Sensor zur präzisen Erfassung einer 3D-Bewegung

[Elias]

Hallo zusammen!

Ich bin auf der Suche nach Möglichkeiten sehr präzise kleinste Bewegungen in allen drei Dimensionen berührungslos mit möglichst kompakten Hilfsmitteln zu erfassen. Ich möchte mir damit einen Mausersatz bauen (lassen), der berührungslos die Bewegung eines Fingers in einem Raum von ungefähr 3cm x 3cm x 3cm mit einer Sensitivität deutlich kleiner als 1mm erfassen kann. Ich brauche das, da ich aufgrund meiner Behinderung bei herkömmlichen Geräten selbst kleinste Kräfte (Tasten) nicht mehr dauerhaft aufbringen kann und sowas auf dem Markt nicht aufzutreiben ist. Ich mich bereits unter anderem auf dieser Seite umgeschaut. Momentan denke ich an den Einsatz von z.B. Hallsensoren. Da ich allerdings aus der Software-Ecke komme und mich auch erst noch in die Basics der Elektronik einarbeiten muß, würde ich mich über jeden Beitrag, der mir bei der Auswahl eines passenden Sensors (oder auch sonst) behilflich ist, sehr freuen.

Sollte es hier sogar zufällig jemanden geben, der sich mit nicht ausschließlich kommerziellen Interessen für dieses Projekt begeistern kann, könnte man ja auch ausloten, ob sich eine Basis für eine Zusammenarbeit finden lässt. Insbesondere die Hardware-Seite stellt mich noch vor Probleme.

Vielen Dank für Eure Antworten!
Viele Grüße
Elias

[michiE]

hm , vielleicht wären piezo-kreisel ein ansatzpunkt. die dinger , die auch im modellbau verwendet werden , um einen modellhubschrauber um 3 achsen zu stabilisieren. damit kann man beschleunigungen , aber nicht die absolute position messen ...
ich werf das hier einfach mal so in die runde , vll fällt jemand etwas ein , um diese idee weiter zu verfolgen , ich werd mcih auch mal zusammen mit meinen freunden zusammensetzen ...

man könnte das pwm-signal des kreisels mit einem controler auswerten , unddamit die maus steuern , aber ob die präzision stimmt müsste ich zuerst mal an einem ausprobieren , den ich hier hab ...
die frage ist auch , wie schweer die kunstruktion werden darf. eine andere idee (die mir persöhnlich echt gut gefällt) wäre eine beobachtung der augen . du schaust nach rechts und der mauszeiger bewegt sich dahin , wo du gerade hinschaust...

mfg
Michi

[Manf]

Das entspricht in Anwendung und Anforderung gerade dem Prinip von HALIOS.
Manfred

Evaluation Board
http://www.mechaless.com/html/images...V_%2004021.pdf

HALIOS
http://www.mechaless.com/html/halios.htm

HALIOS® (High Ambient Light Independent Optical System) erfüllt Optiksensorträume

Die herausragende Innovation dieses optischen Messprinzips ist die Erfassung von Bewegungen über Lichtreflexion in allen drei Dimensionen, wobei Fremdlichteinwirkung beziehungsweise direkte Sonneneinstrahlung keine Auswirkung haben.

Weiterhin ist das HALIOS®-System selbstabgleichend und kompensiert Alterungs- und Temperatureffekte.

HALIOS®-Systeme eröffnen als optisches Messprinzip aufgrund der absoluten Unempfindlichkeit auch gegenüber starken Umgebungslichtquellen völlig neue Anwendungsgebiete im Bereich der Sensorik und Eingabesysteme.

HALIOS® ermöglicht komplexe und störsichere Bedienelemente mit bis zu dreidimensionaler Erfassung einer Bewegung bei kleinster Baugröße.

[Elias]

@Michi:
Das Problem ist, daß ich meinen Finger nur in geringem Maße bewegen kann und das selbst Kräfte von wenigen Gramm schon zu viel sind. Deswegen ist eine berührungslose Methode absolut erstrebenswert. Ist das was Du Dir da vorstellst, berührungslos? - Zugegebenermaßen habe ich es noch nicht wirklich verstanden...
Ein EyeTracking-System habe ich auch schon in Erwägung gezogen. Auf den ersten Blick (<- ) eine gute Idee, ich habe auch schon einige ausprobiert. Problem hierbei ist, daß diese Geräte leider immer noch sehr störanfällig sind, es viel schwieriger ist, als man zunächst annehmen mag auf einen bestimmten Punkt zu schauen (Das Auge scannt permanent) und daß diese Geräte bislang extrem schwer (10 Minuten Aufbauzeit, etc.) und nicht zuletzt ab 30.000€ losgehen... Kann ich mir einfach nicht leisten . Für das was sie bislang bieten sind sie auch zu teuer. Wenn ich mal in ein paar Jahren meine Bewegungsfähigkeit komplett eingebüßt habe, hoffe ich, daß die Entwicklung deutlich fortgeschritten ist.
Auf jeden Fall aber vielen Dank, daß Du Dir noch gedanken machen willst .

@Manfred:
Vielen Dank für den Tip. Sieht interessant aus. Muß allerdings schauen, wie ob die Geräte nicht doch zu groß sind, um sich geeignet vor dem Finger positionieren zu lassen. Werde mich mal morgen mit dem Hersteller in Verbindung setzen.

[Manf]

Nach den Darstellungen hier sollte es gerade für diesen Zweck gehen.
Es wäre sicher interessant von der Reaktion von Mechaless zu hören wenn es Dir nicht viel Mühe macht.
Manfred

Bild hier  
Bild hier  

[Elias]

Telefonisch konnte ich von der Mitarbeiterin leider nicht nicht mehr erfahren als aus den Broschüren des Internetauftritts schon ersichtlich ist. Ich habe mich allerdings jetzt dazu durchgerungen, einfach mal ein solches Gerät zu bestellen. Allerdings bisland noch ohne Entwicklungskit. Ich möchte erstmal testen, ob die Sensorik sensibel genug ist, bevor ich mit dem Anpassen anfange. Wenn Interesse besteht, werde ich weiterberichten.

Elias

[Manf]

Ich bin mir sicher dass Interesse besteht.

Die Idee für das Prinzip ist einleuchtend und die Realisierung erscheint einfach. Gleichzeitig kümmert sich die Firma darum, das Prinzip systemfähig verfügbar zu machen.

Ich glaube auch, dass das Prinzip mit den vorgestellten Varianten bei weitem noch nicht ausgeschöpft ist. Von darher ist es sicher eine gute Anregung, vom Einsatz des Sensor-Systems zu hören.

Gleichzeitig kann ich mir vorstellen, dass bei der weiteren Umsetzung ein Erfahrungsaustausch für alle Seiten von Interesse sein wird.
Manfred

[squelver]

Mir fällt spontan die Möglichkeit ein, einen CCD-Chip aus z.B. ner Überwachungscam zu verwenden.
Horizontale Postionierung, darüber ne Plexi- oder Glasscheibe, vielicht entsprechnde Linse, seitliche Infrarot- oder Weisslichtbestrahlung.
Dann kannst du das Bild auswerten, was sich zeigt, wenn du mit dem Finger über der Scheibe bzw. dem Sensor bist \/

Wäre das was?

[Andree-HB]

...darf ich mal fragen, wie Du derzeit mit Deiner Umwelt in Kontakt trittst, bzw. hier schreibst - vielleicht per Spracheingabe /-Computer oder so ?

[Elias]

@Manfred:
Habe dann gerade doch noch genauere Infos erhalten können. Entgegen der Produktbeschreibung soll dieses Evaluation Board für den täglichen Mauseinsatz zu ungenau sein... Man will mir jetzt ein Angebot für eine Maus machen, die - wen wundert's - erheblich teurer ausfallen würde. Ich versuche jetzt gerade, Ihnen auf den Zahn zu fühlen, inwiefern dies hardwarebedingt ist, oder ob das nur ein Rumgebastel an der Software werdern würde (glaub ich, kann ich selbst billiger und besser). ... to be continued ...

@Copious:
Auch sowas hatte ich schon in Erwägung gezogen. Nur stellt sich die Frage, wie exakt man so etwas hinbekommt.
Ich habe ja nur höchstens zwei bis drei Zentimeter Bewegungsspielraum; man bräuchte also eine sehr hohe Auflösung. Auch die Bewegung vor und zum Sensor für die dritte Bewegungsrichung, also in Richtung der Fingerachse, exakt auszuwerten ist sicherlich eine Herausforderung. Ich kann nicht einschätzen, ob die Leistungsfähigkeit eines Mikrocontrollers hierfür ausreicht und für mehr reichen meine elektrontechnischen Kenntnis nicht aus.

@Andree-HB:
Kein Problem. Ich bin ja Student und habe deswegen tagsüber auch immer einen Zivi an meiner Seite (der auch momentan diesen Text schreibt . Spracheingabe funktioniert leider nicht, da selbst der gemeine Mensch sich anstrengen muß, um mich zu verstehen. Ich verwende derzeit einen Trackball mit virtueller Tastatur etc. , wenn ich selbst am PC bin. Allerdings fällt es mir mittlerweile so schwer, daß ich selbst mit allen möglichen Tuningmaßnahmen nur noch sehr eingeschränkt über kürzere Zeiten am Rechner sitzen kann.
Ich hab mal versucht, bei Reichelt&Co. nach sensiblen Tastern Ausschau zu halten. Aber selbst die leichtgängigsten (Druck < 10g) sind im Dauereinsatz zu schwergängig.

@all:
Btw vielen Dank für Eurer Engagement .

Grüße
Elias