Mäta rörelse, optisk "code strip"

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
Topolino
Inlägg: 6
Blev medlem: 8 maj 2021, 10:15:46
Ort: Göteborg

Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Topolino »

Jag ska mäta linjär rörelse, upp till ±150 mm från nolläget och behöver kunna mäta ner till delar av en millimeter. Kontaktlöst då det är små krafter det handlar om, dvs ingen friktion. Jag har tittat på några olika tekniker och den enda realiserbara lösningen på hobbynivå tycks vara en optisk enkoder: en transparent remsa med streck som passerar en läsgaffel (eller vad det heter på svenska). Den teknik som används i bl.a. bläckstråleskrivare.

Jag har tittat på andra lösningar också, men de faller på pris, upplösning, eller tillgänglighet. Den mest lovande utmanaren var magnetiska remsor som passerade en IC med inbyggda sensorer, men de tycks innehålla "unobtanium".

Jag ska beställa "gafflar" för några olika upplösningar att labba med. De finns på lite olika ställen, eBay i värsta fall. Det är värre med remsorna. De kommer tydligen i längder om cirka 5 meter och kostar dryga hundringen plus frakt och moms. Jag gissar att 75 LPI är tillräckligt för mina behov; med kvadraturkodning ska det, om jag räknat rätt, ge 11,8 pulser/mm. Jag behöver bara runt 20 cm men i 4—5 olika upplösningar för labbändamål, så det kan bli löjligt dyrt. Men kanske går de att göra själv..?

Vad klarar en laser- eller bläckstråleskrivare? Jag vet att det står 1200 eller 2400 dpi när de marknadsför dem, men innebär det att de faktiskt kan skriva ut en sån där codestrip på t.ex. 400 lpi på en transparent film? Det låter ju som det skulle funka, men jag är en skeptisk jävel.

Jag har tillbringat en stund med Inkscape och pillat ihop en PDF-sida med remsor i några olika upplösningar: 75, 150, 300, 360 och 400 LPI. Bara ett problem – jag har ingen skrivare... PDF-en ser okej ut på skärmen, men jag har ingen aning om hur den beter sig i en skrivare. Jag undrar om nån skrivarägare med sjysst upplösning kan göra en utskrift och se om hela idén är förkastlig? Behöver inte vara på transparent film. Nyfiken på hur god upplösning man kan förvänta sig av en bläckstråle eller laser. Hoppas åtminstone 75 LPI går att skriva ut. Funkar det så skickar jag jobbet till närmaste printshop.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Lennart Aspenryd
Tidigare Lasp
Inlägg: 12607
Blev medlem: 1 juli 2011, 19:09:09
Ort: Helsingborg

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Lennart Aspenryd »

Välkommen till forumet Topolino!
Ett bra och välformulerat inlägg!

Jag testade att skriva ut din sida med 1" mellan de röda strecken!
Det som förvånade mig var att 300 0ch 400 LPI staplarna blev helt svarta!
75 LPI borde kunna vara avläsbar, men det kanske är strålens precision som avgör detta!
Kan man hänga något snöre som går över ett brythjul?

Nu kollade jag dina staplar på en iPad Air och där syns de bra.
Topolino
Inlägg: 6
Blev medlem: 8 maj 2021, 10:15:46
Ort: Göteborg

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Topolino »

Tackar!

Ok, vad bra, då funkar nog 75 LPI. Det var kanske att hoppas för mycket att en skrivare skulle klara mer än så, trots att de har 1000+ dpi i marknadsföringen. Men det ska som sagt duga med 75 LPI för mina ändamål. Jag börjar i den änden så ska det nog gå fint!

Om du med snöre osv menar att omvandla den linjära rörelsen till nåt som snurrar så var jag inne på den tanken också, men friktionen skulle göra att jag inte fick nån rörelse kvar alls. Det får bli "contact less" mätning.
Användarvisningsbild
AndLi
Inlägg: 17045
Blev medlem: 11 februari 2004, 18:17:59
Ort: Knivsta
Kontakt:

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av AndLi »

30 cm absolutavstånd, delar av mm säg 0,1 då... det blir 3000 steg. En Raspbery Pi kamera är 3280x2464.

Skulle det gå att få dit en tillräckligt skarp lins framför anpassad för att få in hela rörelseområdet i kameran?

30 cm är ungefär vad ett A4 är på långsidan, och det kan man ganska enkelt fota med dagens mobilkamror, så lins borde vara lösbart!

Sen behövs det bara en tydlig skarp lätt identifierbarsymbol på det som rör sig.

Alltså lösa det med en kamera, ingen risk att missa pulser som med en encoder.
Utan man får alltid garanterat absolutpositionen.
Användarvisningsbild
Hedning
Inlägg: 425
Blev medlem: 27 november 2011, 15:19:00
Ort: Linköping

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Hedning »

Har testat en läsgaffel GP1A52HRJ00F vars datablad kan ge lite uppslag om vad
vilka parametrar som spelar roll. Jag har en hel massa av den typen som gick på
rea på tradera, förmodligen för att de var av "utgående modell". Min användning
är för att mäta mynningshastigheten på kulor (luftpistol) så noggrannt det bara
går. Jag har kapat läsgaffeln och flyttat isär halvorna och kör med minimal ström
(med en liten marginal) och kan lätt detektera komponentben på 0,3 mm. Denna
typ har en mottagare med integrerad detektor/förstärkare med en digital utgång
som är väldigt snabb. LED-strömmen är 1,6 mA i mitt fall och då kan man flytta
isär halvorna ändå mer och öka LED-strömmen så blir det aktiva området ändå
smalare (är en hög och smal rektangel). Min prototyp har 10 mm öppning.

Om du vill använda andra läsgafflar så finns alltid tricket att sätta en kort bit
av kodremsan i strålgången. Upplösningen blir vad kod-bandet har och inte
själva läsgaffeln. Används ofta i roterande pulsgivare med högre upplösning.
Lätt att visualisera med att skriva ut ett linjemönster på OH-film och klippa
i två delar som läggs över varandra.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16719
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av grym »

Annvända en optisk mus ?
Eller delar av den
Corax, why?
Inlägg: 31
Blev medlem: 5 februari 2020, 18:37:59

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Corax, why? »

Optisk mus fungerar inte på grund av mjukvaran i sensorchippet. Den filtrerar bort långsamma rörelser med mera.

Om du använder en skrivare så gör provutskrifter med några olika DPI inställningar. Om den heter 1200 dpi så kanske det i verkligheten är 1188 DPI osv. När du träffar rätt får du en mer exakt utskrift. Men jag pratar i och för sig om tiden när 200 DPI var häftigt...

Förr i alla fall så var allt över 600 DPI "interpolerad upplösning" (alltså bluff), kanske även över 300 DPI.
Topolino
Inlägg: 6
Blev medlem: 8 maj 2021, 10:15:46
Ort: Göteborg

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Topolino »

Tackar för alla värdefulla tips!

Typen av "läsgaffel" jag siktat in mig på är t.ex. HEDS-9740 fast kanske med andra slutsiffror beroende på vilken kodremsa man använder. De läsarna har 2 fotodioder monterade på avstånd som ger signaler förskjutna 90 grader. Man får alltså 2 fyrkantsvågor ("kanaler") ut. Läser man både stigande och fallande flanker får man 4 "pulser" för varje streck på remsan. Och riktningen får man på köpet. Väldigt enkel mjukvara dessutom, har testat en ATMega328 som klarar jobbet med flaggan i topp.

Raspberry med kamera är en dyrare lösning men ändå ekonomiskt inom räckhåll. Jag är däremot tveksam till om jag skulle klara att skriva mjukvaran för bildbehandlingen. Det räcker nog inte med ett dussin rader C-kod...

Återstår bara att få tag i nån som kan göra mina provremsor. Får köra förbi tryckeriet i veckan och se vad de kan erbjuda – kanske har de nån värstingprinter med superhjälteegenskaper. Undrar hur de där originalremsorna framställs? Nån form av offset- eller screentryck?
vaxfan
Inlägg: 848
Blev medlem: 6 juli 2011, 23:19:14
Ort: Stugun, Jämtland

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av vaxfan »

Jag har en optisk remsa från en skrivare liggande.
Den optiskt kodade delen är ca 34cm.
Kan skicka den till dig så har du nått att testa med.
Topolino
Inlägg: 6
Blev medlem: 8 maj 2021, 10:15:46
Ort: Göteborg

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Topolino »

Det löste sig ändå, men tack i alla fall :tumupp:

En bekant har en liggande i skrotlådan, okänd upplösning, står tydligen ingen LPI-siffra på den. Bara att provköra och se vad som händer. Får först vänta några veckor på ett par sensorer jag beställt från AliExpress. De skickar också en remsa som de säger ska matcha. Får väl se hur det är med den saken...
hummel
Inlägg: 2259
Blev medlem: 28 november 2009, 10:40:52
Ort: Stockholm

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av hummel »

Topolino skrev: 10 maj 2021, 17:34:32 Tackar!

Ok, vad bra, då funkar nog 75 LPI. Det var kanske att hoppas för mycket att en skrivare skulle klara mer än så, trots att de har 1000+ dpi i marknadsföringen. Men det ska som sagt duga med 75 LPI för mina ändamål. Jag börjar i den änden så ska det nog gå fint!

Om du med snöre osv menar att omvandla den linjära rörelsen till nåt som snurrar så var jag inne på den tanken också, men friktionen skulle göra att jag inte fick nån rörelse kvar alls. Det får bli "contact less" mätning.
När det gäller bläckstråleskrivare är "upplösningen" var den placerar en bläckpunkt, positioneringen är noggrannare än storleken på punkten.
Användarvisningsbild
Andax
Inlägg: 4373
Blev medlem: 4 juli 2005, 23:27:38
Ort: Jönköping

Re: Mäta rörelse, optisk "code strip"

Inlägg av Andax »

AndLi skrev: 10 maj 2021, 18:01:33 30 cm absolutavstånd, delar av mm säg 0,1 då... det blir 3000 steg. En Raspbery Pi kamera är 3280x2464.

Skulle det gå att få dit en tillräckligt skarp lins framför anpassad för att få in hela rörelseområdet i kameran?

30 cm är ungefär vad ett A4 är på långsidan, och det kan man ganska enkelt fota med dagens mobilkamror, så lins borde vara lösbart!

Sen behövs det bara en tydlig skarp lätt identifierbarsymbol på det som rör sig.

Alltså lösa det med en kamera, ingen risk att missa pulser som med en encoder.
Utan man får alltid garanterat absolutpositionen.
Man behöver nog inte se hela mätområdet med kameran. Tänk istället att man har en kod i mätbandet som kan avgöra var man är (tänk långsmal QR-kod). Då har man absolutpositionering och grym upplösning typ hundradelar.
Skriv svar