Widerstand oder Kapazität eines Stück Rasens messen

[bigfootblue]

Hallo liebe Forenmitglieder,

ich hoffe ich bin im richtigen Unterforum, wusste sonst nicht wohin. Vorab: ich bin kein elektrotechnisch begabter Mensch, aber lerne gern dazu.

Mein Szenario:
ich habe ein Rasenpad (kleines Stück Rasen) und möchte hier entweder per Widerstands- oder Kapazitätsmessung feststellen, ob Jemand seine Hand auf den Rasen legt/drückt. Der Rasen fungiert sozusagen als Sensor.

Natürlich gibt es einfache Lösungen:
eine Klemme ins Erdreich und die andere am Körper anbringen. Oder leitende Fasern in die Erde stecken.
Allerdings soll der Benutzer hier vollkommen frei von Verkabelungen agieren können. Und das Rasenpad einfach ersetzbar bleiben.

Meine Lösung:
habe links und rechts vom Graspad Bleche ins Erdreich gesteckt und die Erde gut gewässert um ein Leiten zu begünstigen.
Beim Messen des Widerstands spielt mein Multimeter wahlweise verrückt oder bei Messbereich 2000 Ohm beginnt es bei ca. 1500 Ohm und zählt hoch bis es die Messgrenze erreicht hat. Stelle ich auf 20 kOhm so beginnt es bei ca. 2.15 und zählt sehr langsam hoch.
Keine Änderung bei Handkontakt.
Schließe ich mein Kapazitätsmessgerät an und stelle den Messbereich auf 200 uF so zeigt er mir aufsteigend ab 9.8 bis er sich zwischen 11.5 und 11.8 eingependelt hat.
Leider auch hier keine Änderung bei Handkontakt.

Bin für Lösungs- oder Problemhinweise echt dankbar.

Um es sich evtl. besser vorstellen zu können:
http://s2.postimg.org/ixyiredat/20140827_184118.jpg

 

[OEmer]

Ich glaube nicht, das du mit deinem Ansatz Erfolg haben wirst. Das Rasenpad verändert seine elektrischen Eigenschaften je nach Umgebungsbedingungen ständig, und durch Handauflegen änderst du kaum den Widerstand oder die Kapazität.

Du könntest mit einem kapazitiven Sensor als Näherungsschalter arbeiten:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kapazitiv ... gsschalter

Den könntest du im Pad oder unter Umständen unter dem Pad (ausprobieren) einsetzen.

 

[A. u.O.]

Suche mal nach Kontakt- o. Schaltmatte, mit der lässt sich sowas realisieren.

LG.

 

[bigfootblue]

Vielen Dank ihr beiden für eure schnellen Antworten.

@A. u.O.: ich glaube das funktioniert nur bei entsprechend großem Druck, z.B.: wenn ich darauf treten würde. In meinem Fall soll bereits bei Berührung der Halme ausgelöst werden.
Zum Verständnis: das Projekt ist für ein Indoor-Projekt, also zufällige Berührung kann ausgeschlossen werden und sämtliche Elektrik eingesetzt werden.

@OEmer: das klingt nach einem anderen Lösungsansatz, kannst du das konkretisieren für meine Anwendung?
Ich bastel mir ein Gitter unter den Rasen und erzeuge ein Magnet-/elektrisches Feld und durch meine Hand wird dieses dann verändert oder wie funktioniert das genau?
Brauche ich teures Equipment bzw. Bauteile?

 

[werner_1]

Wäre evtl. eine Lichtschranke eine Möglichkeit?

 

[A. u.O.]

Trotzdem, guck mal bei w.w.tapeswitch. de vorbei, die haben für vieles eine Lösung parat.

 

[bigfootblue]

@A. u.O.: nach deinem Beitrag hatte ich genau dort geschaut, bin leider nicht fündig geworden. Ich kann die Firma aber mal kontaktieren, evtl haben die das KnowHow dafür

@werner_1: ja, das ist eine Möglichkeit die ich bereits in Betracht gezogen habe. Allerdings ist dies meine allerletzte Notlösung, da diese den Beetunterbau übersteigen müsste und so dem "Benutzer" die Bewegungsfreiheit einschränkt. Weiterhin müsste diese dann durch ausgeklügelte Technik "mitwachsen", da der Rasen wächst. Das wiederum wird schwierig, da die Technik ja nicht weiß, ist es der Rasen oder meine Hand, welche gerade die Sicht behindert

gewollt ist ein Unterbau dieser Art(ohne störende Seitenbauteile):

http://s28.postimg.org/lb8s5s9pl/6a00d8341c630a53ef012875fc249d970c_pi.jpg

 

[werner_1]

Oder ein Bewegungsmelder, der nur auf die Rasenfläche fokussiert wird?

 

[Moorkate]

Erzähl uns doch einfach mal, was du genau vorhast, bzw. wozu es gut sein soll.
Dann können wir dir eher weiterhelfen oder ein Alternativvorschlag unterbreiten.

mfG

 

[bigfootblue]

@moorkate: Problematisch ist, dass ich nicht alles verraten darf/kann, da es hier um meine Bachelorarbeit geht und dabei einige geschützte Patente eine Rolle spielen :-/ Sorry.
Es geht wie gesagt exakt darum die Berührung der Grashalme festzustellen. Dabei kann aber davon ausgegangen werden, dass die Hand mehr als nur wenige Halme berührt. Und zwar am Besten per versteckter Elektronik und ohne Aufbauten um das Rasenpad herum. Ich hatte auch schon an Wärmemessung durch das Gras hindurch gedacht, weiß aber nicht ob günstig machbar.

@werner_1: der Bewegungssensor ist vorhanden, sprich eine Kamera, aber es soll eben genau die Berührung erfasst werden. Mit der Kamera wird die Handbewegung vermessen, diese kann jedoch den Kontakt nicht garantieren.

Hoffe noch auf weitere Infos zur Variante von OEmer, das klang machbar.
Falls meine Version nicht praktikabel ist, wobei ich das nachgebaut habe von einem Anderen, der behauptet hat es würde funktionieren

 

[bigfootblue]

Also ich hab mir die Idee mit dem Näherungssensor mal zu Gemüte geführt.

Ein Kapazitiver Näherungssensor kommt nicht in Frage, da er max. 40mm Schaltabstand schafft.
Die meisten anderen Näherungssensoren sind nur für metallische Materialien oder bei "freier Sicht" nutzbar.

Wozu ich nix gefunden habe ist der bei Wikipedia extra aufgeführte "Elektromagnetische Näherungsschalter" der hier nicht der Induktive sein soll ?!?

Eine andere Variante: Ultraschallsensor

auch wenn da Erde drauf liegt sollte das doch funktionieren, Stichwort: Wühlmausschreck.
Jemand eine Idee wie man kostengünstig einen Schallgeber und -Sensor basteln könnte inkl. einigermaßen einstellbarer Abstand?

 

[OEmer]

Sorry, das ich erst jetzt antworten kann. Zum kapazitiven Sensor hätte ich dir auch nicht viel mehr sagen können, das ist eher das Feld von Industrieelektrikern.

U.U. könnte auch ein Fotoelektrischer Widerstand funktionieren, sobald die Hand das Pad beschattet. Würde natürlich vorraussetzen, das die Lichtverhältnise immer recht ähnlich sind...

 

[bigdie]

Du wirst keinen Sensor finden, der schon das Berühren der Rasenspitze signalisiert. Für die Widerstandsmessung beim Zusammenpressen war dein Messaufbau verkehrt. man kann da nur mit sehr kurzen Impulsen messen, weil durch den Stromfluss und elektrolyse der Widerstand verändert wird.
Kapazitive Messung ebenso falscher Messaufbau die Beiden Elektroden müssen dazu isoliert und relativ großflächig sein und Messen wirst du da keine µF sondern eher pF oder ein paar nF.
Ob sich der Widerstand oder die Kapazität bei Druck aber dann auch ändert, kann ich dir nicht sagen. Eins wird ganz sicher nicht funktionieren, das sich irgend ein Wert signifikant ändert, wenn du nur die Grasspitzen berührst.

 

[bigfootblue]

@OEmer: alles klar, aber ist schon mal eine Idee die ich prüfen könnte, danke.

@bigdie: also mir würde es reichen, wenn erkannt wird, dass ich die Hand vollflächig ins Gras lege/drücke. Natürlich ohne viel Kraft aufzuwenden, im Notfall ehr ein kurzer Klapps (die Sensormatte ist also noch im Hinterkopf)
Wie würdest du es aufbauen um messbare Resultate zu erzielen? Wie gesagt bin nicht sehr bewandert, hab mich nur an den Bauplan eines Anderen gehalten.

 

[bigdie]

Wie gesagt, wenn du die Kapazität messen willst, musst du die elektroden isolieren gegenüber dem Rasen. Zumindest eine der beiden.
Druckmatte ist natürlich auch eine Möglichkeit, damit hat der Rasen aber keine Verbindung mehr zum Untergrund.
Es wird ja wahrscheinlich darum gehen, das Schritte lokalisiert werden, da würde ich eher mit Körperschallmikrofonen im niedrigen Frequenzbereich (evtl. bis Infraschall) experimentieren. Aber ob das sicher funktioniert und mit welchem Aufwand, weis ich auch nicht

 

[bigfootblue]

@bigdie: ok, ab Montag werd' ich das mit der Kapazität noch mal angehen.
Im übrigen liegst du falsch, es geht wie bereits erwähnt rein darum, dass meine Hand mit dem Gras interagiert. Das Gras wird wie im Bild in einer Art dekorativen Blumenschale sein. Ich weiß nicht ob ich dich da genau verstanden habe, aber somit könnte ich eine sensible Druckmatte im Notfall verwenden?

Ja mit dem Schall da bin ich noch nicht ganz durchgestiegen, es gibt wohl Ultraschallköpfe die sowohl Sensor als auch Emitter sind. Aber die funktionieren wohl auf sehr unterschiedliche Weise. Ob das nun unter der Erde und mit meiner Hand als Störfaktor geht steht in den Sternen. Außerdem sind die ultrateuer (250 Flocken aufwärts), deswegen wäre ein Eigenbau mit getrennten Geräten eine Möglichkeit für mich.

 

[bigdie]

Ich weine keine Ultraschallsensoren, sondern reine Mikrofone für niedrige Frequenzen.
Praktisch wie bei den Indianern, die am Boden gehorcht haben um die Kavallerie in 1km Entfernung zu hören.
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6rperschallaufnehmer

 

[bigfootblue]

So ich wollte mich noch einmal herzlich bei euch allen bedanken für den regen Input
Ich werde jedes Beispiel berücksichtigen, auch wenn ich die meisten aus Kostengründen nicht umsetzen kann.

Da ich vorerst nur ein Prototypen erstellen muss, werde ich die Umsetzung per Kamera lösen müssen.