PiPaPo
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Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Mon May 13, 2013 2:39 pm

Hallo, ich suche momentan nach Lösungsansätze für folgendes Projekt:

Ich möchte an einem Fahrrad die Eintachtiefe der Federgabel und des Dämpfers messen und dann die Daten mit dem Pi weiterverarbeiten. (zur klarstellung: http://si6.mtb-news.de/fotos/data/14780 ... ES_6_0.jpg)
Bis jetzt hatte ich folgende Idee: mit einem MCP3008 möchte ich das Signal eines Infrarotentfernungsmessers (z.b. http://de.farnell.com/sharp/gp20a41sk0f ... dp/1618431) wandeln und dann weiterverarbeiten. Ist dies grundsätzlich Möglich (der Sensor hat DC min. 4.5V) oder nur durch umwege (welche?).

Oder ist das der vollkommen falsche Ansatz. Hatte mir auch überlegt, dass man soetwas wie ein Stangenpotenziometer bauen könnte das dann oben an der Gabelkrone befestigt ist.

Danke im voraus

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Hiswif
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Mon May 13, 2013 3:33 pm

Hmmm.

Grundsätzlich geht das. Wird dir aber keine genauen werte liefern. Ich würde es mit ner Fotodiode und ner schwarz/Weiß skala machen. In etwa wie hier: Asuro
Nur das du mit der Lichtschranke nicht die radial misst, sondern Linear. Einfach mal die anleitung laden und lesen.

Ungefähr so: (ganz grober aufbau)
federgabel.jpg
federgabel.jpg (12.61 KiB) Viewed 6377 times
Schwarz/weiß skala auf dem Kolben und lichtschranke am zylinder (auf die skala schauend) In der Zeichnung der pfeil.

Hoffe es wird in etwa klar was ich meine.

MFG

His
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PiPaPo
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Mon May 13, 2013 4:27 pm

Dieser Ansatz gefaellt mir gut. Wie fein koennte man die Messung denn damit machen (oder andera gefragt - wie schmal koennen die Striche sein). Des weiteren ist die Frage ob die Geschwindigkeit des Ein und Ausfedern ein Problem fuer die Diode darstellt. Bei vielen kleinen Schlaegen federt die Gabel viele male pro Sekunde.

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mline
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Mon May 13, 2013 4:39 pm

Für die schwarz/weiß methode brauchst du 2 sensoren nebeneinander. Sonst kannst du nur die Geschwindigkeit messen. Du brauchst aberauch die Richtung in der die Streifen den Sensor beeinflussen.
Ich würds so machen: ein schiebepoti (geht aber auch mit drehpoti), eine rückstellfeder, und ein seil (für längere federwege flaschenzug verwenden). Federt der Dämpfer ein zieht die Rückstellfeder das schiebepoti zurück und der wert ändert sich. Entlastest du den Dämpfer zieht das Seil das Schiebepoti wieder in die andere Richtung.
Mit drehpoti gehts genau so nur das das seil um eine rolle gewickelt werden muss (radialkraft) und die feder muss das drehpoti zurückdrehen
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thradtke
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 5:19 am

Nicht so genau, aber mechanisch einfacher aufzubauen: Zwei Beschleunigungsmesser jeweils an Kolben und Zylinder montieren und die Signale a1 u. a2. zweimal integrieren. Integrationsgrenzen wären dann die Vorzeichenwechsel von v1 u. v2.
Rocket Scientist.

tibi38
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 6:53 am

Hallo,
die Genauigkeit der schwarz/weiß-Messung kann runter bis auf 1/10mm gehen. Ist Abhängig vom Aufbau und Fertigungstoleranz. Besser als schwarz/weiß ist zum Beispiel silber/schwarz (reflektierend oder nicht) Du kannst aber auch die Tiefe direkt ablesen, wenn du binaere Streifen mit einer Scan-Zeile einliest. Dann hast du direkte Absolutwerte, damit bekommst du dann auch bei Verschmutzung zumindest in den sauberen Bereichen die richtigen Werte, während die reine s/w-Lösung bei Schmutz zu Fehlwerten auf Dauer führt. Wichtig ist bei s/w-Lösung auch die hohe taktrate der Ablesung.
Ich hoffe dir hiermit ein paar Anregung geben zu haben
Berichte mal über deine Lösung
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 11:44 am

Was meinst du denn mit binären Streifen? Einen Barcode? Mit was ist es denn möglich diesen einzulesen und ist es möglich eine hohe Messgenauigkeit zu erziehlen (im mm bis 0,5cm Bereich)? Absolute Werte wären mir natürlich um einiges lieber. Vorallem könnte man so das System einschalten wenn man bereits auf dem Fahrrad sitzt und müsste ihm nicht jedes mal "zeigen" wo 0cm ist. Des weiteren mache ich mir gedanken über das Anbringen solch eines Strichsystems (egal ob schwarzweiß, silber, oder barcode). Meine überlegung war eine sehr dünne Klebefolie die unter dem Schmutzabstreifer verschwindet aber tortzdem kein Öl austreten lässt.
Eine weitere überlegung war das Tachrohr selbst als Poti zu nutzen. Diese sind aus zwar aus Aluminium aber ich weiß nicht ob die Beschichtung leitend ist.
Denkt ihr das die Abstandsmessung mit IR-Sensor zu ungenau ist, da mir dies als die einfachste Lösung vorkommt.

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Hiswif
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 2:35 pm

huhu.

Die Frage der Genauigkeit ist immer auch ne Preisfrage. Umso genauer umso teurer ;)

Die Frage mit der Skala ist etwas was ich mir auch überlegt hatte. Die andere Frage ist ob deine Gabel komplett eintaucht, meine tut es nicht. Somit hätte ich am Kolben noch genug platz um die Skala ordentlich anzubringen ohne das sie im Kolben verschwindet. Zur Befestigung des Sensors hätte ich einfach den Zylinder mit einem Rohr verlängert. Dadurch würde auch die Skala nicht verschmutzen. Skizze folgt wenn ich heute Abend Zeit finde.
Schreibe grad noch an einem Tut um den Raspberry Pi vollständig daheim als Server (Active Directory Domain Controller, VPN, File, DLNA, Download client) mit Fernzugriff laufen zu lassen. Video dazu muss ich auch noch fertig bekommen ;)

Zum Levelshifter. Schau mal hier:

http://www.ebay.de/itm/251192544701?

Funktioniert bei mir super und mit selber bauen kommst du auch nicht billiger. Der Verkäufer hat auch einen recht guten Shop, wo man öfters mal was brauchbares günstig findet.

Deine Idee mit der Abstandsmessung verstehe ich noch nicht so ganz. Welchen Abstand willst du denn messen? Zum Boden?

MFG

His
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 5:07 pm

Ich hab mir das so wie auf dem Bild gezeigt vorgestellt. Einfach einen IR-Entfernungsmesser oben an die Gabelkrone und unten eine refkletierende Oberfläche befestigt. Damit hätte ich immer Absolutwerte und ich muss mir keine sorgen um eine Skala machen.
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nerve.jpg
nerve.jpg (29.37 KiB) Viewed 6235 times

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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 14, 2013 7:35 pm

Klingt nach einen Plan. allerdings würde ich es wo anders befestigen. Ich würde den Sensor in der Mitte der Gabel (wenn man von vorn schaut) und den Reflektor an dem Bügel über dem Reifen befestigen.

Weiterhin würde ich kein infrarot nehmen sondern eher Ultraschall. Die Sensoren sind etwas genauer. Wie genau du damit allerdings messen kannst, kann ich dir derzeit nicht sagen, ich habe zwar 2 stück daheim, allerdings sind die µC's nur auf cm Messauflösung programmiert.

Die Frage ist halt was du eigentlich genau mit den Messungen bezweckst? Wozu das ganze? Danach richtet sich halt die Messgenauigkeit.

MFG

His
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Wed May 15, 2013 6:38 pm

Hallo die Herren.

Ich verfolge interessiert eure Pläne. Habt Ihr für Erfahrungen mit den angedachten Lösungen? Ich könnte mir vorstellen das offene Optische Sensoren durch Verschmutzung bzw. Vibrationen noise produzieren.

Ich bin Beruflich im Motorsport tätig wo wir ebefalls Radhubmessungen am Fahrzeug durchführen (allerdings mit sehr viel weniger Hub)

Wir verwenden für Hubmessungen immer Induktive Linearsensoren LVDT´s.
(http://www.asm-sensor.com/asm/product_d ... et=pos_lvd)
Diese sind Berührungslos (weisen also keine Reibung an dem Weggeber auf) und sind ausserdem sehr robust.

Für Chassis Bewegungen verwenden wir häufig Laser Distanz Sensoren. Die Funktionieren aber nur auf sehr glattem und homogenen Untergrund (also z.B. Asphalt).

Eure Erfahrungen würden mich sehr interessiern.

lg

PiPaPo
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Thu May 16, 2013 7:25 pm

Momentan warte ich auf den IR-Sensor den ich bestellt habe, sobald dieser hier eingetroffen ist und ich in installiert habe, melde ich mich wieder.

Grüße

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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Mon May 20, 2013 8:15 pm

So habe nun den IR-Sensor bekommen und über SPI angeschlossen. Hole mir per bit banging die Werte. Habe jedoch das Problem das diese stark schwanken. Ein weißes Blatt Papier in 12 cm Entfernung wird zwischen 8 und 14 cm entfernt gemessen. Woran kann das liegen?

Hier das Tutorial dem ich gefolgt bin um ihn anzuschließen: http://jeremyblythe.blogspot.co.uk/2012 ... ensor.html (Habe natürlich den Graph neu approximiert, da hier ein etwas anderer Sensor zum Einsatz kommt)

Grüße

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mline
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 21, 2013 2:50 pm

Dieser Sensor (falls du den aus dem tut gekauft hast) arbeitet erst ab 20cm und nur bei bestimmten winkeln, objektgrößen und flächen korrekt.
Schau mal ins manual da steht alles wichtige drinn.
Musst eben den abstand vergrößern damits präziser wird
<~~>

PiPaPo
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Re: Analoge Sensoren zur messung der Eintauchtiefe

Tue May 21, 2013 6:59 pm

Ich habe den der für 4 bis 30 cm ausgelegt ist und wie bereits gesagt habe ich die Berechnungen angepasst. Das mit dem Winkel werde ich dann nocheinmal nachlesen müssen aber hatte eigentlich eine weiße Fläche im 90 Grad Winkel aufgestellt.

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