Profielwerkstuk snelheidsmeter

Ik ben in de grote vakantie ook met een soort gelijk project bezig geweest. Het meten van de snelheid van radiografisch bestuurde autotjes (niet dat speelgoed spul). Is nog niet helemaal af, maar voorlopige testen laten me zeer bevredigende resulaten zien.
Als basis heb ik een 16f877a gebruikt. Ik heb gebruik gemaakt van lasers (1,80 euro bij de action van die waterpas dingen. Wel even bv een lm317 voedingkje 3V (zie schakelingen) maken die dingen slurpen batterijen), als ontvangers heb ik een 220K in combinatie met een BPW 34 fotodiode. Deze sluit ik direct aan (aftakken tussenin) op een van de analoge ingangen van de pic.
De ad waarde (schakeldrempel) heb ik instelbaar gemaakt via een lcd (menutje). Hierna wordt de snelheid gepresenteerd op een 3 x 7 segements display gemaakt van ledjes ongeveer 20cm hoog, dubbel rij-ig. Iets van 63 ledjes per 7segment. Valt best mee hoor om het in elkaar te solderen is gewoon productie draaien. Omdat ik vast liep met het aantal pinnen (ja ik heb nog wat andere features erop zitten, ja je slaat op een gegeven moment een beetje door), heb ik gebruik gemaakt van schuif registers, hiermee had ik maar 5 draden nodig voor de aansturing van de drie 7 segmenten. Hiermee kun je ook nog mooi een animerend effect (uiteraard in/uit schakelbaar via menu) krijgen doordat de letters gaan draaien als er een nieuwe snelheid wordt aangeboden.
Om omgevingslicht te isoleren van de fotodioden kun je gebruik maken van een paar strookjes oude negatieven (start en eind). Hiermee reduceer je omgevingslicht flink, de invloed op de lichtopbrengst van de laser achter dit hobby filter valt best mee.
Succes met jullie project.

wat ik me afvraag is , hoeveel nM is zo'n laser ( of welke ga je gebruiken ? )

kun je met de "goede" Photodiode (die dus exact op het aantal nM's van de lazer reageerd ) + opamp , niet een schaleing maken die een "1" of een "0" afgeeft en die digitaal inlezen ?

dat lijkt me makkelijker programeren , als ook nog uit te vissen hoe een ADC werkt.

In die anderschakeling kun je hem gewoon als een schakelaar zien.

@ arthur, heb je misschien een paar foto's en het schakelschema, dan kunnen we precies zien wat jij hebt gedaan, misschien hebben wij er ook wat aan!

heb je een raster van lasers gemaakt, of maar 1 straal gebruikt?

[Bericht gewijzigd door Marissa op dinsdag 9 september 2008 08:01:22 (19%)

De ADC gebruiken lijkt me in dit geval niet handig, omdat die niet bijzonder snel is, maar de tijd die gemeten moet worden wel erg kort. Een schakeling met opamps lijkt me in dit geval beter.

De laser uit een CD speler is infrarood, dus met het blote oog niet zichtbaar. Dit maakt het richten ervan veel moeilijker, al kan het wel m.b.v. een camera, omdat deze meestal wel IR licht kunnen waarnemen. Daarbij zit je dan te rommelen met lenzen en de montage. Je kunt beter rode lasers compleet met lenzen inkopen.

De constructie van dat raamwerk lijkt me wel een probleem; als het ook maar iets gaat wijken, komt de laser niet meer op de sensor. Probeer eens met een laserpointer vanaf 27 meter op een rondje van ~5mm te schijnen. Zelfs met ingewikkelde stel constructies is dat niet gemakkelijk.

En ja, er zit echt nog een addertje onder het gras (minimaal twee, eigenlijk), maar ik kan me voorstellen dat je die niet zo gemakkelijk ziet. Een kleine hint: denk eens goed na over de omgeving waarin dit geheel moet gaan werken.

EDIT: (bijna vergeten) Die specificaties was precies wat ik wilde zien! Het is nu voor iedereen duidelijk wat je precies wilt gaan maken, en als je het eenmaal gemaakt hebt, kun je het toetsen aan de eisen die je nu gesteld hebt. Het belangrijke van zulke eisen is dan ook dat je objectief kunt vaststellen of je er aan voldaan hebt. De eisen moeten meetbaar / toetsbaar zijn. Of, zoals het vaker genoemd wordt bij wetenschappelijke theorieën, falsifieerbaar, d.w.z., het moet mogelijk zijn om aan te tonen dat iets niet waar is.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op dinsdag 9 september 2008 09:30:45 (20%)

ik denk dat je bedoelt met de omgevingslicht? we wilden het zo maken dat de sensor alleen de laserstralen ontvangt. dat kan door middel van een negatief, maar dat kan ook dmv een pvc buisje, zodat er helemaal geen licht op valt.

@ arthur, heb je misschien een paar foto's en het schakelschema, dan kunnen we precies zien wat jij hebt gedaan, misschien hebben wij er ook wat aan!

Ik zal vanavond wel even kijken of wat spullen online kan zetten en dan wat linkjes posten.

heb je een raster van lasers gemaakt, of maar 1 straal gebruikt?

Ik maakt gebruik van alleen een straal, omdat de auto's tussen een lichtsluis door rijden. Die x-meter uit elkaar staan. Heb dus twee lasers en twee ontvangers.

Zo'n BPW34 is eigenlijk ideaal voor IR weet de waarden zo even niet meer uit m'n hoofd iets van 900 meen ik. De lasers die ik heb zitten op 650 of zo. Maar dit reageert prima.

Ik heb gekozen voor een ADC om alles vanaf de basisunit te kunnen configureren en niet met potmeters van alles in te hoeven regelen. Maar was dan ook een studie project voor mij om iets met PIC controllers te doen (is m'n tweede project).

Als je een BPW34 wilt gebruiken met een opamp. Conrad heeft een unit kant en klaar hiervoor. Als je de handleiding download, daar staat ook het schema in. Kan nu zo even snel op de site de link niet gevonden krijgen. Zal vanavond wel eens even voor je kijken.

Nee, het omgevingslicht is niet zo'n probleem, het gaat meer over de constructie van het raamwerk.

de constructie van het raamwerk is een vierkant van 85 bij 85. de diepte is afhankelijk van de afstand tussen de laserstralen, ik schat tussen de 5 en 10 cm. hoe het geheel moet blijven staan: we willen het schoren. we maken een rechthoek op de vloer (zodat hij niet omvalt) en deze schoren we dan met een schuine balk tussen het raamwerk en de ligger. zodat je een stevig geheel krijgt.
is dat wat je bedoelde?

nog een vraag: een opamp versterkt toch het signaal wat de diode geeft?

Heb de link gevonden, maar bij conrad is het met de nieuwe catalogus uit het assortiment genomen. Handleinding voor eventueel schema/uitleg is nog wel te downloaden.

laser-lichtsluisontvanger

Andere linkjes volgen nog.

dat is wel redelijk duur!! zijn er geen andere mogelijkheden? ik zag dat de bpw34 alleen, 1,59 kost.

[Bericht gewijzigd door Marissa op dinsdag 9 september 2008 14:40:11 (31%)

Een opamp is inderdaad een versterker, maar die kan op verschillende manieren gebruikt worden, afhankelijk van de manier waarom je hem aansluit.

Over die ontvanger van Conrad:
Op pagina 7 van de franse handleiding staat het schema; het rechter deel (de BC547 en alles rechts daarvan) heb je al niet nodig. De rest is een versterker met wat onderdelen om een beetje rommel weg te filteren, en dat kost hooguit 3 euro aan onderdelen.

Het lijkt erop dat jullie nog niet hebben ontdekt wat de addertjes nu eigenlijk zijn. Eigenlijk moet je het zelf bedenken, maar om straks een grote teleurstelling te voorkomen: het frame moet heel nauwkeurig dezelfde vorm houden. Ga maar eens goed nadenken over de keuze van de materialen.

EDIT: aan de ene kant helpen we nu misschien al teveel voor een school opdracht, maar deze opdracht is wel behoorlijk hoog gegrepen voor een profielwerkstuk, wat zonder een beetje hulp praktisch onmogelijk is als je geen ervaring hebt. Het is dan ook niet realistisch om te verwachten dat jullie al voldoende kennis en inzicht hebben in elektronica, embedded systems en werktuigbouwkunde om zelf alle valkuilen te kunnen zien. Vooral als de helft van jullie opdracht gaat over het produceren en vermarkten van het product, mag het ontwikkelen van het product niet alle beschikbare tijd opeisen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op dinsdag 9 september 2008 15:23:26 (29%)

Hier een PDF met een schema ervan. (opamp schakeling) :

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/171310-…

vergeet allen het deel met relais, die is voor jouw gebruik veel te langzaam.

signaal gewoon direct inlezen op een I/O-poort

Hout + zwembad = bad, warm koud , en met name hoge lucht vochtigheid ism. hout = kromtrekken.

ik zou voor aluminium gaan , lekker licht

[Bericht gewijzigd door Shiptronic op dinsdag 9 september 2008 15:23:03 (19%)

Aluminium kan ook wel problemen geven met thermische expansie, maar natuurlijk wel in veel mindere mate dan hout.

Voor de analyse van de massaproductie, zou ik toch kijken naar een kunststof behuizing (ABS, HMPE, dat soort kunststoffen).

Nog een aandachtspuntje, al is dit vooral van toepassing op de software: Als de bal eenmaal in de goal zit zal deze er ook weer uit moeten (ervanuitgaande dat de goal een net heeft natuurlijk), of hij stuitert/rolt eruit of er zal een persoon aan te pas moeten komen. Hoe dan ook hierdoor zullen ook de stralen onderbroken worden en dit kan nogal rare situaties opleveren als de software hier geen rekening mee houdt.

bedankt, we hadden daar wel over na gedacht, alleen we dachten dat het wel mee viel, maar dat is dus niet zo. we wilden hout omdat dat makkelijker te bewerken is. metaal was ook een optie, maar is moeilijker te bewerken. plastic is dat wel een goed idee? waar haal je dat vandaan, en is dat wel makkelijk te bewerken en in vorm te houden?

edit// het is niet voor in een doel. we dachten zelf aan een net dat in een punt loopt zodat de bal wordt afgeremt en in de punt van het net blijft hangen, een stuk achter het detectie raam te plaatsen waardoor je de bal eruit kan halen, maar je niet door het detectieraam hoeft. een andere optie is om in de punt van het net gat te maken waardoor je de bal eruit kan halen. maar kun je het gemakkelijk in de software programmeren??

Onze planning was dat we deze week alle onderdelen zouden bestellen zodat we het volgende week allemaal hebben en kunnen beginnen met bouwen. we weten nu wel ongeveer welke onderdelen we nodig hebben maar welke precies nog niet. We hebben bijv. een laser nodig maar welke kunnen we het beste nemen en welke fotodiode, chip enz.? Het liefst willen we alles bij 1 winkel bestellen zodat je maar 1 keer verzendkosten hoeft te betalen, welke kun je dan het best gebruiken?

en het display en de timer moet wel gereset worden, hoe kun je dat het beste doen? door er een reset-knop op te bouwen of hem te laten reseten als de volgende bal weer door de eerste laser gaat (kan dat reseten en starten tegelijk)?

[Bericht gewijzigd door Marissa op dinsdag 9 september 2008 16:07:25 (31%)

Je kunt langzame bewegingen (zoals een hand) natuurlijk gewoon negeren, dat is niet zo'n probleem. In het ergste geval zou ook alleen het display gereset worden, dus dat lijkt me ook niet zo'n ramp.

Kunststof is goed te bewerken, maar waarschijnlijk niet voor jullie. Kunststof kun je in de juiste vorm spuitgieten (hoge opstartkosten, maar de kosten per exemplaar zijn laag bij grote aantallen), of verspanen, waarbij je eigenlijk een CNC machine nodig hebt. Een CNC freesmachine is een door een computer bestuurde machine, die snel en nauwkeurig bewegingen kan uitvoeren, zodat alle onderdelen binnen hele kleine toleranties gelijk zijn. Dit is waarschijnlijk interessanter voor kleinere aantallen, maar niet voor een enkel exemplaar.

In principe hoeven de spiegels toch helemaal niet onder een hoek te zitten? Als je de laser en de ontvanger onder een hoek zet, kunnen de spiegels recht blijven zitten. Je zou de spiegels aan de binnenkant van een aluminium of stalen U-profiel kunnen lijmen / klemmen o.i.d.
Als je de profielen dan ten opzichte van elkaar kunt stellen, en de laser en ontvanger ook, ben je er toch?

In principe hoeven de spiegels toch helemaal niet onder een hoek te zitten? Als je de laser en de ontvanger onder een hoek zet, kunnen de spiegels recht blijven zitten. Je zou de spiegels aan de binnenkant van een aluminium of stalen U-profiel kunnen lijmen / klemmen o.i.d.
Als je de profielen dan ten opzichte van elkaar kunt stellen, en de laser en ontvanger ook, ben je er toch?

het was ook de bedoeling dat de spiegels recht zouden staan, en we de laser er schuin op zouden laten vallen. we wilden eerst het hout infrezen en daar de spiegel in zetten, dan heb je ook een u-profiel. maar je zou ook een u-profiel kunnen gebruiken die ze bijvoorbeeld in de bouwmarkt vekopen om tussenwanden te maken en het te isoleren. als je de laser dan ergens op maakt(bijvoorbeeld een ijzeren plaatje) en deze zet je op stel schroeven, dan kun je de laser gemakkelijk stellen.
als je het frame last, (dan moet het wel ijzer zijn) heb je een stevig frame, dat bijna niet werkt in tegenstelling tot hout.

eigenlijk moeten we eerst het frame maken met de spiegels erin. en dan de laser en diode erin zetten, deze kun je dan zo stellen dat de laser via de spiegels precies in de diode valt. het lastige is alleen dan om twee dezelfde te maken voor een zo klein mogelijke meetfout te krijgen.

Onze planning was dat we deze week alle onderdelen zouden bestellen zodat we het volgende week allemaal hebben en kunnen beginnen met bouwen. we weten nu wel ongeveer welke onderdelen we nodig hebben maar welke precies nog niet. We hebben bijv. een laser nodig maar welke kunnen we het beste nemen en welke fotodiode, chip enz.? Het liefst willen we alles bij 1 winkel bestellen zodat je maar 1 keer verzendkosten hoeft te betalen, welke kun je dan het best gebruiken?

en het display en de timer moet wel gereset worden, hoe kun je dat het beste doen? door er een reset-knop op te bouwen of hem te laten reseten als de volgende bal weer door de eerste laser gaat (kan dat reseten en starten tegelijk)?

[Bericht gewijzigd door Marissa op dinsdag 9 september 2008 16:18:20 (21%)

Resetten en starten kan tegelijk.

Maar even iets anders, je , hebt het heel de tijd over de kosten, maar subsidieert je school niets ofzo?

Nee, die subsidieren niks. ze zeggen dan had je maar wat anders moeten doen. maarja wij willen heel graag een snelheidsmeter maken, maar het moet liever niet duurder dan 100 euro worden. en onze leraren willen ook niet helpen ofzo, onze natuurkunde leraar zegt dat we alles zelf moeten oplossen ook al is het een moeilijke opdracht voor iemand zonder ervaring. daarom vragen mijn tweelingzus en ik hier om wat hulp, want jullie helpen tenminste wel. dus alvast bedankt want we zijn al een stuk verder dan waar we eerst waren!

even off topic: geef die natuurkunde docent eens even een ENORME schop tegen zijn reet!!!!

en als hij wakker geneog is mag hij bij mij of iemand anders hier die wil les komen nemen!!!

Zo werkt PGO / CGO niet!!!

Idd, in dat geval zou ik een niet werkend schaal model maken.
Laser , spiegels en 7 seg display hardwired op 80km ofzo. Ben je voor weinig klaar

haha zal ik doen!!! we hadden ons idee aan hem voorgelegd en het enigste wat hij zei was het moet theoretisch wel te doen zijn om het te maken!! maar wat schieten wij daar nou mee op??? maarja niks aan te doen!!!

de snelheidsmeter moet wel werken natuurlijk!!
wat is PGO/CGO. onze natuurkundeleraar is ook nog eens onze begeleider!

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 9 september 2008 17:49:15 (22%)

overigens ik heb ook mijn papieren voor docent en wordt altijd zeer giftig van zo'n insteek van een docent! (mijn vrouw geeft trouwens ook les, ik niet)

Ja dat vinden wij ook!!! daarom willen we nu ook een zo goed en mooi mogelijk werkende snelheidsmeter maken zodat we kunnen laten zien dat we zonder leraar echt wel wat kunnen maken en zijn hulp niet nodig hebben!!!

Op 9 september 2008 16:56:16 schreef High met Henk:
Zo werkt PGO / CGO niet!!!

Nee, maar leraren wel Hebben nergens tijd voor, docententekort + te veel vergaderingen ofzo.

Maar uhm, dat tig keer herkaatsen plan... Is dat eigenlijk wel nodig? Het gaat toch om een volleybal? Als die bal de straal onderbreekt is het goed, dus stel de bal is 15cm doorsnede, dan moet er om de 14,5cm een straal zitten. Als je 2 stralen laat kruisen in je frame

+------+
| \  / |
|  \/  |
|  /\  |
| /  \ |
+------+

En je zorgt dat er nergens tussen de stralen gaten zijn waar die bal doorheen past, dan heb je helemaal niet zoveel weerkaatsingen nodig. Misschien wel meerdere lasers / led's. Want waarom wil je laser? Het is cool misschien, maar het lijkt mij alleen maar duur. Gewoon felle led's (rode zijn het goedkoopst, groene zien er het felst uit omdat je oog daar het gevoeligst voor is) met ertegenover een lichtsensor die is afgeschermd van omgevingslicht zou toch ook moeten werken? Lijkt me stukken goedkoper.

heb je al iets van een frame oid?

Straks heb je een fantisch plan en geen tijd meer om het uit te werken...

Software voor een microcontroller kan misschien 1 v.d. CO'ers nog wel voor je doen. 'k weet niet of ik tijd heb, ik heb ook mijn eigen PWS .

(PWS/CIP/PGO/GGO, wat een namen voor ongeveer hetzelfde... waar staat PGO/CGO eigenlijk voor? Chaotisch Gecordineerd Onderzoek?)