[scooot]

Guten Morgen,

ich habe ein Problem, bei dem ich grade nicht so recht weiter weiß: Für ein Studienprojekt müssen wir den Füllstand einer durchsichtigen Kunststoffröhre erfassen. Die Röhre wird mit Kugeln aus gefärbtem Plastik gefüllt, die denselben Durchmesser haben wie das Rohr innen. Das Rohr wiederum hat einen Innendurchmesser von ca. 30mm. 

Ich habe für die Anwendung damals VL53L0X-Distanzsensoren bestellt, welche dann über die Röhren positioniert werden sollen und den Füllstand erfassen. Leider bin ich nicht ganz ingenieursmäßig an das Thema gegangen und habe mir den Öffnungswinkel des Empfängers nicht angeguckt ("Ja wenns mit Laser funktioniert muss das ja schon ziemlich punktuell sein..."). Ende vom Lied: Der VL53L0X erfasst mit einem Öffnungswinkel auf dem Empfänger von 25° bei einem Abstand von 60cm zur Röhre alles außer den Röhreninhalt.

Bevor ich jetzt alles überdenke: Hat jemand einen Tipp, was man vor den Sensor packen konnte, um den Sende- und Empfangswinkel einzuschränken? Macht der ganze Aufbau bei der Distanz zwischen Objekt und Empfänger überhaupt noch Sinn?
Dämpfung ist in gewissen Maßen okay, da wir die Distanz nur relativ messen, also tut ein Offset im Wert nicht weh.

Datasheet gibt es hier:
https://www.st.com/resource/en/datasheet/vl53l0x.pdf

Danke!

[E_Tobi]

940nm ist ziemlich langes infrarot, in dem Bereich ist Plexiglas und auch Glas undurchsichtig. Optiken in dem Bereich funktionieren nur mit speziell dafür gemachten Linsen aus z.B. Germanium.

Evtl. könnte man versuchen die Röhre bis zum Sensor zu verlängern und das innere der Röhre entweder mit etwas absorbierendem oder mit etwas reflektierendem zu beschichten.
Reflektieren tun in dem Wellenlängenbereich z.B. blanke metalloberflächen. Was absorbierendes fällt mir gerade nicht ein...die nächste Frage die sich dann stellt ist wie hoch die Winkelauflösung des Sensors überhaupt ist...15mm auf 600mm ist nicht viel, knapp 1,4 Grad...

Alles in allem glaube ich aber dass das Messprinzip hier einfach nicht gut passt.
Ich gehe davon aus dass man seitlich nicht an die Röhre dran kann, das wäre eigentlich das nächstliegendste wenn sie eh schon transparent ist. Wie wär's dann evtl. mit was mechanischem, Vorbild Tankfüllgeber?

[scooot]

(25.11.2018, 01:23 PM)E_Tobi schrieb: 15mm auf 600mm ist nicht viel, knapp 1,4 Grad...
[...]
Alles in allem glaube ich aber dass das Messprinzip hier einfach nicht gut passt.

Vermute ich auch. Wie gesagt, das war von Anfang an nicht durchdacht, selbst schuld 

(25.11.2018, 01:23 PM)E_Tobi schrieb: Ich gehe davon aus dass man seitlich nicht an die Röhre dran kann, das wäre eigentlich das nächstliegendste wenn sie eh schon transparent ist. Wie wär's dann evtl. mit was mechanischem, Vorbild Tankfüllgeber?

Am besten wär. Seitlich was an die Röhren..machbar ja, aber nicht die optimale Lösung, weil die von allen Seiten gut einzusehen sein sollte.
Dann hätte ich auch die Idee, eine TCRT5000 Lichtschranke zu verwenden. Die Sende/Empfangseinheit würde ich direkt am Rohr anbringen, die ist mit ca. 6*10*7mm recht klein. Die Auswerteeinheit kann ja dann außerhalb des Blickfeldes angebracht werden. 

Aber am schönsten wäre es nach wie vor, wenn man den Füllstand so delektieren könnte, das man als Beobachter von Außen im Sichtbereich garnichts sieht...

[christianw.]

Nimm doch Ultraschall.

[scooot]

(25.11.2018, 02:05 PM)christianw. schrieb: Nimm doch Ultraschall.

Ich hätte grade bei Ultraschall gedacht, dass man das nicht so gut auf einen bestimmten Punkt mit diesem Durchmesser (<30mm) bündeln kann. Tell me more- hast du Erfahrungen damit?

[christianw.]

Schau dir die Sensoren von Baumer mal an, da gehts m.e. ab 3mm opening los. (Sind allerdings nur Schalter)Wie gut normale “Arduinoware” funktioniert, kann ich nicht sagen. Ich sehe da erstmal gute Chancen.

Beispielsweise SRF02 als Single-Transducer, braucht aber min 15cm Abstand.

[scooot]

(25.11.2018, 04:41 PM)christianw. schrieb: Schau dir die Sensoren von Baumer mal an, da gehts m.e. ab 3mm opening los. (Sind allerdings nur Schalter)Wie gut normale “Arduinoware” funktioniert, kann ich nicht sagen. Ich sehe da erstmal gute Chancen.

Beispielsweise SRF02 als Single-Transducer, braucht aber min 15cm Abstand.

Bei der Industrieware gibt es bestimmt was passendes, allerdings kosten die auch gleich das 10-100 Fache zu dem Arduino-Kram. Deswegen versuchen wir es erstmal so..

Der SRF02 ist cool, streut allerdings laut Datasheet auch in alle Richtungen. Gibt es hier eine Möglichkeit, den abgesendeten "Beam" auf einen kleinen Austrittswinkel zu fokussieren?

[christianw.]

Das weiß ich leider nicht. Warum genau geht Laser jetzt nicht mehr?

[scooot]

(25.11.2018, 05:42 PM)christianw. schrieb: Das weiß ich leider nicht. Warum genau geht Laser jetzt nicht mehr?

Aufgrund der Distanz vom Sensor zur Rohröffnung ist die abgetastete Fläche viel größer als der Innendurchmesser des Rohres. Der Austrittswinkel des Lichtsignals aus dem VL53L0X sowie der Eintrittswinkel des Empfänger sind mit 35° und 25° zu groß, als das ich damit genau fokussieren könnte.

[alfsch]

-- du kannst mit Linsen fokussieren, (aber nicht aus Glas...und nein, Germanium muss es auch nicht sein   ) aus dem "richtigen" Kunststoff, glaube Acryl geht da.

oder evtl sowas: Laser Palette Sensor Modul 10-180 cm Abstand

für 10 eu

https://de.aliexpress.com/item/Laser-Pal...37079.html






oder den...100mm
https://www.adafruit.com/product/3316



oder ...2000mm
https://www.adafruit.com/product/3317

[scooot]

(25.11.2018, 08:58 PM)alfsch schrieb: https://de.aliexpress.com/item/Laser-Pal...37079.html

Was du immer alles aus der Ecke zauberst Hast du da auch ein Datasheet zu? Wenn ich nach den Schlagwörtern bei google suche finde ich dafür nichts..

---

Die letzten beiden Sensoren kenne ich ja, den VL53L0X habe ich ja da. Die Fläche, die der Abtastet, ist auf den Abstand eben zu groß 

[alfsch]

..i au net.

dann nimm den von Lady Ada

ed  

ok...aber der soll doch auch ein Laser sein ?? dann sollte der eigentlich einen Punkt abtasten...

haste schon ein simples Abschatten des Senors versucht?  also zb in eine schwarze Röhre setzen, die ausreichend lang ist  (100mm zb, bei 6mm i-Durchmesser)

[scooot]

(25.11.2018, 09:41 PM)alfsch schrieb: ..i au net.

dann nimm den von Lady Ada

ed  

ok...aber der soll doch auch ein Laser sein ?? dann sollte der eigentlich einen Punkt abtasten...

haste schon ein simples Abschatten des Senors versucht?  also zb in eine schwarze Röhre setzen, die ausreichend lang ist  (100mm zb, bei 6mm i-Durchmesser)

Habe ich schon probiert, allerdings nur mit kürzeren längen, 3-5cm vielleicht. Kann es aber morgen nochmal ausprobieren.

[christianw.]

Der Controller vom AliExpress-Teil ist ein STM8S003F3U6TR, hilft aber erstmal auch nicht weiter.

---

Ansonsten ne Kamera und Größe des Balls im Bild bestimmen mit OpenCV oder so

---

https://www.pyimagesearch.com/2015/01/19...on-opencv/

[alfsch]

(25.11.2018, 09:16 PM)scooot schrieb: Die letzten beiden Sensoren kenne ich ja, den VL53L0X habe ich ja da. Die Fläche, die der Abtastet, ist auf den Abstand eben zu groß 

ok, der VL.. sollte gehen, du brauchst aber mindestens ne Linse vor dem Emitter /Laser , zum Focus auf deine Bälle

gerade Idee gehabt: Linse findest aufm Sperrmüll !

-> aus altem CD player ! der hat vor dem Laser eine IR taugliche Linse drin !!!

[scooot]

(25.11.2018, 11:58 PM)alfsch schrieb:

(25.11.2018, 09:16 PM)scooot schrieb: Die letzten beiden Sensoren kenne ich ja, den VL53L0X habe ich ja da. Die Fläche, die der Abtastet, ist auf den Abstand eben zu groß 

ok, der VL.. sollte gehen, du brauchst aber mindestens ne Linse vor dem Emitter /Laser , zum Focus auf deine Bälle

gerade Idee gehabt: Linse findest aufm Sperrmüll !

-> aus altem CD player ! der hat vor dem Laser eine IR taugliche Linse drin !!!

Das probiere ich am Wochenende einfach mal aus.

Der VL53L1X hat übrigens eine Einstellbares Erfassungsfenster. Die Untergrenze von 15° wäre allerdings in diesem Fall immernoch zu wenig.

[christianw.]

Hmm, vielleicht geht's mit Lochblende.

[alfsch]

wg. der Linse: olle CD player arbeiten ja auch mit IR-laser, daher muss das gehen.

http://www.muenster.de/~asshoff/physik/cd/cdplayer.htm



+
die simplen Laserpointer haben ja auch alle ne Linse vor dem Laser, sonst würde wohl auch so ein 20° Leucht-kegel raus kommen, die LD alleine bündelt offenbar (fast) nicht.
Mit Linse (im richtigen Abstand, natürlich) könntest den Strahl passend bündeln, so dass die gemessene Reflexion wirklich von den Bällen kommt und nicht vom Rohr oder der Umgebung. Aber sauber oben ins Rohr rein muss es natürlich ausgerichtet sein.

wie du den richtigen Focus findest, ist dann erstmal spannend.    (sehen kannst es ja nicht...)
evtl mit einem lustigen Hilfs-Setup: 
0. dunkle Umgebung könnte hilfreich sein, damit das "Leuchten" des Sensors überhaupt sichtbar (= heller als die Umgebung) wird
1. Handy , Webcam oder Cam suchen, testen, welche das IR des Sensors am besten sichtbar zeigt; (also den schlechtesten IR-Filter hat    )
2. mit Blatt Papier als Ziel, nahe , ca 5cm , vom Sensor erstmal den IR-Leuchtfleck "sehen"; (in der Cam)
3. dann Linse vor den Sensor und den Abstand suchen, der einen hellen "Punkt" erzeugt....(ich rate mal: könnte so 5..15mm vor dem IR-Laser sein )
4. berichten...

[scooot]

(29.11.2018, 09:24 PM)alfsch schrieb: 4. berichten...

Jo wird's dieses Wochenende hoffentlich geben, immoment kommt wieder alles zusammen und nichts wird fertig 

[alfsch]

ey, DAS haben wir dann schon mal völlig gemeinsam !