בחירת חיישן מרחק

[bimbam]

שלום,
כחלק מפרויקט קטן שאני עובד עליו אני צריך חיישן מרחק לטווח 15ס"מ עד כ 120 ס"מ בדיוק של 3~ מ"מ.
תדירות של 10 מדידות לשנייה תספיק לי.
המערכת תיהיה ממוקמת בפנים(indoors) אך סיכוי סביר שיהיה הרבה אור(אור שמש דרך החלונות ומנורות) ובנוסף יכול ליהיות שיהיו אובייקטים אחרים בסביבה שאולי ישפיעו על המדידה.
המערכת מורכבת מחלק דומם שעליו אני רוצה להתקין את החיישן וחלק נע ואת המרחק בינהם אני רוצה למדוד.

חשבתי להשתמש בחיישן IR ועל החלק הנע לחבר מחזיר אור כך שהחיישן 'ידע' למדוד את המרחק רק מהמחזיר אור.

חשבתי גם על חיישן לא אלחוטי שימדוד את המרחק עם חוט אך זה יהיה פחות נוח ולפי קצת חיפושים שעשיתי ייצא אפילו יותר יקר.

בסופו של דבר אני מעוניין שהחיישן יעביר את הנתונים למחשב ואת האנליזה אני אעשה בעזרת matlab.

במה עדיף להשתמש? כל מידע(ולא משנה כמה בסיסי) יעזור, אין לי שום רקע בתחום.
תודה

[Mishka]

אם התחנון שלך מאפשר זאת, לדעתי הכי זול ופשוט יהיה להציב מצלמה שתצלם את כל המרחב, ועל היחידה הנעה תדביק מדבקה עם ציור מיוחד, אותו תזהה בתמונה. ברגע שתעשה כיול ראשוני, כלאמר תגדיר בתוכנה מה הקנה מידה שנראה בתמונה מהמצלמה, אתה יכול לקבל תוצאות מדוייקות מאוד, ככל שרזולוציית המצלמה גבוהה יותר, כך הדיוק גדל.
וכיום אפילו מצלמה של 5MP ניתן לקנות בכ100 ש"ח.
הבעייה שפתרון זה דורש ניתוח תמונה מסובך יחסית.

מיכאל

[4Project]

נראה לי יהיה קשה להגיע לדיוק של 3 מ"מ.

אתה יכול לפרט על החלק הנע?
אם התזוזה היא בקו ישר, אז נראה לי שעדיף למדוד את המרחק שהיחידה הנעה עוברת. למשל ע"י ספירת סיבובי מנוע או הגלגל עם אנקודר פשוט יחסית.

אם לחלק הנע יש תנועה חופשית, אז הפתרון הזה כנראה לא מתאים.

[bimbam]

אם התחנון שלך מאפשר זאת, לדעתי הכי זול ופשוט יהיה להציב מצלמה שתצלם את כל המרחב, ועל היחידה הנעה תדביק מדבקה עם ציור מיוחד, אותו תזהה בתמונה. ברגע שתעשה כיול ראשוני, כלאמר תגדיר בתוכנה מה הקנה מידה שנראה בתמונה מהמצלמה, אתה יכול לקבל תוצאות מדוייקות מאוד, ככל שרזולוציית המצלמה גבוהה יותר, כך הדיוק גדל.
וכיום אפילו מצלמה של 5MP ניתן לקנות בכ100 ש"ח.
הבעייה שפתרון זה דורש ניתוח תמונה מסובך יחסית.

מיכאל

הידע שלי בניתוח תמונה הוא זהותית אפס, הייתי מעדיף פיתרון שיותר קל ליישום(אפילו אם הוא קצת יקר יותר).

נראה לי יהיה קשה להגיע לדיוק של 3 מ"מ.

אתה יכול לפרט על החלק הנע?
אם התזוזה היא בקו ישר, אז נראה לי שעדיף למדוד את המרחק שהיחידה הנעה עוברת. למשל ע"י ספירת סיבובי מנוע או הגלגל עם אנקודר פשוט יחסית.

אם לחלק הנע יש תנועה חופשית, אז הפתרון הזה כנראה לא מתאים.

בשלב ראשון החלק הנע ינוע בקו ישר ומול החיישן, בשלב מתקדם יותר הייתי רוצה למדוד את המרחק בין חלקים שלא ינועו בקו ישר(זוית של עד 15~ מעלות להערכתי) אך קודם כל אני רוצה לגרום לאבטיפוס הפשוט לעבוד ושאגיע לגשר אחצה אותו.
חשבתי לקחת אנקודר של עכבר, לחבר אותו לגלגל עם קפיץ פיתול ולקשור חוט בין החיישן לחלק הנע(הקפיץ כדי שהחוט יחזור חזרה - כמו במטר בייתי). הרזולוציה תיהיה מספיק טובה והחיבור למחשב יהיה די פשוט אני רק מפחד שאני אשבור משהו עם הידיים השמאליות שלי.

תיאור כללי של המערכת - היא תיהיה במנוחה זמן מה(לפחות כמה שניות), אני מעוניין למדוד בדיוק רב(עד 3 מ"מ) את המרחק ההתחלתי ואז למדוד את התזוזה וכאן הדיוק כבר לא משנה יותר מידי, גם דיוק של 2-3 ס"מ יספיק לי כל עוד המרחק ההתחלתי מדוייק.

[Mishka]

4prohect התכוון לשאלה האם אתה יכול להרכיב את החיישן על החלק הנע?
אם תרכיב את האנקודרים של העכבר ישירות על הגלגלים של החלק הנע, התוצאה תהיה מדוייקת והפתרון כל ככל האפשר.

מיכאל

[bimbam]

4prohect התכוון לשאלה האם אתה יכול להרכיב את החיישן על החלק הנע?
אם תרכיב את האנקודרים של העכבר ישירות על הגלגלים של החלק הנע, התוצאה תהיה מדוייקת והפתרון כל ככל האפשר.

מיכאל

לא תיהיה לי אפשרות כזו, אני יכול להרכיב מחזיר אור קטן או חלק קטן אחר אבל לא את החיישן עצמו. אני צריך שהחיישן יהיה במקום סטטי שאוכל לחבר אותו למחשב ובנוסף אני ארצה להחליף את החלק הנע בחלק נע אחר(אותה תנועה ואותו חלק פשוט אחד אחר).

תודה לכולם על התגובות

[אמנון]

בימבה

כתבתה שמה שמעניין זה הדיוק ההתחלתי , האם אתה יכול לקבוע את המרחק הזה מכאנית ?

יש חיישן יעודי עם חוט ופוטנציומטר , זה ניקרא
wire potentiometer

אני עבדתי בעבר עם זה
http://pdf.directindustry.com/pdf/celes ... -9741.html


הוא לא זול !

אמנון

[Mishka]

אמנון, נתתה לי רעיון, ניתן לחבר לציר הפוטנציומטר טוף שעליו ישב החוט, ולחבר בנוסף קפיץ.
קאשר אתה מוציא את החוט, אתה יכול לבדוק ע"י מיקרו את המרחק, והקפיץ יחזיר את החוט למקומו.
פתרון ממש ממש זול, אך לא ממש פשוט למצא קפיץ שיתאים.

מיכאל

[4Project]

אולי איזה מנוע קטן שיחזיר את החוט אחרי המדידיה?

פוטנציומטר כנראה לא יתאים לזה כי הוא לא מסתובב חופשי, צריך מקודד כדי לספור את הסיבובים.
אם אתה צריך לדייק, צריך להתחשב בזה שגליל יסתובב מהר יותר כשיש עליו שכבות רבות של חוט ולעט יותר כשהוא כמעט ריק.
או שצריך גלגלת נפרדת למדידה של החוט ונפרדת לאחסון שלו.

[אמנון]

אנשים
כל מטר בנאים מתחיל הוא גללי עם קפיץ שיודע להיסתובב חזרה. תחברו לו פוטנציומטר או חיישן אחר ויש לכם מטר דיגיטאלי.
גם כזה עשינו אבל היחידה הקנויה עושה את העבודה טוב יותר.
אמנון

[bimbam]

בימבה

כתבתה שמה שמעניין זה הדיוק ההתחלתי , האם אתה יכול לקבוע את המרחק הזה מכאנית ?

יש חיישן יעודי עם חוט ופוטנציומטר , זה ניקרא
wire potentiometer

אני עבדתי בעבר עם זה
http://pdf.directindustry.com/pdf/celes ... -9741.html


הוא לא זול !

אמנון

שלום אמנון,
לא הבנתי למה בדיוק אתה מתכוון בלמדוד את המרחק מכאנית. המטרה שלי היא למדוד את המרחק בצורה כזו או אחרת מבלי להסתמך על כלים אחרים מלבד אותו חיישן.
חשבתי להשתמש ב wire potentiometer אבל כמו שכתבת, הם באמת מאוד יקרים וזה מעל למה שאני יכול להרשות.
חשבתי לבנות אחד כזה מאנקודר אבל אז אני אקבל מידע יחסי בקלות אבל לא תיהיה לי דרך לדעת את המרחק ההתחלתי.

אמנון, נתתה לי רעיון, ניתן לחבר לציר הפוטנציומטר טוף שעליו ישב החוט, ולחבר בנוסף קפיץ.
קאשר אתה מוציא את החוט, אתה יכול לבדוק ע"י מיקרו את המרחק, והקפיץ יחזיר את החוט למקומו.
פתרון ממש ממש זול, אך לא ממש פשוט למצא קפיץ שיתאים.

מיכאל

שלום מיכאל,
זה בדיוק מה שכתבתי כמה הודעות מעל אך יש בעייה אחת והיא מדידת המרחק ההתחלתי.
אחרי כל פעם שמכבים את החיישן צריך לכייל אותו מחדש למרחק ההתחלתי. יש לך רעיון איך להתגבר על זה?

[Mishka]

אם אתה משתמש בפוטנציומטר הבעייה לא קיימת, יש את הבעייה רק בשימוש עם אנקודר.
דבר נוסף, האם תחילת המדידה היא כאשר החוט כבר בחוץ, או עדיין מלופף?
אם ההתחלה כאשר החוט בחוץ, אתה יכול פשוט לספור כמה מהחוט נכנס פנימה.
אם ההתחלה כאשר החוט עדיין מלופף, עוד יותר טוב, אתה יכול למדוד כמה חוט יצא(סיבוב לכיוון אחד), למדוד כמה חוט חזר(סיבוב בכיוון הנגדי), ולעשות ממוצע, מה שיעלה עוד יותר את הדיוק.

מיכאל

[אמנון]

בימבה , האם אתה יכול להסביר את הבעיה כולה , כך שנקבל את התמונה המלאה? (אפשר גם בפרטי)
אמנון

[bimbam]

אני אנסה להציג את הבעייה כולה(עם עדכון קל), מקווה שתסלחו לי על כישורי השרטוט הלוקים שלי


החלקים השחורים בצדדים הם ריתומים שעליהם אני רוצה להציב את החיישן מרחק, המרחק בין שני הריתומים קבוע ונתון ויהיה כ 1.5 מטר.
העיגול הכחול הוא האוביקט שאליו אני רוצה למדוד את המרחק(מאחד הריתומים, לא משנה איזה).
הפס האדום(כ 40-50 אחוז מהמרחק בין הריתומים) הוא הטווח שבו העיגול הכחול יכול להתחיל את תנועתו, באיזור הזה אני צריך דיוק גבוה. מאוד חשוב לי לדעת את המרחק בין העיגול לאחד הריתומים בדיוק של 3-4 מילימטר.
הפס הירוק מייצג את הטווח המקסימלי שהעיגול ינוע בו אך כאן איך חשיבות גדולה לדיוק וגם שגיאה של 2-3 ס"מ תתקבל. סוף הפס הירוק יהיה במרחק של כ- 15 ס"מ מהריתום הימני.

העיגול הכחול יתחיל בתנועה מחזורית שאותה אני אנתח לאחר מכן בעזרת מחשב בהסתמך על המרחק ההתחלתי מהריתום.

אם אני שם חיישן IR בריתום הימני אני אצליח לקבל תוצאות טובות? הבנתי שחיישני IR לא מדוייקים בטווח קרוב אבל יותר מדוייקים בטווחים כאלו(מטר עד מטר וחצי).
אני מאוד אעדיף חיישן אלחוטי כי המיקום ההתחלתי של העיגול הכחול ישתנה הרבה מאוד פעמים והייתי מעדיף שלא יהיה מעורב חוט.

תודה לכולם!
(אני מתנצל שלא עניתי על השאלות יותר מהר, רק עכשיו הסתיימה לה תקופת המבחנים)

[4Project]

בלי חוטים? המממ...

מה אורך הקירות השחורים בציור?
האם יש אפשרות שהעיגול הכחול יהיה אקטיבי, כלומר יוכל לכלול משדר ועוד כמה רכיבים?

הנה רעיון קצת משוגע, אבל נראה לי שאפשר לממש בתנאים מסויימים...

שני לייזרים על אחד הקירות במרחק יחסית גדול אחד מהשני שיכולים להסתובב כך שאתה יודע באיזו זווית הם מצביעים (אפשר להגיע לדיוק גדול עם מנוע צעד וקצת תמסורת או מנוע רגיל עם תמסורת ומקודד).

על העיגול יהיה חישן אור קטן ומשדר שיודיע מתי פגע בו הלייזר.

אתה סורק עם ליזר אחד כל פעם עד שהוא מוצא את העיגול ואתה יודע מה הזווית של כל לייזר.
לפי הזוויות ומרחק בין הלייזרים (הידוע) אפשר לחשב את המרחק לעיגול.

אני לא ממש הבנתי אם כל המערכת צריכה להיות אוטומטית, אם לא, אז אפשר לוותר על החישן והמשדר, פשוט תעשה את זה ידני.

מתוך סקרנות, למה המערכת הזו מיועדת בכלל?

בברכה,
אלכס