Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Stworzenie układu mierzącego obwód i długość

Sheyo 08 Nov 2014 10:55 1350 8
  • #1
    Sheyo
    Level 2  
    Witam,



    Mam następujący problem i bardzo bym prosił Państwa o pomoc w rozwiązaniu go. Mam za zadanie stworzyć teoretycznie proste urządzenie, które będzie mierzyło obwód ramienia oraz długość mięśnia. Na przykład: zakładamy urządzenie na ramię, przy rozkurczonej kończynie możemy odczytać obwód ramienia oraz długość bicepsa. Następnie zginamy kończynę, biceps się napina (następuje skurcz) zmniejsza swoją długość, obwód ramienia się zwiększa i również to odczytujemy. Mam do tego wykorzystać potencjometr który mam wylutować (załączony na zdjęciu), stworzyć układ ze sprężynką lub gumką. Charakterystyka (potencjometru?) ma być liniowa, przesunięcie potencjometru o 50% ma powodować wzrost rezystancji o 50%, pasek zakładany na ramię nie może się wydłużać.

    Nie będę ukrywać w życiu nie tworzyłem żadnego układu, mam na stworzenie tego 2 tygodnie, jeśli byli byście tak dobrzy podać mi jakieś wskazówki począwszy od tego jaką płytkę kupić, jakie komponenty potrzebuję będę naprawdę bardzo bardzo wdzięczny. Niestety taki urok studiów 3 lata człowiek nic takiego nie tworzy, a potem ma na to 2 tygodnie...

    Stworzenie układu mierzącego obwód i długość
  • Helpful post
    #2
    _jta_
    Electronics specialist
    A to przede wszystkim masz problem mechaniczny: jak przenieść zmianę obwodu bicepsa na obrót potencjometru... to nie jest łatwe i wątpię, czy da się wykonać w ciągu 2 tygodni. Może pomyśl o użyciu elementów myszy od komputera (ale nie takiej z laserem, tylko takiej z kulką)?
  • Helpful post
    #3
    nsvinc
    Level 35  
    Nie potencjometr. Ja bym zastosował analogowy hallotron, magnesik, i taśmę z napinaczem (spręzyną). Magnes zamontować tam, gdzie spręzyna łączy się z taśmą, hallotron.

    Poglądowo, like this:
    Stworzenie układu mierzącego obwód i długość

    1) zwiekszajacy sie obwod bicepsa powoduje naciąg spręzyny, a więc odsuwanie sie mangesu od hallotrona, a wiec spadek napięcia na jego wyjsciu.
    2) Warstwa przylepna jest opcjonalna; w gruncie rzeczy obudowa moze sie slizgać po skórze - nie wplynie to na pomiar
    3) Taśma w srodku musi być w powtarzalnych pozycjach, nie moze sie zwijać ani przesuwać na boki, inaczej wyniki beda zafałszowane. Warto zastosować gumowe rolki pozycjonujące taśmę tam gdzie wychodzi ona luzno z obudowy
    4) Uklad bedzie wymagał kalibracji; będzie trzeba zebrać kilkadziesiąt par obwód-napięcie i zastosować interpolację (liniową - gorzej i łatwiej, wielomianową trzeciego stopnia - znacznie lepiej ale trudniej), aby wyniki miały sens.

    Swoją drogą taka konstrukcja mechaniczna pozwoli na bardzo precyzyjny pomiar, jednak mechanika musi byc bardzo solidna a kod interpretujacy napiecie z hallotronu musi być przemyślany.

    Druga opcja:
    Stworzenie układu mierzącego obwód i długość
    Tu nie bedzie wymagana jako taka kalibracja, jednak warunki poprawnych pomiarow sa podobne (pozycja tasmy w srodku itp). Pomiar nastepuje poprzez zliczanie impulsow z tasmy perforowanej; jednak dokladnosc pomiaru jest narzucona gęstością tej perforacji i precyzja czujnika optycznego.
    Uzywajac jako detektora fotodiody podłączonej pod ADC, mozna pobawic sie w obróbkę danych analogowych, i dzieki temu znacznie poprawic precyzje pomiaru.

    Dodano po 18 [minuty]:

    _jta_ wrote:
    jak przenieść zmianę obwodu bicepsa na obrót potencjometru

    "Easy as pie":
    Stworzenie układu mierzącego obwód i długość
    Bęben jest zamocowany do suwaka potencjometru wieloobrotowego, i jednoczesnie przymocowany do 'korbki' wystajacej z obudowy.
    Pomiar robimy tak:
    1) rozwijamy cala tasme do oporu
    2) nakladamy tasme na obiekt ktory ma zostac zmierzony
    3) krecimy korbką az tasma bedzie opinac obiekt
    4) odczytujemy rezystancje z potencjometru...

    Dodano po 3 [minuty]:

    Sheyo wrote:
    pasek zakładany na ramię nie może się wydłużać.

    Musi, bo inaczej nie zmierzysz obwodu. Jesli obwod wzrosnie a dlugosc tasmy pozostanie taka jak byla, to tasma sie zerwie...
  • Helpful post
    #4
    _jta_
    Electronics specialist
    Hallotron do pomiaru położenia? To już lepiej cewkę z przesuwanym rdzeniem i pomiar jej indukcyjności... kiedyś tak wykrywałem przesunięcia poniżej dziesiątej części mikrona (a można i pojedyncze nanometry).

    W połowie lat 1980-tych widziałem konstrukcję drukarki Karkosika: do pomiaru położenia głowicy z igłami służyła taśma magnetofonowa z nagranym sygnałem, przesuwająca się przez głowicę czytającą. Tak też można.
  • Helpful post
    #5
    nsvinc
    Level 35  
    _jta_ wrote:
    To już lepiej cewkę z przesuwanym rdzeniem i pomiar jej indukcyjności

    To oczywiście byloby najprecyzyjniejsze, jednak sam pomiar indukcyjnosci nie jest ani troche prosty...
  • #6
    Sheyo
    Level 2  
    nsvinc wrote:
    Nie potencjometr. Ja bym zastosował analogowy hallotron, magnesik, i taśmę z napinaczem (spręzyną). Magnes zamontować tam, gdzie spręzyna łączy się z taśmą, hallotron.


    Bardzo dziękuję za pomoc, skonsultuję te pomysły z profesorem i przystąpimy do realizacji projektu. W razie kłopotów mam nadzieję że nie zostanę sam.. :)
  • Helpful post
    #7
    vonar
    Level 28  
    nsvinc wrote:
    _jta_ wrote:
    To już lepiej cewkę z przesuwanym rdzeniem i pomiar jej indukcyjności

    To oczywiście byloby najprecyzyjniejsze, jednak sam pomiar indukcyjnosci nie jest ani troche prosty...

    Jest jeszcze LVDT (linear variable differential transformer). W takim układzie nie trzeba mierzyć indukcyjności, wyjściem jest napięcie.
  • #8
    Sheyo
    Level 2  
    Witam Was ponownie,

    Po przejrzeniu przez prof pomysłów wyżej podanych, wymyślono aby do budowy tego urządzenia użyć:
    - podobnie jak na zdj wyżej, potencjometr przesuwny przymocowany do sprężynki,
    - fotodiody,
    - rezystor,
    - wyjścia 2x jack jedno które łączymy z portem słuchawkowym w komputerze, drugie od mikrofonu. To podłączone do słuchawek ma generować impulsy sinusoidalne natomiast to od słuchawek ma być odbiornikiem i wyliczać różnicę. Ogólny zamysł jest taki, aby potem zrobić proste oprogramowanie tworzące wykres w komputerze. Ale to już inna historia, najtrudniejsze dla nas jest stworzenie tego całego układu.

    Każda rada z Państwa strony jest bardzo mile widziana. Chcielibyśmy w ciągu 2-3 dni kupić wszystkie potrzebne części aby to wykonać. Jaką płytkę musimy kupić do tego aby to wszystko można było przymocować, uniwersalną? Jakie jeszcze potrzebne będą nam części których nie wymieniłem wyżej?

    Podobno wykonanie tego nie jest trudne ale nie dla kogoś, kto jedyny układ jaki stworzył to w podstawówce bateria-żarówka na technice...