Hallo, folgenden Sachverhalt habe ich und würde mich über Vorschläge zur Lösung freuen: Über eine geneigte Ebene (20cm lang) sollen kleine Stahlkugeln (1mm bzw. 3,25mm) rollen. Ich möchte gerne die Geschwindigkeit der Kugeln am Ende der Strecke messen, sowie die KugelAnzahl. Als Möglichkeit würde ich eine Lichtschranke am Streckenanfang und eine am Streckenende installieren. Und so die vergehende Zeit messen, um auf die Geschwindigkeit zu kommen. Meine Frage ist ob es problematisch ist, wenn viele Kugeln knapp hintereinander die Lichtschranken durchqueren. Für die Kugelanzahlmessung würde ich mich an dem Beitrag "IR-Lichtschranke" orientieren. besteht eine Möglichkeit diesen Versuchsaufbau für die Geschwindigkeitsmessung zu erweitern? Besten Dank franz88
Franz Müller schrieb: > Ich möchte gerne die Geschwindigkeit der Kugeln am Ende der Strecke > messen, ... Hier fragst du nach der Momentangeschwindigkeit am Ende der Stecke > Als Möglichkeit würde ich eine Lichtschranke am Streckenanfang und eine > am Streckenende installieren. Damit bestimmst du die Durchschnittsgeschwindigkeit Auf der Schiefen Ebene werden die Kugeln sicher beschleunigen. Du mußt dich also erstmal entscheiden und dann kann man über die Meßmethode nachdenken.
Willst du die Endgeschwindigkeit der Kugeln wissen? D.H. werden die Kugel am oberen Teil der Schräge losgelassen? Wenn ja, ist die Geschwindigkeit Oben zunächst = Null Am unteren Ende haben sie dann auf Tempo "x" beschleunigt. In diesem Fall gehören 2 Lichtschranken dicht zusammen ans untere Ende.
> Meine Frage ist ob es problematisch ist, wenn viele Kugeln knapp > hintereinander die Lichtschranken durchqueren. Dann hilft eventuell ne schnelle Kamera
Franz Müller schrieb: > besteht eine Möglichkeit diesen Versuchsaufbau für die > Geschwindigkeitsmessung zu erweitern? Das Problem ist daß die Kugeln Kugeln sind, du hast also bei einem nicht punktförmigen Strahl eine gewisse zeit zwischen Hell und dunkel. Die "Länge" der Strahlunterbrechung hängt davon ab wo genau gemessen wird, exakt in Höhe des Radius oder höher/tiefer. Insofern dürfte eine halbwegs genaue Geschwindigkeitsmessung nicht ganz einfach sein. Voraussetzung ist auf jeden Fall eine halbwegs schnelle Fotodiode samt Auswerteschaltung und ein scharf begrenzter Lichtstrahl bzw. punktförmige Erfassung am Sensor.
Hallo, für mehrere Kugeln musst du dann in Fachchinesisch Tracking realisieren d.h. du weisst ja wieviele Kugeln sich auf der Bahn befinden, durch den ersten Sensor. Dies wird in vielen Maschinen gemacht. gruß, Björn
MAn könnte auch noch den Aufprallpunkt der Kügelchen ermitteln, sofern es dafür geeignete Sensoren gibt. Mit etwas Rechnerei hat man dann die Geschwindigkeit am Ende der Rampe.
Geh mal davon aus, dass 'ne normale Lichtschranke schneller als Deine Kugeln ist. Klebe zwei direkt aufeinander, dann hast Du einen konstanten Abstand und Du brauchst nur eine Befestigung. Asymmetrien durch Reflektionen auf der Kugeloberfläche sind auch kein Problem. Lichtschranken werden unterbrochen. Wohin das Licht reflektiert wird ist dabei unwichtig. Alle anderen Effekte sollten Symmetrisch sein.
Franz Müller schrieb: > Meine Frage ist ob es problematisch ist, wenn viele Kugeln knapp > hintereinander die Lichtschranken durchqueren. Wenn die Möglichkeit besteht, dass welche nebeneinanderlaufen, so dass sich ihre Schatten überdecken, geht mit Lichtschranken prinzipiell nichts mehr. Dann müsste man eine Kamera von oben mit Bildverarbeitung einsetzen. BTW, warum nimmst du eigentlich an, dass die Kugeln unterschiedliche Geschwindigkeit haben? Gruss Reinhard
Udo Schmitt schrieb: > Voraussetzung ist auf jeden Fall eine halbwegs schnelle Fotodiode Wie schnell die sein muss, hängt von der Länge der Beschleunigungsstrecke, dem Neigungswinkel der Ebene, von der geforderten Meßgenauigkeit und von der Größe der Kugeln ab. Außerdem wäre es praktisch zu wissen, wie der ganze Aufbau aussehen soll, insbesondere die Geometrie der Messstrecke (Breite).
Mit einigen Formeln für die schiefe Ebene bekommt man das auch mathematisch heraus.
Ich Vergaß. Natürlich geht mein Vorschlag nur, wenn eine Kugel nach der anderen kommt und wenn der Abstand mindestens dem des Licht-/Laserstrahldurchmesser entspricht. Die absolute Geschwindigkeit hängt von der Leistungsfähigkeit deiner Auswertung ab. Innerhalb der von mir vorgeschlagenen Lichtschranken können sich ruhig 2 Kugeln befinden. Sollten obige Bedingungen nicht erfüllbar sein, so kommst Du wahrscheinlich um eine optische Erfassung nicht herum. Da geht’s dann aber um ausgewachsene Bildverarbeitung und abhängig von Geschwindigkeit und Anzahl der zu erfassenden Kugeln, geht’s auch Taktmäßig richtig zur Sache.
Reinhard Kern schrieb: > Wenn die Möglichkeit besteht, dass welche nebeneinanderlaufen, so dass > sich ihre Schatten überdecken, geht mit Lichtschranken prinzipiell > nichts mehr. Dann müsste man eine Kamera von oben mit Bildverarbeitung > einsetzen. Rein theoretisch gäbe es auch bei zwei direkt an einander liegenden Kugeln eine Lücke ober- und unterhalb der Mittelachse. Die Kugeln berühren sich ja nur an einem kleinen Punkt. Allerdings bezweifel ich, dass man das bei 1mm Kugeln ausnutzen kann.
Ich hatte die Frage so verstanden, die Kugeln nacheinander (nicht nebeneinander) rollen. Ich sehe da kein problem. Selbst wenn sich mehrere Kugeln (nacheinander mit erkennbarem Abstand) gleichzeitig in der Meßstrecke befinden. Man muss das halt in der Software berücksichtigen. Es kann vorkommen, dass mehrere Kugeln gleichzeitig in der Meß-Strecke sind, also braucht man eine Fifo Liste für die Zeitpunkte der ersten Lichtschranke. Immer wenn eine Kugel die zweite Lichtschranke passiert, subtrahiert man den Zeitpunkt vom ersten Eintrag der Fifo Liste (und nimmt ihn aus der Liste heraus).
Verwirrter Anfänger schrieb: > Rein theoretisch gäbe es auch bei zwei direkt an einander liegenden > Kugeln eine Lücke ober- und unterhalb der Mittelachse. Die Kugeln > berühren sich ja nur an einem kleinen Punkt. Er hat nicht gesagt, dass er sie über eine Rinne runterschickt. Die Rede war von einer Ebene. Die Kugeln können auch nebeneinander laufen (weil zb eine durch ein Staubkorn gebremst und aus der Richtung gebracht wurde)
Es wäre nett, wenn der, der die erste Kugel in's Rollen gebracht hat mal eine der vielen Fragen beantworten würde. Andernfalls wird's ein Spekulationstheater.
erstmal danke für die vielen schnellen Antworten. Bezüglich der Geschwindigkeitsmessung habe ich ein wenig unkonkrett geschrieben. Die Kugeln sollen aus einem Voratsbehälter auf die Messstrecke rollen. Dabei haben sie eine Anfangsgeschwindigkeit (die würde ich gerne wissen wollen) und die Endgeschwindigkeit. Zitat: amateur Geh mal davon aus, dass 'ne normale Lichtschranke schneller als Deine Kugeln ist. Klebe zwei direkt aufeinander, dann hast Du einen konstanten Abstand und Du brauchst nur eine Befestigung. Ich könnte also zwei Lichtschranken je am Anfang und am Ende der Strecke installieren, oder. Die Kugeln sollen einzeln hintereinander aber auch als Agglomerat von mehreren Kugeln (hinter- und nebeneinander) bzw. in Reihe rollen. Ein hoher Freiheitsgrad ist gewünscht. @ Pete77 Natürlich kann ich die Geschwindigkeit berechnen (bspw. über Energieerhaltungssatz), aber die Praxis wird wohl doch anders aussehen (Reibung). Strecke: ca. 7cm breit, metallisch, eben. keine Rille!
Zwei Lichtschrankenpaare geben Dir die Möglichkeit die Geschwindigkeit an zwei Stellen zu messen. So die zugehörigen Bedingungen erfüllt werden. In diesem Falle kommt noch hinzu, dass die Kugel, die als Nummer X durch das oberste Lichtschrankenpaar geflutscht ist auch als Nummer X durch das zweite Paar rauscht. Überholen verboten!
Magnetfeldmessung! zwei große Luft-Spulen (Durchmesser 20-30cm) in definierten Abstand. Beide unter definierten Strom setzen und beim Durchflug eines Metalls ändert sich die Induktion. An der Versorgungsseite kann man dann einen Impuls messen. Einer für Start den anderen für Stop...
Franz Müller schrieb: > Die Kugeln sollen einzeln hintereinander aber auch als Agglomerat von > mehreren Kugeln (hinter- und nebeneinander) bzw. in Reihe rollen. Auch wenn du das immer wieder verlangst, nebeneinander geht eben mit Lichtschranken nicht. Falls dir die Vorstellungskraft dafür fehlt, nimm den Extremfall, dass die Kugeln dicht an dicht herangerollt kommen, dann ist es für die Lichtschranke immerwährend dunkel und es gibt einfach nichts zu messen. Weder Zahl noch Geschwindigkeit. Physik ist kein Wunschkonzert, einfach was wollen reicht nicht. Gruss Reinhard
>Die Kugeln sollen einzeln hintereinander aber auch als Agglomerat von >mehreren Kugeln (hinter- und nebeneinander) bzw. in Reihe rollen. Ein >hoher Freiheitsgrad ist gewünscht. Eine solche Forderung ist wahrscheinlich nur mittels optischer Überwachung zu erreichen. Sind mehrere Kugeln gleichzeitig auf der Bahn, so kommt es zu Kollisionen und Überholvorgängen. Das wiederum bedeutet, dass Du die Bahn jeder Kugel, einzeln auf der Schräge verfolgen musst. Um so kleine Teile (1mm) auf einer Strecke von 20 cm zu erfassen braucht’s jede Menge Pixel und je nach tatsächlicher Geschwindigkeit auch jede Menge Frames. Hinzu kommen auch noch massig Mips.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.