkomponenten ja aufeinander abgestimmt sind.

vom prinzip her benutzt eine lasermaus ja auch nur einen kleinen
cmos sensor mit zb 22*22 Pixel der den untergrund in regelmäßigen
abständen aufnimmt und daraus die bewegung misst.
ein laser wird deshalb verwendet, weil dadurch auch oberflächen, die
für eine ledmaus zu glatt sind verwendet werden können.
der laser strahlt dabei kohärentes licht aus. bei der reflektion an kleinen
unebenheiten (größer als die wellenlänge) an der oberfläche entstehen
konstruktive und destruktive interferenzen -> das speckle-muster entsteht,
das sich bei bewegung verändert und ausgewertet werden kann.
das speckle-muster ist also kein nachteil einer lasermaus, sondern darauf
basiert die ganze methode :) auf einer optisch glatten oberfläche entstehen
keine interferenzen und somit funktioniert auch die lasermaus nicht

[PRobot]

Dass eine Maus auf z.B. Glas nicht gut funktionieren kann, war mir bereits klar, ich dachte mir, dass der Plastik-Boden immerhin eine sichtbare Struktur aufweist und es somit vielleicht mit einer besseren Led möglich wäre, die Struktur zu erkennen. Denn es könnte ja sein, dass die Maushersteller an allem gespart haben und deshalb eine "schlechte" LED verwendet haben. Die Maus hat immerhin nur 8€ gekostet. Ich wollte aber auch nicht z.B. 50€ für eine Maus ausgeben, damit ich nachher diese zerlegen kann und ich es dann nicht mal schaffe, die Position mit dem RN-Control-Board aus dem Maus-Controller auszulesen.

Aber trotzdem Danke

[mare_crisium]

PRobot,

inzwischen habe ich meinen ADNS2610 soweit dressiert, dass ich
1. Bewegungen mit einer Auflösung von ca. 1 Tick/mm aus einer Höhe von ca. 25 cm über Grund messen, und
2. das Mausbild auslesen kann.
Meiner Meinung nach lohnt es sich auf alle Fälle, experimentell nachzuprüfen, ob die Wegmessung auf Deinem Boden mit dieser Methode nicht doch funktioniert.
Wenn Du noch Interesse an dem Thema hast, meld' Dich einfach :-) .

mare_crisium

[PRobot]

Hallo mare_crisium
freue mich, dass du eine Lösung gefunden hast!!
Also die Entwicklung des Roboters ist noch nicht abgeschlossen, deshalb ist das Thema noch immer aktuell. :)
Wie hast du das Messen geschafft? Welche Optik verwendest du?

[mare_crisium]

PRobot,

im angehängten pdf habe ich beschrieben, wie ich meinem Maussensoren Brillen verpasse :-) . Das geht eigentlich sehr einfach und stellt keine besonderen Ansprüche an Präzision. Die angehängten Photos sind dort ebenfalls erklärt.

Wie steuerst Du Deinen Maussensor an? Ich habe den Agilent-Bus per Software nachgebildet, würde aber viel lieber die eingebaute SPI-Hardware benutzen.

Ciao,

mare_crisium

Edit: Text in der pdf-Datei vervollständigt, neues Bild hochgeladen

Edit: Anhänge gelöscht, wg. Upload-Quota

[PRobot]

Danke für die Dateien.
Ich habe einen PAN3101.
Zum Auslesen verwende ich seriell über SDIO.
Die Code-Beschreibung findest du hier: https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Maussensor#seriell_.C3.BCber_SDIO_2

Da mein Maussensor aber nur einen Abstand von ca. 4mm vom Boden hat, wird diese Methode bei mir wahrscheinlich nicht funktionieren.
Noch dazu weiß ich nicht wie und ob man überhaupt das Bild des PAN3101 auslesen kann (Leider!!!).

Aber trotzdem Danke. Vielleich schaffe ich es, meine Messungen irgendwie zu verbessern.

[mare_crisium]

PRobot,

schade, dass Dir das Beispiel nicht weiterhilft :-( . Das mit dem Bild-Auslesen ist nur ein Hilfsmittel, um die Bildschärfe und die Reproduzierbarkeit der Wegstreckenmessung zu prüfen - ist also mehr 'nice to have' als für die Wegmessung zwingend notwendig.

Wodurch wird bei Dir die Gegenstandsweite auf 4mm festgelegt?

mare_crisium

[PRobot]

Also ich habe eine komplette Maus mit dem PAN3101 gekauft und dort die Platine etwas umgelötet, um den AVR anzuschließen. Durch die Dicke des Plasticks und der Linse komme ich auf ca. 4mm.

[mare_crisium]

PRobot,

schade, dann ist wohl nichts zu machen. Mein Posting vom 12.01. habe ich noch einmal überarbeitet: Der Text ist noch etwas ausführlicher und ein Photo habe ich ausgetauscht: Der Maussensor betrachtet jetzt seinen eigenen Mauspfeil auf dem LCD-Schirm :-) . Wenn ich den Zeiger bewege, dann liefert der Sensor die x- und y-Bewegungen.

Ciao,

mare_crisium