Sensoren für Zweibeiner gesucht !!!

[primaerleiter]

Hi,

nach meinem 6Beiner Projekt bin ich gerade am basteln eines Zweibeiners.
Dazu fehlen mir noch Neigungssensoren und Drucksensoren (eigentlich Kraftsensoren für die Füsse).
Ideal wäre es wenn die Teile Analogausgänge hätten, also kein PWM oder so.
Wenn jemand ein paar halbwegs zu finanzierende :) Ideen hat wäre ich sehr dankbar !!!

[Florian]

Hi!
Such mal bei Ebay nach dem ADXL 202 JE Beschleunigungssensor!
Ich habe mir da 2 Beschleunigungssensoren für einen Preis von 9.99€ pro Stück gekauft!
Ein echtes Schnäppchen!
Ich glaube das da auch gerade im Angebot sind!
Die haben einen analogen Ausgang, sind allerdings in SMD-Technik!
Für einen spitzen Lötkolben dürfte das aber kein Problem darstellen! *g*

[SWOOOP]

Ich hab mir mal Fußtaster für nen 6 Beinigen Rob selber gebaut. Haben ganz gut funktioniert. Bei mir waren die Beine schräg seitlich angebracht, so dass die Taster nicht senkrecht arbeiten mussten. Die Beine waren da selber die Taster. Ich hab nen Rohr aus Messing genommen (ca 5mm Außendurchmesser, 4mm Innendurchmesser und 15cm lang) und dann einen Federstahl-Draht (ca.1,5-2mm dick ca.17cm lang). Dann hab ich über das eine Ende des Stahldrahtes ein ca 2-3cm langes Kunststoffröhrchen geschoben, das genau auf den Draht und genau in das Messingrohr passt. Kunststoffröhrchen auf den Draht schieben und dann so festkleben, dass es fast ganz am einen Ende des Stahldrahtes klebt. Dann wird das Ganze in das Messingrohr geschoben und auch noch festgeklebt. Durch das Kunststoffröhrchen ist der Draht genau in der Mitte des Rohres fixiert und berührt dieses nicht. An dem anderen Ende ragt der Stahldraht nun ca1,5cm heraus. Wenn Du dieses Ende nun schräg belastest, dann kommt es an das Messingrohr und kann dadurch einen Kontakt schließen. Also nur noch einen Draht an das Messingrohr und einen an den Federstahldraht. Schon hast Du ein fertiges Bein mit Bodentaster, der dir anzeigt, wann das Bein abgesetzt ist. Ich hab mir an das Drahtende noch ein paar Holzkugeln drangesteckt, damit die Füße eine größere Auflagefläche haben. Hat zuverlässig funktioniert.
Versuche es mal zu skizzieren:

___###########################
___oooooo
=======================================O
___oooooo
___###########################

Die # sind das Messingrohr, die = der Federstahldraht und die o sind das Kunststoffrohr. Ach und das O könnte ein Kügelchen als Fuß sein. Die _ bitte wegdenken. Die mussten da hin, damit es richtig dargestellt wird. Leerzeichen ignoriert dieses Programm nämlich.
Alles verstanden ? Fein :-)

[Manf]

Ich habe einmal von industriellen Neigungssensoren gehört, die in einem IC Gehäuse das eingeschlossene Gas erärmen, das dann senkrecht nach oben steigt, und zwar genau senkrecht (klar).
Am Gehäuse kühlt das Gas gleichmäßig ab und geht zurück zur Wärmequelle. Oben, am flachen Gehäusedeckel sind thermische Sensoren, die bei waagerechter Lage alle geanuso stark erwärmt werden und bei Lageabweichung die Neigungsrichtung und -Stärke messen können.
Es könnte bei kleinem Aufbau mit thermischen Zeitkonstanten im 100ms-bereich funktionieren.
Es ist vielleicht noch kein Massenartikel aber simpel genug, um von einem erfahrenen Analogtechniker auch ohne Integration nachgebaut werden zu können. Manchmal, in längeren Sitzungen, könnte man darüber nachdenken welche sebstkompensierenden Effekte bei der Aufbautechnik - - - :roll: ...
Manfred

[jobee]

Hallo primaerleiter,

wie wäre es mit einfachen Quecksilberschaltern für die Neigung.
Falls du einen analogen Wert für mehr/weniger und vorn/hinten Neigung brauchst, nimm zwei Drucksensoren und eine Stahlkugel.
Ebenso für rechts/links Neigung ;)

Gruß
Jörg

das mit den Tastern ist bei mir ein bissl anders aufgebaut.
ich habe vor in jeden fuss vier "kraft"sensoren zu integrieren damit
ich über die verschiedenen ausgänge eine art gleichgewichtszustand
kontrollieren kann.

die neigungssensoren müssten einen arbeitsbereich von +-45° haben
bei einer genauigkeit von 8 bit ->weil ich eh nicht genauer mit meinen
i2c a/d convertern arbeite...

wenn die sachen analogtechnische verstärkerschaltungen brauchen oder
so dann ist das kein problem auf dem gebiet bin ich halbwegs fit... :lol:

[SWOOOP]

Oder nimm ein leichtgängiges Poti, sowas wie nen 10-Gang-Poti und dann bastel nen Pendel mit nem Gewicht dran. Mit ner entsprechenden Verstärkung könntest Du auch damit nen Analogsignal für die Neigung herausbekommen. Musst eventuell 2 Pendel aufbauen für beide Achsen.
Oder gleich nen umgedrehten analogen Joystick mit Gewicht dran. Wenn man da die Rückstellfedern abbaut bekommst Du auch recht einfach nen Signal für beide Raumrichtungen :-)))

[Joerg]

Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht allzu hoch sind, kann man auch mit den sogenannten Flex-Sensoren (mit Gewicht als Pendel) experimentieren. http://devices.sapp.org/component/flex/

Die Teile sind 113mm lang und 6,5mm breit und verändern ihren Widerstand von 10kOhm (gestreckt) bis über 30kOhm (gebogen - 90°). Allerdings wirken die nur in einer Richtung, für solch ein Pendel müsste man 2 Stück (Rücken an Rücken) nehmen.

Viele Grüße
Jörg

[Matrix]

Sieht gut aus, nur hijacker sollte mal wegen der Grafikdisplays schaun ob die in dem Stecker noch berücksichtigt werden können.

[Red Dragon]

genau das mit dem joystick hätte ich jetzt auch gesagt. einfach ein kleines pendel an ein poti. damit kannste doch bestimmt ein relativ genaues analoges signal erzeugen, welche nicht allzuviel platz in der herstellung bedarf

[MicroTex]

Hi Jörg,

du hast einen quecksilberschalter für die neigung erwähnt. ich suche auch einen Neigungssensoren, aber habe noch nie was von einem quecksilberschalter gehört. auch habe ich keine nützliche infos darüber auf dem netz gefunden.
was ist das genau und kennst du das funktionsprinzip?

gruss MicroTex

[Florian]

Hi MicroTex!
Quecksilber ist das einzige Metall, dass bei Zimmertemperatur flüssig ist.
Das Quecksilber ist in einem Röhrchen, z.B. Glasröhrchen.
An einer Seite sind zwei Metallkontakte. Wenn sich der Schalter dann neigt, wird der Schalter geschlossen.
Quecksilberschalter gibt es z.B. bei Conrad oder Reichelt.

Der einzige Nachteil ist, dass Quecksilber giftig ist, und man deshalb lieber quecksilberfreie Schalter nehmen sollte.

[Manf]

Ich habe mir die Diskussion hier noch einmal angeschaut und es sind ja viele Anregungen für Neigungssensoren dabei, der Fragesteller ("primaerleiter") hat sich erst mal nicht mehr gemeldet, aber für was werden die Neigungssensoren denn gebraucht?

Sind das Neigungssensoren, die dem Roboter helfen sollen das Gleichgewicht zu halten und die rechtzeitig erkennen sollen, ob er sich neigt? ... um gegenzusteuern damit er nicht umfällt?

Wie schnell muß ein Sensor dafür sein?
Welche der vorgeschlagenen Lösungen könnte dafür schnell genug sein?
Ich weiß es nicht.

[MicroTex]

der zweibeiner, den ich gerne bauen würde ist vorläufig erst eine idee und ich suche lösunge für mögliche probleme. ja, die sensoren sollten dem robo helfen, das gleichgewicht zu halten, müssten also in der lage sein frühzeitig kleine auslenkungen aus der gleichgewichtsposition zu erkennen.
aufgrund der zusätzlichen masse und der trägheit gefallen mir die vorschläge mit joystick und poti nicht besonders, aber dieses quecksilberdings werde ich mir sicher mal noch genauer anschauen.
wie schnell es sein muss, kann ich nicht genau sagen, da alles - wie gesagt - erst eine noch nicht allzu konkrete idee ist. dies hängt von der reaktionszeit under der kraft der reaktoren zusammen.

[farmerjo]

Da mußt du dann aber schon die Winkelbeschleunigung erfassen. Wenn du den Winkel mißt ist das Kind ja schon in den Brunnen gefallen. Ein Bekannter schreibt gerad über eine Regeltechnik Diplomarbeit die in der Lage sein soll durch Auswertung der Winkelbeschleunigung die Schüppe eines Baggers bei Fahrt in unebenen Gelände waagerecht zu halten und der ist da auch noch am suchen. Ist glaub ihc alles andere als Trivial die Aufgabenstellung.
Gruß Johann!

Hallo,

kann wieder nur vom Modellbau ausgehen. Die Hubschrauberleute verwenden hübsche kleine Kreisel, um Bewegungen um die Hochachse zu stabilisieren (mit Heckrotor). Ist auch eine Sache des „Gleichgewichts“.
Der Kreisel wird einfach zwischen Empfänger und Servo eingebaut und die Empfindlichkeit festgelegt. Alles weitere ist dann Sache des Kreisels. Die Steuersignale werden eingemischt.
Das Prinzip geht sicher auch bei einem Zweibeiner, der das Gleichgewicht um die Querachse halten soll.

Gruß Odlanir

[SWOOOP]

Kreisel find ich gut. Man könnte versuchen einen piezoelektrischen Kreisel verkippt zu montieren, damit er nicht Drehungen um die Hochachse, sondern um die Querachse aufnimmt. Dann braucht man aber zwei davon.

Was anderes: Quecksilberschalter sind zum einen recht ungenau und auch nicht sehr zuverlässig für solche wichtigen Schaltaufgaben. Hab zu Hause mehrere von big C und Reichelt rumliegen. Manchmal berührt die Quecksilberkugel bereits beide Kontaktenden und es gibt trotzdem noch keinen Kontakt. Erst wenn die Drähte weiter in das flüssige Metall eintauchen passiert dann langsam etwas. Wollte die mal für nen sechsbeinigen Rob einsetzen. Habs nach einigen Experimenten gelassen.

Mein Tipp: Saurer Apfel und dann nen Beschleunigungssensor kaufen.

[Matthias]

Die Modellbaukreisel sind aber nich grad billig. Piezoelektrische kreisel? Wo kann man die denn kaufen?

Matthias

[SWOOOP]

Fast alle Modellbaukreisel sin heute piezoelektrisch aufgebaut. Die älteren Kreisel haben tatsächlich noch eine rotierende Scheibe (Rad) drin, die neueren arbeiten mit Piezokristallen und sind robuster und brauchen nur einen Bruchteil des Stromes, den ein alter Kreisel braucht.
Schau mal im Modellbaukatalog nach Kreiseln. Die sind fast alle so aufgebaut.
http://image01.conrad.com/m/2000_2999/2300/2350/2351/235130_LB_00_FB.EPS.jpg
Dieser hier von Big C für 55 Euro auch.

Einen großen Nachteil haben aber alle Kreisel für Deine Zwecke ! Sie können Dir keinen Absolutwert ausgeben, wo oben und wo unten ist, bzw. wie weit der Rob gekippt ist. Kreisel sagen Dir wohin er kippt und wie doll er kippt. Aber er kann Dir nicht sagen, ob er 10 Grad oder 15 Grad verkippt ist.
Aus diesem Grund würde ich Dir unbedingt einen Beschleunigungssensor empfehlen. Wie diesen hier:
http://image01.conrad.com/m/1000_1999/1800/1880/1881/188100_BB_00_FB.EPS.jpg
BESCHL.-SENS. ADXL202JQC Artikel-Nr.: 188100 - 14

Gibts auch beim C und auch für 55 Euro. Gibts aber sicherlich auch günstiger oder direkt bei Analog Devices bestellen (falls möglich). Den gibts auch in unterschiedlichen Empfindlichkeitsklassen. In der Regel haben die auch gleich 2 Achsen integriert, so dass Du nur einen Chip brauchst und damit die Verkippungen in X und Y Richtung bekommst. Der Beschleunigungssensor gibt Dir an, wie schief der Rob auf einer waagerechten Unterlage steht. (Peilt den Erdmittelpunkt an).
Denke das wäre die beste Lösung !
CU

weitere sensoren gibts hier
http://www.pewatron.de/DE/default.htm
preise weiss ich leider keine.
zu den drucksensoren an den fusssohlen fällt mir spontan dieser Schaumstoff ein mit dem ics verpackt sind, das schwarze zeug, das vor elektromagnetischer entladung schützt. das ist leitend und ändert beim zusammenpressen seinen widerstand. mit ein wenig aufwand solltest du eine matrix basteln können, mit der du die druckverteilung unterm fuss relativ genau ermitteln kannst.
da kann ich dir den preis ziemlich genau nennen: umsonst O:)

[Matthias]

Also die ADX202 gabs vor kurtzem im 10er pack für 45€ und einzeln für 7€, waren aber in so MµcroWinzigAugenkrätzeKeramikgehäusen. Ja, ok, ich liebe es SMD zu löten, aber diese Fiecher hasse ich irgendwie.