Joystick/Schalter bei Berührung

[expo-Schalter]

Hallo!
An meiner Schule gibt es Sport-Projekt, bei dessen Umsetzung ich dabei bin und Hilfe brauche.
Wir wollen Basketbälle in unterschiedlichen Höhen aufhängen ,die Schüler
springen in die Höhe und berühren/schlagen mit den Händen je nach Sprungkraft den nächst höheren Ball.
Wenn der Schüler einen Ball berührt hat (der an einer Halterung fixiert ist, soll ein Licht leuchten
oder ein Ton erzeugt werden.
Ich habe mir vorgestellt, den Ball an einem Joystick zu befestigen, einer mit 4 Achsen.
Wird der Ball mit der Hand geschlagen, schaltet der sich bewegende Ball den Joystick und ein Licht leuchtet
oder ein Ton wird erzeugt.
Das Konzept soll robust sein, viele Schüler haben ziemliche Kraft und schlagen wild auf den Ball ein.
Die Bälle sollen auch nicht nach dem Schlagen runterfallen, sollen fest befestigt sein.
Könnt ihr das euch so in etwa vorstellen und mir Tipps zur Umsetzung geben?
Anbei ein Foto

 

[schUk0]

Würde da eher auf einen Beschleunigungssensor setzen... Am Ball befestigen zu nd bei einem Ausschlag >x (einstellbar) irgendwo melden... Hat den Vorteil, dass der Ball dann einfach befestigt werden kann wie es am besten ist.

 

[expo-Schalter]

Hey schUk0,
guter Tipp, heisst das, der Beschleunigungssensor könnte auch an einer Schnur befestigt sein, die sich bewegt, wenn der Ball eine Pendelbewegung (=nach dem Schlag) macht? Klingt gut, welche Elektronik gibt es dazu? Wir können löten und bei z.B. reichelt bestellen.

 

[schUk0]

Ich hoffe jetzt mal, dass Arduino als Stichwort reicht. An jedem Ball ein Sensor... Diese mit einem Bus (I^2C; 1Wire) "schwingunsfest" verbinden und über einen Arduino Nano auswerten lassen.

Theoretisch könnte man so sogar noch unkompliziert eine relative Aussage über die Schlagkraft machen.

Etwas Zeit solltet ihr dafür aber einplanen... In 2 oder 3 Projektstunden ist das nicht gemacht, wenn man bei 0 anfängt.

Könnte euch da auch etwas weiterhelfen, habe ein paar Sachen zu Hause und könnte, zumindest für den Code, ein paar Tests durchführen.
Bei Interesse per PN

Bin aber in dem Bereich auch eher ambitionierter Bastler

 

[schUk0]

Zum Beispiel

Beschleunigungssensor(en)
GY-521 MPU-6050 3-Achsen Gyroskop + 3-Achsen Beschleunigungssensor Mo, 1,28 €
Mikrocontroller
Nano V3 | Entwicklerboard für Arduino IDE | ATMEL ATmega328P AVR Mikr, 3,53 €
Display
0.91" OLED Display Modul | 128x32 px Auflösung | I2C IIC 14pin | für, 5,92 €

 

[eFuchsi]

Könnte ich mir so vorstellen.
Der Ball hängt an einer starken Feder (Eventuell aus dem Kraftsport) am Balken. Um die Feder ist eine Metallröhre. Feder und Metallröhre bilden die beiden Kontakte.
Das ganze auf ein Nachlaufrelais (ca. 10-15sek), sodass man das Prellen und Nachfedern damit abfängt.

Durch die Höhe und Durchmesser der Metallröhre bzw. der Steifigkeit der Feder kann man einstellen, wie wuchtig der Ball getroffen werden muss, damit der Kontakt zustande kommt

 

[expo-Schalter]

@schUk0 wow, das ist schon ein echt guter Ansatz. Ich bespreche das mal mit meinen Kumpels. Arduino trauen wir uns bestimmt zu,
aber alle ohne Erfahrung. Habe gerade erfahren, dass es noch 2 Voraussetzungen gibt. 1. Es soll ein akustisches Signal beim Schlag bzw. Berührung ertönen. 2. Einen Anzeigebalken soll es geben, wieviele Bälle bzw. den wievielten Ball derjenige geschafft hat.....ufff das ist viel

 

[Pumukel]

Das gibt es auch als fertiger Endlagenschalter mit Feder Ich würde euch mal empfehlen nach NE 555 zu googeln und wie gesagt als Schalter bietet sich da eine kräftige Feder in einem Metallrohr an. Der 555 kann richtig beschaltet auch die Haltezeit liefern und mit 2 Stück davon kannst du auch Krach machen.
Timerbaustein NE555 und NE556 (Schaltungen)
Monostabil = Zeitfunktion.
Astabil = Krachmacher oder Blinker
Über den Federkontakt löst du den Monostabilen 555 aus der steuert den astabilen an und der Blinkt oder macht eben über einen Lautsprecher Krach.

 

[expo-Schalter]

@eFuchsi auch toller Ansatz! Ein Nachlaufrelais ist dazu da, den Schaltvorgang zu unterbrechen, sollte der Kontakt ein 2./3.4. von Feder und Metallröhre stattfinden, richtig?

 

[eFuchsi]

Ein Nachlaufrelais ist dazu da, den Schaltvorgang zu unterbrechen, sollte der Kontakt ein 2./3.4. von Feder und Metallröhre stattfinden, richtig?

Ja. Der Kontakt wird eben durch das federn 3-4x stattfinden. jetzt soll ja nicht eine Lampe nur flackern, sondern dauerhaft leuchten.
Zuerst dachte ich an eine Nachlaufrelais (die lampe leuchtet 15sek - dann ist der nächste Springer dran)
Allerdings mit deiner 2. Anforderung würde ich pro Ball eine Leuchte setzten, und die mittels Relais in Selbsthaltung schalten.
Nach den 6 Versuchen, sieht man dann genau welche Bälle der Springer erwischt hat. Mit einem zentralen Rücksetztaster werden dann die Relais aus der Selbsthaltung zurückgesetzt.

 

[eFuchsi]

Steuerung könnte ich mir so vorstellen. Würde natürlich mit ein Arduino oder dergleichen eleganter gehen. Aber ich mag Relais.

 

[expo-Schalter]

@Pumukel Ist das so ein Endschalter mit Feder wie im Foto im Anhang? Ist es richtig, dass der Schalter schaltet, wenn die Feder zur Seite gedrückt wird?
So verstehe ich es nämlich...Was ich auch machen könnte, ist , die Kombination aus e-Fuchsis und Pumuckel´s Vorschlag.
Ich montiere eine Schwingfeder, wie sie zum befestigen von Hängestühlen gibt, an einem Holzbalken, schiebe den Endschalter mit Feder rein.... Der Ball bewegt die Schwingfeder und die wiederum betätigt die Feder des Endschalters...so ungefähr?!

 

[expo-Schalter]

@e-fuchsi...wow, danke für deinen Einsatz!

 

[expo-Schalter]

hui, jetzt gibt es 3 Möglichkeiten.... 1. Bewegungssensor und Arduino, 2. Endschalter mit Feder und 3. Relaisschaltung...
da muss ich mich mit den anderen absprechen, inwiefern wer was kann und wo erfahrung hat. Ich persönlich tu mir noch schwer, das
vorszustellen, wie das auf einer Platine aussieht. wo was verdrahtet wird etc.

 

[expo-Schalter]

Allgemein: Die Möglichkeit, den Ball an einer starken Feder zu befestigen, gefällt mir am besten. Somit würde die Bewegungsenergie des Balles etwas "aufgefangen" und schwächer sein, als mit Schnüren oder wie von meinen Kollegen angedacht mit einem Silikonstab (in etwa wie ein Dildo ;-)

 

[eFuchsi]

Ich frage mich nur, wie man einen Medizinball hängend befestigt.

Eventuell eher eine Schlag-/Boxbirne

https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1RLm9eTwKL1JjSZFgq6z6aVXam.jpg

 

[Pumukel]

Mit Feder oder Glasfieberstab dürfte die Aufhängung noch am einfachsten sein. Die Hülse selbst dient als Gegenkontakt und begrenzt auch den Weg.
Noch etwas mit Relais wird so was besonders bei mehreren Bällen schnell zum Relaisgrab besonders wenn dann noch Zeiten ins Spiel kommen. Das geht auf rein elektronischem Weg kleiner und billiger deshalb ja auch der Hinweis auf den 555 oder ihr macht das gleich über einen µC zb Arduino UNO – Das kann der kleine Wunderkasten! – Arduino Tutorial
Dafür gibt es auch Erweiterungen um die Anzahl der ein und Ausgangspins zu vergrößern. Zeiten spielen da Zeiten gar keine Rolle denn wie lange ein Ausgang aktiv ist kannst du Programmieren und auch ob der Ausgang dann zB einen Ton ausgeben soll geht da problemlos . Allerdings werdet ihr da eine Menge Hirnschmalz investieren müssen.

 

[patois]

Allerdings werdet ihr da eine Menge Hirnschmalz investieren müssen.

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Die sind doch noch jung !

Da klappt das noch mit dem "Hirnschmalz"

 

[schUk0]

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Die sind doch noch jung !

Da klappt das noch mit dem "Hirnschmalz"

Denke ich auch