Last Updated on 29. Januar 2024 by sfambach
Hier sollen einige Sensoren zur Entfernungsmessung gezeigt werden. Die Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Es werden nur die Sensoren beschrieben, die ich in meinen Projekten gerade verwende.
Gegenüberstellung
Hier der direkte vergleich, zu den einzelnen Beiträgen geht es weiter unten.
| Sensorname | US-015 | SR-04 | US-100 | GY-530 VL53L0X | TF Mini |
|---|---|---|---|---|---|
| Typ | Sonar | Sonar | Sonar | Lidar | Lidar |
| Entfernung [mm] | 20 – 4000 | 20 – 3000 | 20 – 4500 | 30 – 2000 | 30 – 12000 |
| Genauigkeit [mm] | 1 | 3 | 3 | 1 | entf. <6m = 40 entf. >6m = 60 |
| Winkel [Grad] | 15-35 | 15 | 15 | 1,5 | 2,3 |
| Spannung [V] | 5 | 5 | 3-5 | 2,8 – 5 | 4,5 – 6 |
| Strom [mA] | <20 | <20 | <20 | 10 | 120 |
| Größe l/b/t [mm] | 45 x 20 x 18 | 45 x 21 x 18 | 45 x 20 x 18 | Groß 25 x 12 x 4 Klein 13,3 x 10,5 x 2 | 42 x 15 x16 |
| Gewicht [g] | <9 | 8,7 | 9 | 0,5 | 4,7 |
| Schnittstelle | TTL Peget Tigger/Echo | TTL Peget Tigger/Echo | Uart, TTL Peget Tigger/Echo | I²C | UART |
| Frequenz/ Wellenlänger | 40 kHz | 40 kHz | 40 kHz | 940nm | 940nm |
Ultraschallsensoren
Ultraschallsensoren senden einen Schallimpuls aus und warten dann auf eine Reflektion des Impulses durch ein Hindernis. Trifft der Impuls nicht auf ein Hindernis, wird er auch nicht zurück geworfen und der Sensor läuft auf eine Timeout. Dies ist bei der Verwendung dieser Sensoren zu berücksichtigen.
Hallo. Danke für die interessanten Artikel zu den Ultraschallsensoren/Sensoren zur Entfernungsbestimmung. Ich beabsichtige einen Ultraschallvorhang/Sensorenvorhang über ein bestimmtes Mess-Fenster zu erstellen um eine Positionsbestimmung (X/Y) auf Millimeter zu ermöglichen. Eignen sich dazu einer dieser Sensoren (z.B. US-015)?
Da ich dies für eine Auswertanlage zum Auswerten einer Luftpistolenzielscheibe nutzen möchte, kommt zur Genauigkeit noch das Problem der Messgeschwindigkeit hinzu. Die Geschwindigkeit des Diabolos ist ca. 130 m/s.
Eine Zielscheibe sieht beispielsweise so aus:
https://kks-berlin.de/wp-content/uploads/2016/03/Zielscheibe_Luftpistole.jpg (Quelle KKS-Berlin)
Für bekannte Informationen oder Ideen wäre ich dankbar.
Hallo Tom,
das ist ja ein nettes Projekt. Die Ultraschallsensoren sind zu träge, haben eine Breite streung und würden warscheinlich das Projektil garnicht wahehmen. Es gibt Laser Sensoren diese benötigen rund 33ms für eine Messung. Dies ist immer noch zu langsam. In der Zeit ist dein Projektil schon 4,5cm geflogen.
Vorschlag 1 Lichtschranken, horizontal und Vertikal ein lichtsenor gegenüber ein laser. Hier wir kontinuierlich gemessen, gängige Controller sollten das Projektil einfangen können. Es wird immer mindestens eine horizontale und eine vertikale Lichtschranke durchflogen und so können die Koordinaten auf der Scheibe bestimmt werden. (Evtl. ist dies auch capazitiv lösbar (Plattenkondensator) )
Vorschlag zwei, zwei schnelle Kameras eine horizontal eine vertikal angebracht gegenüber eine Lichtquelle. Bei 200 Frames per Second braucht er pro Frame rund 5ms, das Projektil ist in 5ms rund 6,5cm geflogen, bei einer Aufnahme tiefe von 20cm müsste das Projektil mindesten 2 bis 3 mal auftauchen (Sollte ich mich nicht verrechnet haben).
(Zur Kamera https://hackaday.com/2019/08/10/660-fps-raspberry-pi-video-captures-the-moment-in-extreme-slo-mo/)
Ich hoffe das hilft, bin gespannt wie es weiter geht.
Gruß
Stefan
Vielen Dank Stefan für die Rückantwort. Mit den Lichtschranken hatten wir versucht, was mit einem langsamen Projektil oder einer Stiftspitze wunderbar funktioniert. Der Diabolo mit seinen 4,5mm Durchmesser und seinen ca. 470-500 km/h ist aber zu schnell und wird leider nicht erfasst. Deshalb stieß ich auf das interessante Blog-Forum. Alle Versuche an der Programmierung Geschwindigkeit zu erhöhen scheiterten bisher. Hat da jemand evtl. eine Idee zur Optimierung oder ähnliches?
Angesteuert wird alles mit einem Raspberry Pi 1 B.
Es gibt natürlich schon Hersteller die sowas vertreiben (teure Modelle mit Lichtschranke, Ultraschall und vielversprechender Druckplattenerkennung sind verfügbar) aber zu einem für den Heimgebrauch recht hohen Preis. Entwicklung, Herstellung usw. rechtfertigen das sicherlich, aber vielleicht geht es auch selbst.
Die Variante mit der Kamera klingt auch interessant. Gruß Tim.