Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zeiterfassung Lageerkennung


von Arne V. (Firma: Student) (arvbar)


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Hallo zusammen,

im Internet gibt es Würfel zu kaufen, welche im Prinzip eine moderne 
Eieruhr darstellen. Diese haben fünf Seiten mit verschiedenen Zeiten 
z.B. (0,5,10, 15,25) Minuten. Dreht man den Würfel auf die entsprechende 
Seite, läuft der Timer mit der ausgewählten Zeit ab. Auf einem Display 
wird die verstrichene Zeit angezeigt. Nach Ablauf der Zeit piept der 
Würfel. Ich habe mal ein Screenshot von verschiedenen Angeboten aus dem 
Internet angehängt.

Ich will gerne ein wenig basteln und ein entsprechenden Würfel selbst 
realisieren.

Ich habe ein paar Fragen zu der Elektronik. Verwende ich zur Erfassung 
der Lage am besten ein Gyroskop? Gibt es alternative Sensoren?
Realisiere ich die Steuerung am besten durch einen günstigen 8 Bit yC? 
Gäbe es hier alternativen?

Viele Grüße,
Arne

von nicht"Gast" (Gast)


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Moin,

ein Gyro ist eher nicht geeignet. Der kann nur Drehungen messen.

Am besten nimmt man da wohl einen Beschleunigungssensor her und schaut, 
in welche Richtung der Erdvector zeigt.

Wenn es dann noch eine Erschütterung vom Aufsetzen gibt, geht der Timer 
los.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Frueher, als Rauchen noch gesund war, gabs Quecksilberschalter. Und in 
der Elrad damit eine Bauanleitung (mit CMOS Logik) fuer eine Eieruhr, 
die durch Schuetteln aktiviert wurde und je nach "Standart" die Zeit 
fuer ein hartes oder weiches Ei vorgegeben hat.

Gruss
WK

von Arne V. (Firma: Student) (arvbar)


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Hallo zusammen,

schon mal vielen Dank für die Antworten. Quecksilberschalter möchte ich 
nicht einsetzen. Gibt es Alternativen zu Quecksilberschaltern? Oder 
bleibt mir nur der Beschleunigungssensor? Im Handel kostet der Würfel 
zwischen 12-20€. So wahnsinnig teure Bauteile können dort ja nicht 
verbaut sein.

Gruß,
Arne

: Bearbeitet durch User
von Frank B. (frank501)


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Arne V. schrieb:
> Gibt es Alternativen zu Quecksilberschaltern?

Eine Suche nach Neigungssensoren dürfte kleine, gekapselte 
Neigungsschalter finden, in deren Inneren sich eine Kugel und zwei 
Kontakte befinden. Die arbeiten nach dem selben Prinzip, wie 
Quecksilberschalter, nur nicht so zuverlässig.

von Nils (Gast)


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Hi.
In billigem China-Spielzeug findet man häufig eine Art Kugelschalter.
Also mehrer Kontaktflächen die durch eine Metallkugel überbrückt werden.
Z.B. ein Würfel aus 6 Kontaktplatten ( Leiterplattenstückchen) der innen 
hohl ist. In Inneren liegt eine Kugel welche je nach Orientierung zwei 
oder drei Flächen miteinander verbindet.
Das kann als ein Sensor oder durch zwei oder drei einfachere Sensoren 
hergestellt werden.
Im einfachsten Fall zwei LP-Stückchen die 90° zueinander stehen und 
mittels der Kugel verbunden werden.
Total primitiv aber eine nette Bastelarbeit.

von Frank B. (frank501)


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Zu spät für ein Edit.

diese Schalter hier zum Beispiel:
https://www.amazon.de/hochempfindliche-SW-520D-Kugelschalter-Neigungsschalter-Vibrationsschalter/dp/B07Q22VT31/ref=sr_1_6?keywords=Neigungsschalter&qid=1576959798&sr=8-6



Arne V. schrieb:
> Quecksilberschalter möchte ich nicht einsetzen.

Was haben eigentlich alle gegen Quecksilber?
Ja, das Zeug ist nicht gesund, aber bei entsprechendem Aufbau kann den 
Neigungsschaltern nicht viel passieren. Auch in Leuchtstofflampen ist es 
von der Umwelt abgetrennt, solange man diese nicht in der Restmülltonne 
entsorgt, was leider noch viel zu viele Leute machen.

von Arne V. (Firma: Student) (arvbar)


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Hallo zusammen,

vielen Dank für eure Antworten. Funktionieren die Neigungssensoren 
zuverlässig? Was spricht denn für einen Beschleunigungssensor und was 
für einen Neigungssensor? Ist das nur der Preis? Mache ich die 
Auswertung am ehesten über einen einfachen 8 Bit yC oder eine einfache 
elektronische Schaltung? Ich möchte für den Ablauf der Zeit ein Display 
einbauen.

von Wolfgang (Gast)


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Arne V. schrieb:
> Gibt es Alternativen zu Quecksilberschaltern?

nicht"Gast" schrieb:
> Am besten nimmt man da wohl einen Beschleunigungssensor her

enlisch: Acceleration, z.B.
https://www.ebay.com/itm/381374763026

von Manuel X. (vophatec)


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Ein Gyroskop wird man dafpr eher nicht brauchen, es sei denn du willst 
die Zeit einstellen durch verschieden schnelles drehen des Würfels.

Da aber letztlich die meisten integrierten Sensoren auch Gyro an Board 
haben...


ADXL335, MPU6050 (bzw. einige andere von InvenSense) und ein Arduino 
dazu und fertig.

zum basteln reichts erstmal.

von Manuel X. (vophatec)


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Arne V. schrieb:
> So wahnsinnig teure Bauteile können dort ja nicht
> verbaut sein.

Stimmt, chinesische Kopien oder der Einkauf in 10k - 100k Stückzahlen 
drückt den Preis nicht wirklich ...

von Frank B. (frank501)


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Arne V. schrieb:
> Was spricht denn für einen Beschleunigungssensor und was
> für einen Neigungssensor?

Ein Beschleunigungssensor wird meist über I2C oder SPI angeschlossen, 
man muss sich also auch noch mit der entsprechenden Schnittstelle 
befassen. Wohingegegn die Neigungsschalter einfach nur an einen 
digitalen EIngang angeschlossen werden.

Auf der anderen Seite brauchen 6 dieser Neigungsschalter wesentlich mehr 
Platz als ein 3Achs Beschleunigungssensor und auch mehr Anschlüsse an 
einem µC.

Der Strombedarf bei den Neigungsschaltern ist im ausgeschalteten Zustand 
= null, der Beschleunigungssensor benötigt aber dauernd Strom.

Einen Beschleunigungssensor kann man einfach umprogrammieren, während 
man die Neigungssensoren, will man deren Auslösewinkel ändern, je nach 
Einbau erst mühsam verbiegen muss.

von Arne V. (Firma: Student) (arvbar)


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Hallo zusammen,

vielen Dank für die Unterstützung. Ich werde mir einen integrierten 
Sensor (Beschleuniugung/Gyro) und ein paar Neigungssensoren bestellen. 
Versuch macht klug.

Die Idee mit dem Raum aus Leiterplatten und der Kugel klingt auch 
interessant. Wie wird dieser Variante dann ausgewertet? Über die 
Widerstände?

Aber nochmal zu den Internetprodukten. Würde man in der Praxis einen yC 
in solch ein Device einbauen? In der Produktion muss die Firmware 
aufgespielt werden etc.? Ist das nicht zu kompliziert und zu teuer?

Gruß,
Arne

von Arne (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe mir aus Interesse nochmal einen Würfel gekauft. Für die 
Detektierung der Lage wird anscheinend ein 360° Kugelschalter verwendet 
und ein Mikrocontroller/IC für die Ansteuerung des Displays etc.

Gruß,
Arne

von Eieruhr (Gast)


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Arne V. schrieb:
> Die Idee mit dem Raum aus Leiterplatten und der Kugel klingt auch
> interessant. Wie wird dieser Variante dann ausgewertet? Über die
> Widerstände?

Naja, schauen welche zwei andeinanderliegenden Seiten Durchgang haben.

Arne V. schrieb:
> Aber nochmal zu den Internetprodukten. Würde man in der Praxis einen yC
> in solch ein Device einbauen? In der Produktion muss die Firmware
> aufgespielt werden etc.? Ist das nicht zu kompliziert und zu teuer?

Vermutlich ist ein µC billiger, gerade wenn noch ein Display angesteuert 
werden soll. Dann kann der gleich alles erledigen, was zu weniger 
Bauteilen auf der Platine führt.

von Rolf M. (rmagnus)


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Ich hatte mal eine digitale Eieruhr, die in Bauform und Bedienung an 
eine klassische Sanduhr angelehnt war. Das heiß, wenn sie abgelaufen 
war, konnte man sie erneut starten, indem man sie um 180° gedreht hat. 
Das war auch mit so einem Kugelschalter gemacht. Wenn man hingehört hat, 
konnte man die Kugel auch hören. Lief eigentlich recht zuverlässig.

von als Gast hier (Gast)


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Nimmst du 6 Reedschalter, und nen Magneten, der in einer Gummikugel 
„klappert“. Schon kennst du die Lage!

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