About my blog

The project will demonstrate that a tool in the real world can shape a virtual model. A hand held device will be prototyped to express curves. The tool will be moved in real space, and change the shape of a model in virtual space. This project includes electronics and programming and will create a stunning modeling example. (Expert: Tjamme Wiegers)

Categories

Archive

Disclaimer

De meningen ge-uit door medewerkers en studenten van de TU Delft en de commentaren die zijn gegeven reflecteren niet perse de mening(en) van de TU Delft. De TU Delft is dan ook niet verantwoordelijk voor de inhoud van hetgeen op de TU Delft weblogs zichtbaar is. Wel vindt de TU Delft het belangrijk - en ook waarde toevoegend - dat medewerkers en studenten op deze, door de TU Delft gefaciliteerde, omgeving hun mening kunnen geven.

iModeling

 

We kunnen nu de
verschillende waardes aflezen. Nu moet er nog een hoek aan gekoppelt worden. We
kunnen de waardes die de LDR’s geven bij een bepaalde hoek van elkaar aftrekken
om zo de positie van de LED te bepalen. We plaatsen 2 LDR’s op de x-as en 2 LDR’s
op de y-as. De waarden van de LDR’s op de x en y-as worden van elkaar
afgetrokken om zo de positie van de LED te bepalen. Als er over de x-as gebogen
wordt, zou het verschil tussen de LDR’s op de y-as gelijk moeten blijven en
vise versa. Natuurlijk moet er wel geijkt worden voor gebruik. Hieronder is een
toelichting van deze methode zichtbaar.

 

IJKEN

Stap 1: het buisje
rechtleggen.

Stap 2: waarden
vastleggen.

Stap 3: alle waarden
gelijkstellen aan 0

Stap 4: de 4 waarden
mappen: beginwaarde tot 1023 wordt 0 tot 180

 

OMREKENEN

LDR1=x richting

LDR2=-y richting

LDR3=-x richting

LDR4=y richting

 

A = LDR1-LDR3

B = LDR4-LDR2

 

Coördinaat van het einde
van de buis is dan ( A,B ).

Domein: -90<A<90,
-90<B<90

 

Assenstelsel t.o.v.
LDR’s:

Assenstelsel 

 

 

Wat ons steeds is opgevallen is dat de 1 LDR een dubbele waarde geeft dan de rest van de LDR’s. nu kan dit komen omdat de LDR gevoeliger is of omdat de weerstand verschilt. We testen met een nieuwe weestand de waarde nog steeds afwijkt van de rest. Het blijkt aan de weerstand te liggen.

Verder willen we weten bij welke hoek de meetwaarden niet meer klopt, daarom voeren we alle waarden in in een Excel bestand om zo te zien wanneer er errors ontstaan, namelijk bij rare spikes in de grafiek.
We hebben de buis van 0 tot 60 graden gebogen en bij elke 10 graden de waardes genoteerd, deze waardes hebben we in een grafiek geplot (zie onderstaande afbeelding). We de buis gebogen over de as met LDR2 en LDR4.

grafiek LDR's 

Wat opvalt is dat de waarde van LDR 2 heel raar doet bij 40 graden. Dit zou kunnen komen door de lens van de LED. LDR2 neemt af na 40 graden, dit zou verklaart kunnen worden doordat de LDR minder licht opvangt omdat een deel door de buiswand niet op de LDR komt te vallen. 
Verder is te zien dat het verschil tussen LDR1 en LDR3 ongeveer gelijk blijft, met uitschieters bij 20 en 50 graden. Het gelijkblijven is te verklaren omdat haaks op deze LDR’s gebogen wordt, de uitschieters zouden kunnen komen doordat er net niet recht op die as is gebogen.

 

 

We hebben voor de zekerheid nog even getest of de LDR’s bij een stilstaande hoek een vaste waarde geven en niet teveel schommelt. De Waardes van de LDR’s blijven in der daad constand (onderstaande afbeelding). Verder valt op dat LDR 1 en 3 bij elkaar blijven en dat LDR 2 en 4 bij elkaar blijven. Dit komt hoogstwaarschijnlijk omdat de buis lichtelijk gebogen is in ruststand.

 

We hebben een programma geschreven in C# om de data van de LDR’s weer te geven. Zo zijn de waardes veel gemakklijker af te lezen, het programma geeft steeds veranderende data weer wanneer de buis met LDR’s gebogen wordt. In Arduino moeten alle regels van de uitvoer nagegaan worden om de veranderingen te kunnen waarnemen, dit hoeft nu niet meer. Zie onderstaande afbeelding voor verduidelijking.

 

 

 

We hebben een nieuwe test gedaan, dit keer met 4 LDR’s in plaats van met 3 LDR’s. verder is de opstelling hetzelfde gebleven. we hebben natuurlijk wel in het programma een extra LDR moeten toevoegen.
De veranderingen in data zijn vrijwel het zelfde, met 4 is de data echter makkelijker te verwerken dan met 3 LDR’s.

 

We hebben een nieuwe opstelling gemaakt, dit keer met een grotere buis, zodat de afstand tussen de LDR’s groter is en de metingen betrouwbaarder zijn.
We hebben 2 marsverpakkingen om de buis heen gedaan om de lichtbron buiten de buis tegen te houden (zie onderstaande afbeelding). 

figuur 4 

We hebben de LDR’s en de LED doormiddel van 2 kartonnetjes aan de 2 uiteinden van de buis verbonden. en de uiteinden van de LDR’s en LED aan draden gesoldeerd en die in het Arduino board geprikt. Zo hebben wij een veel stabilere opstelling gemaakt dan wat we eerst hadden(zie onderstaande afbeelding).

figuur 5 

Wederom hebben we met Sodexo roerstaafjes en een geodriehoek de verschillende hoeken gemeten. We hebben de hoek gemeten in het vlak parallel aan 2 LDR’s en de hoek daar loodrecht op.

waarbij de hoek de enkele LDR kruist. Twee van de 3 LDR’s bleven gelijk aan elkaar en gingen omhoog en omlaag. de derde LDR die bleef gelijk. Als de hoek erg hoog wordt, bij de 90 graden ongeveer dan stijgt de derde LDR ook met een hele hoge stap. 

In het vlak parallel met de 2 LDR’s zien we dat de 1e LDR met 20 omhoog gaat bij 40 graden, de 2e 10 a 15 hoger. De derde werd 60 a 70 hoger. Bij een grotere hoek steeg de 1e LDR met 180 a 190 omhoog, de 2e steeg met 30 en de 3e steeg met 140 a 150.

figuur 6 

We hebben een schakeling gemaakt met een flexibele buis met daarin 3 LDR’s aan de ene kant en aan de andere kant een LED. Toen hebben we 2 stokjes van sodexo gebruikt en die op de flexibele buis gemonteerd om zo de hoek tussen de stokjes te meten wanneer de buis gebogen wordt (zie onderstaande afbeeldingen). De hoek hebben we gemeten met een geodriehoek en de waarden bij die gemeten hoek hebben we uit Arduino gehaald en genoteerd, zodat we weten bij welke hoek welke waarden horen. We hebben de hoeken van 35 en 60 graden gemeten twee kanten opgebogen over 1 as.

 figuur 2figuur 3

We hebben de waarden in Arduino geanalyseerd en kwamen er achter dat de waarden nogal varieerden. toen hielden we onze handen bij de buis en merkten op dat de buis zelf al veel te veel licht doorlaat om grondige metingen te verrichten. Verder ging het buigen van de buis niet heel gemakkelijk zonder de LDR’s binnenin de buis ongewild te verplaatsen.

Het uiteindelijke doel van deze opdracht is om een 3D muis te maken waarmee gemakkelijk een 3D curve in een 3D CAD programma gemaakt kan worden.

We zijn begonnen met een brainstorm gericht op een aantal
zaken, namelijk:

 

Hoe bewegen de verschillende onderdelen ten opzichte van elkaar? Wat is de
orientatie van de verschillende onderdelen ten opzichte van elkaar? Wat is de
orientatie op het scherm? Hoe wordt de buiging van de  3d muis gemeten en hoe wordt het naar de
computer gestuurd?

 

Uiteindelijk kwamen we bij de oplossing om met een flexibele
buis te werken i.p.v. verschillende onderdelen en de hoeken te meten doordat
een LED zich verpaatst boven 3 LDR’s. 1 of 2 van de LDR’s krijgen zo meer of
minder licht en zo kan de hoek bepaald worden.

We hebben de Arduino benodigdheden bij het lab te leen
gekregen en zijn begonnen met het uitlezen van de arduino. Eerst hebben we 1
LDR aangesloten en met verschillende lichtintensiteiten de output gemeten. We
hebben onze vinger op de LDR gelegd voor minimale lichtintensiteit en de flits
van een blackberry camera erboven gehouden voor maximale lichtintensiteit. De
output varieerde van -20 bij hoge lichtintensiteit tot 150 bij vrijwel geen
licht. Daarna hebben we de waardes van de “map” aangepast zodat de waarden van
de output niet in de min kwamen.

We hebben als nadeel van de methode met LDR en LED
vastgesteld dat de waarden van de output varieert, ook als de lichtintenseit
niet verandert.

 


 

 

© 2011 TU Delft