MODDING-FAQ FORUM

Moin,

tja, der Titel sagt eigentlich schon alles. Ich würde gerne einen Abstand ( bis maximal 50 cm ) ohne Berührung messen können. Das ganze würde ich gerne von einem Mega8 o.ä. steuern lassen und dann nen Motor ranhängen, der dann rauf oder runter fährt um einen eingestellten Abstand zu messen. Ich dachte da an eine Methode mit Ultraschallsender/empfänger, allerdings weiß ich nicht, ob man das Echo so einfach messen und verarbeiten lassen kann. Was gibt es sonst noch für Möglichkeiten? Laser?

Es gibt meiner Ansicht nach zwei Arten, einen Abstand zu messen. Erstens mit der Laufzeit, d.h. wie lange ein Schallsignal braucht, um den Weg hin und zurück zurückzulegen. Das geht natürlich nur mit (Ultra-) Schall, da Licht viel zu schnell ist (7.5mal um die Erde pro Sekunde, Schall hingegen einen Kilometer pro Sekunde). Aber du kannst auch schief auf einen Spiegel lasern, sodass der Empfänger, welcher sich auch auf der Seite des Lasers befindet den Laserpunkt an einem anderen Ort registriert. Diese Anordnung ist aber nicht so genau, da du einzelne Zellen brauchst, welche ja auch einen gewissen Durchmesser haben. Ultraschall scheint mir die beste Lösung, mach dir aber auch mal einen Schaltplan für Laser wenn du möchtest.

BTW: An Ultraschall haben aber die Katzen nicht so Freude ;D

die vögel und hunde auch nicht

weswegen die am anfang noch benutzen ultraschall fernseher fernbedienungen schnell vom markt verschwanden nachdem omis bubi von der stange gefallen ist sobald man den sender wechselte :D

LOL! Kenne das Phänomen von unserem Abstandsmesser... Erweist sich recht gut zum Verscheuchen von anderen Katzen! ;)

Aber back2toppic: Ich empfehle dir, falls du das mit einem Laser lösen willst (was sicher noch 'nen coolen Eindruck macht), zwei Fototransistoren zu verwenden, eventuell mit abgefeilten Kappen, sodass sie besser ansprechen und nicht zerstört werden. Normalerweise ist der Laserpunkt genau zwischen den FT, sodass keiner angesprochen wird. Sobald sich aber etwas verändert, bekommt einer der beiden etwas Laserlicht und schaltet durch. Da könntest du zum Beispiel je ein Relais dranhängen, welches zw. Plus und Minus umschaltet, sodass jeweils Laserlicht ein Anziehen beziehungsweise ein "Pol-auf-Plus-Schalten" des zugehörigen Relais bewirkt. Wenn der Motor dann die Position des Reflektoren ändert, hast du schlussendlich einen konstanten Abstand.

@mak: Vor ein paar Tagen waren die Jungs vom Lärmschutz hier. Die haben alle Räume und Fenster vermessen - mit einem Laserentfernungsmeßgerät. Licht ist schnell, keine Frage - aber nicht zu schnell. Ist nur eine Frage des Aufwandes und der Meßmethode - die mir der Typ allerdings nicht verraten wollte..

Ein ATMega dürfte definitiv ungeeignet sein. Bei maximal 25MHz Takt dauert ein einzelner Zyklus bereits 40ns. In diesen 40ns legt das Licht bereits 120 Meter zurück...

Ich würde also mit Ultraschall da beigehen. Eine Frequenz von 100kHz ist auch Ultraschall und dürfte auch von Fledermäusen nicht mehr wahrgenommen werden. Allerdings ist das Handling von Schall nicht wirklich trivial (Störgeräusche, Harmonische Verzerrungen u.ä.)

Kann ich mir irgendwie nicht so ganz vorstellen... Das braucht ja nur schon für eine Auflösung von einem Meter 3 GHz! Ob die wohl was mit Interferenz gebastelt haben? Zwei Laserstrahlen, Frequenz nur ganz wenig anders, jeweils mit der Reflektion überlagert... Naja, ich denke das Zeugs ist sicher extrem teuer, daher ist U-Schall sicher besser! Wie du auch gesagt hast, auf die Frequenz kommst jetzt sicher an, gut aufpassen beim Kauf! Und, naja, die Störgeräusche und Verzerrungen: So viel Sound im 100kHz-Bereich wird es wohl auch nicht geben, ich glaube, da ist es doch ziemlich ruhig... ;)

Und genau da scheitern die meisten dann an sowas. Wenn man bedenkt, das ein Rechtecksignal aus zahllosen Sinuswellen unterschiedlicher Frequenz besteht, dann ist auch der Takt einer 3,2GHz-CPU durchaus ein Kandidat für böse Störungen im 100kHz-Bereich.

Nur weil unser ziemlich besch*****es Gehör da nichts von merkt, heißt das noch lange nicht, das da himmlische Ruhe herrscht :D

Hey, danke für die vielen Antworten  :bestens:

Also das mit dem Laser hab ich jetz nicht ganz verstanden, obwohl ich diese Lasermessgeräte kenne. Ich möchte ja nur einen Kasten haben, in dem sowohl Sender als auch Empfänger sitzt und Richtung Boden gerichtet sind. Und so sollen die hald messen, wie groß der Abstand ist. Bei Schall ok, da gibt es das Echo etc. Aber bei nem Laser brauch ich doch auch was, das den Strahl reflektiert?!

Würde es außerdem statt der 100kHz "nur" 40kHz zu verwenden, Reichelt gibt da leider nix anderes her?

Wie wär's denn, das ganze optisch, aber nicht über Laser sondern Infrarot zu machen?
Der (bei Roboterbastlern) allseits beliebte Sharp GP2D12 (http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=75) könnte das ganze evtl. regeln. Der liefert für den Abstand per Triangulation einen Analogwert, den Du dann per (AVR-)ADC auswerten kannst. Das ganze timergesteuert nen paar mal pro Sekunde und dann darauf reagieren - fertig ist die Kiste.

Gruß, Manni

@OlafST: 1:0 für dich, ich geb mich geschlagen! ;D
@kurzundschmerzhaft: Ja, optische Abstandsmesser brauchen meist einen Spiegel oder einen anderen Reflektor
@ManniMammut: Cooles Teil, sowas mit Triangulation meinte ich auch per Laser...

Schall hat eine Geschwindigkeit von ungefähr 340m/s.

Die Laser-Entferungsmessgeräte arbeiten nicht mit Laufzeitmessung, das funktioniert irgendwie mit einer Ablenkung des Strahls.

Ich würde auch für fertige Sensoren wie dem Sharp da tendieren. Die gibts entweder als Ultraschall- oder Infrarot-Modul.

Wenn es bisschen spektakulärer sein soll, kannst du auch einfach nen Mehrgangpoti nehmen, ne Schnur rumwickeln und beim Öffnen dreht die Schnur das Poti :)

b0nze

@bonze: Genau meine Rede, nur noch etwas audführlicher... ;D
@kurzundschmerzhaft: Wo willst du eigentlich den Abstand messen? Würde mich nicht wundern, wenn wir für eine spezielle Anwendund noch andere Tipps geben könnten.

Na ja, es ist etwas schwer zu erklären (oder verstehen): Mei Dad hat nen Baubetrieb und einen Fertiger (http://images.google.de/images?q=fertiger), mit dem macht man Straßen  ::) Da gibt es sauteuere Nivelliergeräte für, die die Höhe so anpassen, dass die Straße eben gerade wird. Das Problem ist hald, dass die Teile sauteuer sind, so 5000 € aufwärts. Jetz wollten wir hald einfach mal testen, ob es möglich ist, mit geringen Mitteln so was nachzubauen. Es ist ja eigentlich nur eine einmalige initialisierung (welche Höhe ist der Soll Wert) und dann das Vergleichen (bin ich zu hoch / tief) und das anpassen (Impuls an Fertiger geben).

Habe mir jetz auch einfach mal den Ultraschallsender/-enpänger von Reichelt bestellt. Wenn das nicht klappt kann ich mir immernoch das Infrarotmodul holen...

Ok, da kannst du Laser wohl vergessen, ausser du würdest die ganze Strasse Vespiegeln... Hier noch das Funktionsprinzip zur Erklärung. Grau ist der Spiegel / Reflektor, in den Positionen "zu nah" und "zu weit weg". Je nach Reflektorposition fällt dann Licht auf einen Sensor, bei richtiger Höhe nicht.
(http://www.justgolden.ch/php5/C5b/laser_triangulation.jpg)

kannst du den roten punkt eines laserpointers auf der strasse sehen? denk mal drueber nach warum... und dann ueberdenke deine aussage.

Falzo, es gibt 'nen klitzekleinen Unterschied zwischen einem menschlichen Auge und einem Helligkeitssensor... Und ich wage es jetzt mal zu behaupten, dass man da schon einen komplizierteren und sehr empfindlichen Empfänger braucht, um einen roten Punkt auf der Strasse zu registrieren... Ein Auge zum Beispiel, nicht einen Fototransistor...
(Wenn man allerdings das Budget von 5000 Euro betrachtet, könnte durchaus ein für diesen Zweck brauchbarer Sensor zu finden sein! ;D)

es kommt sicher auf den weg (abstand) an sich an, und natuerlich war meine bemerkung überspitzt, das gebe ich zu. aber bspw. eine optische maus benötigt auch keinen besonderen reflektor, sondern funktioniert auf allerlei untergründen ;-)

deine bemerkung klang in etwa so, als würde die strasse das licht verschlucken.  ;D

vieleicht braucht man ja gar keine reflektion, wenn man einfach eine lichtschranke quer zur strasse laufen laesst? aehnlich wie das Prinzip von auto-waschanlagen, die ja auch ihre höhe nach der höhe des autos regeln um einen bestimmten abstand einzuhalten...

Dann brauchst du aber Kerben in der Strasse... Andere Idee, mach ein bewegliches Rädchen vorne ran, das in der Höhe variable ist, und überprüf, ob es die Lichtschranke unterbricht

Danke mal wieder für die Antworten, aber es heißt nicht ohne Grund im Titel "Abstandsmessung ohne Berührung"

Das mit dem Berührung ist ganz schlecht, da der Untergrund auch mal nen Bordstein oder so drin hat, da würde ich nur mit ne großen Rad drüber kommen.

Jetz mal ne Frage zu dem Ultraschall Zeug, dass ich mir bestellt hab. Kann ich die beiden Sachen (Sender, Empfänger) direkt nebeneinander anordnen oder kann es da sein, dass der Empfänger direkt auf den Ultraschall reagiert und nicht erst auf das Echo?!

Schau einfach, dass beiden nach unten gucken, notfalls nen kleinen Abstand dazwischen...

Je nachdem, wie gut er ist, wird er erst nach gewisser Zeit eine Messung durchführen. Wenn du es wirklich sicher haben willst, musst du Sender und Empfänger selbst ansteuern. Dann kannst du je nach Aufwand das Empfangene genau auswerten und Plausibilitätsprüfungen durchführen... Blöd, wenn die Straße plötzlich ne Beule von 10cm hat.

b0nze

Nene, normalerweise sind Strassen flach... Übrigens ist mir gerade eingefallen, dass ich bei Conrad mal einen Ultraschallbausatz gefunden habe, bei welchem Sender und Empfänger ein paar Zentimeter Abstand hatten und paralell gerichtet waren, daher reicht 'ne Handbreite sicher aus!

Er sagte, dass sein Gerät eine Straße "herstellt". Wenn jetzt bei der Höhenbestimmung vorher ein falscher Messwert aufgrund blöder Zufälle daher kommt, dann kann das wohl schlimme Folgen für das Ergebnis haben, stimmst du mir da zu?

Deshalb würde ich erstrecht bei so einer halbwegs wichtigen Sache zumindest mehrere Sensoren verbauen und diese auch selbst auslesen, da du sonst Fehler nicht selbstständig erkennen kannst.

Wie schon gesagt müssen Plausibilitätsprüfungen angestellt werden, so z.B. dass der Schall keine Mikrosekunde brauchen kann indirekt von Sender zu Empfänger und deshalb nur 0cm Höhe gemessen wird. Außerdem wird es unwahrscheinlich sein, dass eine Messreihe wie folgend aussieht:
30cm 31cm 29cm 37cm 28cm
Hier wäre die 37cm sicher auszusortieren.

b0nze

Sicher brauchst du mehrere Sensoren für so 'ne Sache, ist ja wohl klar, wie sähe denn sonst die Strasse aus?! ;D Und Aussortieren von falschen Ergebnissen: Stimm ich dir zu, kannst ja schon mal mit einem passenden Programm anfangen... ;)

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