Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Abstandssensor mit Arduino o.ä.?


von Christian (Gast)


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Hallo Leute,

ich bin Klavierbauer. Regelmäßig muss ich Tastaturen gerade legen. Das 
bedeutet, dass man die Tasten mit kleinen, teilweise nur 0.1mm starken 
Papierscheibchen, unterfüttert und so alle Tasten auf exakt eine Höhe 
bringt. Bisher habe ich dies auf klassische Art und Weise gemacht:
Einige Tasten rechts und einige Tasten links mit einem Lineal / 
Messschieber auf die gewünschte Höhe gebracht, einen Richtscheit 
aufgelegt und dann alle anderen Tasten angepasst.
Dies ist doch recht mühsam und man muss viel ausprobieren.

Nun die Frage:
Gibt es nicht im Jahre 2020 eine Möglichkeit, diesen Prozess zu 
beschleunigen? Ich stelle mir eine Art "Laser" vor, der auf einer 
Schiene über der Tastatur angebracht ist, den Abstand zu der Taste misst 
und diesen mir anzeigt. Vielleicht gibt es so etwas gar schon fertig? Es 
müsste eben relativ präzise sein wie oben bereits erwähnt.

Habt ihr einen Vorschlag?

Liebe Grüße,
Christian

von Wolfgang (Gast)


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Christian schrieb:
> Ich stelle mir eine Art "Laser" vor, der auf einer
> Schiene über der Tastatur angebracht ist, den Abstand zu der Taste misst
> und diesen mir anzeigt.

Suchst du vielleicht eine Messuhr?
https://www.messmittelonline.de/Messuhr/Messuhr-digital/

von jo mei (Gast)


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Christian schrieb:
> Habt ihr einen Vorschlag?

Jaaa, Arduino ist heutzutage der Problemlöser für alles.
Arduino, mehr braucht es einfach nicht.

von Christian (Gast)


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jo mei, wenn du nichts zu sagen hast, dann lass es doch einfach... du 
kleiner Troll.

@Wolfgang:
Danke für den Vorschlag. Ich hab bereits eine Messuhr von Steinle. 
Allerdings möchte ich etwas, was berührungslos arbeitet. Mit der Messuhr 
hatte ich schon einige Male den Fall, dass der Widerstand, den die Taste 
der Messuhr entgegen setzt, zu gering ist und die Taste sich senkt bevor 
die Messuhr ausschlägt. Die Tasten zu fixieren ist ebenfalls keine 
Lösung, da dadurch der ganze Prozess noch länger dauert.

von Tom (Gast)


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https://www.leuze.com/de/deutschland/produkte/messende_sensoren/optische_abstandssensoren/odsl_10/odsl_9_high_resolution_3/selector.php?supplier_aid=50138328&grp_id=A1-2-1-1-2-2&lang=deu

Sensoren für sowas gibt es. Ungeprüftes Beispiel siehe Link.
Auslesen und anzeigen dürfte trivial sein, bezahlen aber nicht. ;)

von Stefan F. (Gast)


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Ich stelle mir das schwierig vor, eine 2 Meter lange Schiene so ans 
Klavier zu montieren, dass sie das Messgerät tragen kann und dabei in 
der Mitte weniger als 0,1mm durch hängt. Der verformungsfreie Transport 
dieser Schiene wird sicher auch problematisch.

von Harald (Gast)


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Eine Lösung explizit mit Arduino weiß ich nicht, aber es gibt doch das 
Verfahren mit einer Laserlinie, die auf eine unbekannte Oberfläche 
projiziert wird. Bei Höhenunterschieden gibt es dann eine Abweichung von 
der geraden Laserlinie, die man erkennen kann. In automatischen Systemen 
per Kamera, aber das müsste bei dieser Arbeit auch ja per Auge gehen. Im 
folgenden Artikel wird auch eine Methode genannt, wo durch Projektion 
eines bestimmten Musters auch Abweichungen im Mikrometerbereich 
detektiert werden können.

https://de.wikipedia.org/wiki/Laserprofilometrie

von Christian (Gast)


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@Stefan:
Da hast du sicher recht. Letztlich ist es auch "nur" wichtig, dass 
nebeneinander liegende Tasten exakt die selbe Höhe haben. Wenn man nach 
außen hin 0.3-0.5mm Versatz hat, spielt das keine entscheidende Rolle. 
Ich habe eine IGUS Führungsschiene, auf der man eine solche Apparatur 
montieren kann.

@Harald:
Auch ein guter Ansatz. Ich schau mal, was ich darüber finde.

Arduino war auch nur ein Beispiel. Wenn sich das irgendwie anders lösen 
lässt, bin ich absolut nicht abgeneigt.

von Christian (Gast)


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Ach, und @Stefan:
Es sind "nur" 120cm :-)

von Stefan F. (Gast)


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Christian schrieb:
> Letztlich ist es auch "nur" wichtig, dass
> nebeneinander liegende Tasten exakt die selbe Höhe haben

Dann legst du die Schiene halt direkt auf die tasten und schaust nach, 
wo noch ein Blatt Papier zwischen passt. Diese Tasten müssen erhöht 
werden.

Das entspricht wohl weitgehend deiner alten Methode, richtig? Was soll 
man da auch großartig vereinfachen. Gut Ding will Weile haben. Wer sich 
das nicht leisten kann, muss halt auf den Luxus verzichten.

von Wolfgang (Gast)


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Harald schrieb:
> In automatischen Systemen per Kamera, aber das müsste bei dieser Arbeit
> auch ja per Auge gehen.

Wie willst du das mit dem Auge machen?
Bei der Laserprofilometrie ist eine feste Geometrie zwischen Laserachse 
und optischer Achse des Kamera erforderlich.
So genau und stabil kannst du deinen Kopf und das Auge gar nicht halten.

von Stefan F. (Gast)


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Christian schrieb:
> Es sind "nur" 120cm

Komisches Klavier. Selbst mein elektronisches ist breiter.

von Christian (Gast)


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Ja, komisch, ist aber so.

Genau, das was du beschreibst, entspricht in etwa der Methode, die ich 
seit 15 Jahren ausführe.

von Fragezeichen (Gast)


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Ist dein "elektronisches" eine Spezialanfertigung für
"Wurschtfinger" (wie man in meiner Heimatregion sagt)?

Anspruchsvolle Konzertflügel sind gut 150 cm breit und
die Tastatur damit etwa 120 cm breit. Passt schon!

von Einhart P. (einhart)


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von Christian (Gast)


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Danke für die hilfreichen Informationen, wie breit Klaviere und Flügel 
sind. Kann ich sicher mal gebrauchen.... als Klavierbauer.

von Fragezeichen (Gast)


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0,1 mm Auflösung sind schon eine Herausforderung.

Photografisch mit guter Optik auf die Kante der gesamten
Tastatur geschaut kommt man bei einem 6000 x 4000 Bildsensor
nur auf etwa 0,2 mm / Pixel.

Mit einem genaueren Abstandssensor drüberfahren wäre schon
OK, weil es ja nur auf die Stufung von Taste zu Taste ankäme.

Den evtl. Durchhang der Schiene des Abstandssensors könnte man
auch noch leicht ermitteln und herausrechnen.

Alles leicht zu lösen, außer(!):
Mir fällt kein Abstandssensor auf Schiene mit der gewünschten
Auflösung ein...

von Wolfgang (Gast)


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Fragezeichen schrieb:
> Alles leicht zu lösen, außer(!):
> Mir fällt kein Abstandssensor auf Schiene mit der gewünschten
> Auflösung ein...

Die Schiene müsste man selber drunter bauen.
OADM 12I6430/S35A: Auflösung 0,002 ... 0,005 mm
https://www.baumer.com/medias/__secure__/OADM_12I6430_S35A_web_EN.pdf?mediaPK=8799792201758

von M. K. (sylaina)


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Christian schrieb:
> Es
> müsste eben relativ präzise sein wie oben bereits erwähnt.

Wie genau muss es denn sein? Sicher doch nicht auf 0.1mm genau. Ich 
würde da jetzt auch auf einen Nivellier-Laser setzen, mit dem müsste man 
du gut zurecht kommen bei so ner Arbeit. Mit ne 2m Schiene und so, denke 
auch ich, wird das nix werden aus schon oben genannten Gründen.

von Wolfgang (Gast)


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M. K. schrieb:
> Wie genau muss es denn sein?

Ganz realistisch betrachtet, ist es dem Klavier herzlich egal und die 
Höhe muss nur so genau eingehalten werden, dass der Betrachter die 
Abweichungen nicht wahr nimmt. ;-)

von PittyJ (Gast)


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Wir benutzen 3D Scanner, die können problemlos 0.1 mm erkennen.
Allerdings möchte der Hersteller 5stellige Beträge für so einen Scanner.

von Stefan F. (Gast)


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Fragezeichen schrieb:
> Ist dein "elektronisches" eine Spezialanfertigung für
> "Wurschtfinger" (wie man in meiner Heimatregion sagt)?

Ich glaube, es hat normale Abmessungen. 
https://www.thomann.de/de/yamaha_p_45_b.htm

Laut Wikipedia sind 140–155 cm normal.

Christian schrieb:
> Danke für die hilfreichen Informationen, wie breit Klaviere und Flügel
> sind. Kann ich sicher mal gebrauchen.... als Klavierbauer.

Schön ironisch. Kläre uns mal auf, wie breit sind sie denn nun wirklich? 
Da gibt's doch sicher eine Norm oder so.

von M. K. (sylaina)


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Wolfgang schrieb:
> M. K. schrieb:
>> Wie genau muss es denn sein?
>
> Ganz realistisch betrachtet, ist es dem Klavier herzlich egal und die
> Höhe muss nur so genau eingehalten werden, dass der Betrachter die
> Abweichungen nicht wahr nimmt. ;-)

Na dann sag ichs ja: Nivellier-Laser und gut ist. Genauer als so ein 
Laser guckt kein Mensch.

von Einhart P. (einhart)


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>> M. K. schrieb:
>
> Genauer als so ein Laser guckt kein Mensch.

Es geht nicht um's gucken. Ich kann mir gut vorstellen, dass ein 
Starpianist einmal mit der Hand über die Tasten fühlt und bei einer 
Höhenabweichung nicht gut zufrieden ist. Und kleine Unebenheiten kann 
man sehr gut fühlen.

Außerdem will der TO nicht wissen ob eine Taste abweicht, sondern 
wieviel sie abweicht.

von georg (Gast)


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Wie wäre es, entlang der in jedem Fall notwendigen Führungsschiene die 
ganze Tastatur abzufahren und eine Liste oder eine grafische Übersicht 
der Abweichung ALLER Tasten zu erstellen - dann korrigieren und das 
ganze bis zur Befriedigung wiederholen.

Wenn man schon mal dabei ist, kann man sich auch gleich die nötigen 
Papierschnitzel ausrechnen lassen. Es muss ja nicht mit aller Gewalt ein 
Arduino sein (Shitstorm ist überflüssig).

Georg

von WerWieWas (Gast)


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Handgerät mit Laserdistanzmessung. Ich denke nicht dass es auf die 
Schnelle komfortabler wird. Wenn du Arduino basteln willst, kannst du 
dir ja eine Art Laufschiene mit dem Laser darauf positionieren. Dann 
fährst du mit dem Lasermodul über die Tasten und der Arduino loggt die 
Sprünge der einzelnen Höhen der Tasten. Anschließend weißt du, welche 
Taste wie unterbaut werden muss.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Christian schrieb:
> Es müsste eben relativ präzise sein wie oben bereits erwähnt.
Es würde dann halt relativ teuer werden.

Christian schrieb:
> Allerdings möchte ich etwas, was berührungslos arbeitet.
Ich würde mal wie bei der Profilvermessung  mit einem Laser schräg von 
"vorn" auf die Tasten leuchten und dann von oben draufschauen:
1
                                                      O Kamera
2
                                                     / \
3
                                                  hoch tief
4
5
                                                   /     \
6
Laser * .    leuchtet flach auf das Manual
7
                    .
8
                                  .             /          \
9
                                               _.______________Taste hoch__
10
                                               _____________.__Taste tief__
11
                                               | Lichtlinien
12
                                               |___________________________
Stichworte dazu wären z.B. Lasertriangulation und Lichtschnittverfahren.

: Bearbeitet durch Moderator
von A. S. (Gast)


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Vielleicht eine Messuhr bzw. Messtaster, gerne auch digital, mit 
manipulierter Feder so, dass nur ein minimales Gewicht wirksam ist. Also 
so, dass er sich so gerade absenkt.

Alternativ ein Bild per Diaprojektor auf die Tasten werfen, so dass man 
die Abweichung auf etwa 1/10 ablesen kann.

von Harald (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Harald schrieb:
>> In automatischen Systemen per Kamera, aber das müsste bei dieser Arbeit
>> auch ja per Auge gehen.
>
> Wie willst du das mit dem Auge machen?
> Bei der Laserprofilometrie ist eine feste Geometrie zwischen
> Laserachse und optischer Achse des Kamera erforderlich.
> So genau und stabil kannst du deinen Kopf und das Auge gar nicht...

Ich will nichts messen, es geht doch nur um die relative Abweichung 
zueinander. Und so wie er schreibt geht es mehr um die Optik. Könnte mir 
schon vorstellen, dass man das in der Linie „sieht“.

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