Gli accelerometri sanno quando si muovono verso l'alto o verso il basso?

Ho bisogno di un sensore che posso posizionare solo sopra un oggetto, per contare il numero di volte in cui l'oggetto si muove su e giù.

Posizionare un accelerometro sopra l'oggetto compirebbe questo o potrebbe tracciare la transizione tra muoversi su e giù?

In caso contrario, quale tipo di sensore (i) realizzerebbe questo?

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Idealmente, vorrei un sensore da posizionare sopra la scatola delineata di seguito e contare le volte che sale e scende. Ha più binari di guida che ne impediscono la torsione. Ho intenzione di usare un arduino come microcontrollore che fa i calcoli, ho solo bisogno di un sensore in grado di rilevare il movimento su / giù. Tutti i suggerimenti sono benvenuti. Grazie.

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| moves up |
| and down |
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Penso che un accelerometro e un arduino siano un ottimo modo per contare il numero di volte che la scatola si muove su e giù. È un modo compatto, affidabile, senza contatto per rilevare i movimenti.

Potrebbe funzionare per movimenti delicati come l'ascesa e la caduta del torace, quando si respira, si sdraia e certamente qualcosa di più veloce di così.

Potresti cavartela con un semplice rilevatore di soglia con qualche isteresi: contane uno quando l'accelerazione supera + x, quindi imposta la soglia su -x, fino a quando non attraversa -x, quindi imposta la soglia su + x.

Se l'accelerazione è più delicata o c'è una vibrazione di fondo che non vuoi contare (anche se in realtà si tratta di movimento su e giù), allora il segnale potrebbe essere perso nel rumore.
Quindi dovrai implementare un semplice filtro digitale sull'arduino, che in effetti "cerca" il movimento a una determinata velocità. Questo potrebbe essere un semplice come sommare gli ultimi 100 campioni di accelerazione (a 100 Hz) e mettere la media attraverso il rilevatore di soglia, oppure è possibile progettare un filtro più elaborato.

Se hai intenzione di utilizzare un accelerometro per qualsiasi cosa, provalo prima con il tuo smartphone.

Cerca nel tuo app store un'app per il monitoraggio dell'accelerometro, qualcosa che registra il sensore in un file e fai alcuni esperimenti. Se crea un file CSV, puoi aprirlo in Excel, tracciare grafici ecc.

L'accelerometro nel tuo telefono è abbastanza semplice e rumoroso, ma è un buon sostituto per qualsiasi altro accelerometro inferiore a $ 100 e potrebbe darti un'idea approssimativa di ciò che si potrebbe fare con $ 1000.

Ecco un esempio di ciò che ho fatto con il sensore del telefono.

In bocca al lupo! Pubblica qui i tuoi risultati (rispondi alla tua domanda) se funziona per te.

In generale, no. Immagina di lanciare una palla verso l'alto (e ignora la resistenza del vento): una volta che si muove, l'unica forza su di essa è la gravità, che produce un'accelerazione costante . Non c'è modo di sapere dalla sola accelerazione, quando la palla ha raggiunto la sua altezza più alta e ha ricominciato a scendere - l'accelerazione è la stessa per tutto il suo percorso fino a quando non colpisce il terreno.

Se sai che l'oggetto si avvia a riposo e misuri la sua accelerazione, puoi capire la sua velocità integrando l'accelerazione nel tempo. Se rallenta, vedrai un'accelerazione negativa e l'integrale andrà a zero quando si ferma. Quindi, quando ricomincia a muoversi, vedrai un cambiamento nell'accelerazione e potrai ricominciare da capo. Tuttavia, ciò dipende fortemente dalla precisione delle misurazioni e dei calcoli. Se uno dei due si spegne un po ', l'errore aumenterà gradualmente fino a quando non si saprà più cosa sta realmente accadendo.

Innanzitutto è importante capire come si comporta un accelerometro in un campo gravitazionale, come sperimentiamo qui sulla terra. Un accelerometro non misura l'accelerazione, nel senso che non misura il cambiamento della velocità da solo. Misura il cambiamento di velocità più gravità - il che significa che è necessario eseguire la misurazione della gravità se si prevede di tentare ciò che si delinea.

Inoltre, la gravità verrà misurata come un'accelerazione verso l' alto - che è in qualche modo controintuitiva ma ha senso se immagini un accelerometro come se fosse costruito qualcosa del genere:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Ho abusato dell'editor schematico per mostrare un cuscinetto a sfere sospeso in un tubo da due molle perfettamente smorzate. Immagina che l'accelerometro effettui le sue misurazioni indicando quanto lontano dalla posizione di riposo si trova attualmente il cuscinetto a sfere. Ora immagina di girare questo dispositivo all'estremità e puoi vedere come il cuscinetto a sfere si abbassa sotto la gravità e come questo sia indistinguibile dall'accelerazione. Penso che la relatività abbia qualcosa da dire su questo argomento, ma comunque.

Quindi - se hai un accelerometro verticale e rimuovi l'effetto della gravità, e i movimenti del tuo dispositivo sono sufficientemente più grandi del rumore di fondo dell'accelerometro, e inoltre i movimenti sono sufficientemente fluidi da non confondere l'algoritmo - allora potrebbe Essere possibile. C'è una risposta sopra che menziona la caduta libera, il che sarebbe un problema, ma presumo dalla tua descrizione che il tuo dispositivo non sarà in caduta libera per un certo periodo di tempo. Questa è una supposizione però.

Se vuoi davvero usare un accelerometro, il tuo miglior approccio a un problema come questo è quello di registrare in qualche modo l'output dell'accelerometro (preferisco inviarlo tramite SPI e registrarlo utilizzando un analizzatore di logica USB) e scrivere esattamente quello che fai (o anche video, se sei davvero appassionato). Quindi puoi giocare con gli algoritmi offline, senza il sovraccarico di chiederti costantemente se il tuo Arduino sta davvero facendo quello che pensi che sia.

Come altri hanno già detto, altri tipi di sensori potrebbero essere più appropriati. Avremmo bisogno di maggiori dettagli sul motivo per cui stai provando quello che stai cercando di commentare, penso.

Se l'oggetto si sposta su e giù su guide fisse, penso che il modo più semplice per contare i suoi movimenti sarebbe usare un finecorsa che sarebbe chiuso quando l'oggetto è a riposo, e aperto quando lontano dalla sua posizione di riposo.

Attenzione, un'inversione di accelerazione non significa che la scatola si sia girata. La casella si avvia: viene visualizzata un'accelerazione verso l'alto. Ora sta salendo a un ritmo costante: non si vede alcuna accelerazione. Rallenta a metà velocità - vedi accelerazione verso il basso. Continua a metà velocità - non vedi accelerazione. Accelera il backup - vedi accelerazione verso l'alto. Si ferma, vedi accelerazione verso il basso.

Hai visto su, giù, su, giù ma la scatola si è davvero spostata solo verso l'alto. Dovrai integrarti nel tempo e avere un'accuratezza sufficiente nel tuo accelerometro per capire in che modo stai davvero andando: attento a un errore cumulativo, potrebbe rendere questo problema molto difficile!

Hai studiato utilizzando un telemetro laser per misurare dove si trova la scatola?

Gli accelerometri misurano le accelerazioni. Se il movimento viene eseguito con accelerazione, verrà rilevato, dato che l'accelerometro è abbastanza sensibile su questo asse. La direzione dell'accelerazione sarà indicata dal segno dei valori letti. Si noti che quando si misurano le accelerazioni sull'asse verticale, la misurazione sarà distorta dalla costante di accelerazione di gravitazione g.

Se non si desidera un contatto fisico (come fornito da un tipico finecorsa o microinterruttore), è possibile montare un magnete e utilizzare un interruttore reed o un interruttore ad effetto hall. Oppure monta qualcosa che sporge leggermente ed è opaco, e viaggia attraverso un rilevatore ottico (il tipo con una piccola fessura).

Un accelerometro è complicato, più costoso di quanto sopra, e per la ragione spiegata eloquentemente da Pete Becker (e ora anche da Dave Branton), è improbabile che funzioni.

Molte informazioni fantastiche qui, ma non ho visto nessuno suggerire un potenziometro lineare ...

Semplice, applica la tensione e conta quante volte il GPIO legge un HI. Vaso lineare più economico? Cursore del volume di una vecchia radio, regolazione dei trim dai controller dei giocattoli R / C, ecc

Se i seguenti binari, che ne dici di usare un telemetro ad ultrasuoni? L'arduino può fare i calcoli per determinare l'accelerazione e sarà un'implementazione molto più semplice rispetto al collegare i cavi a qualcosa che si muove. Funzionerà sicuramente meglio se la pista è dritta. Eccone uno. https://www.sparkfun.com/products/639

Consiglierei di usare due sottili piastre di metallo per formare un condensatore. Una piastra verrebbe posizionata sopra la scatola e l'altra fissata ad una certa altezza dalla scatola. Man mano che la scatola si sposta su e giù, la capacità (C) varierà a causa del cambiamento nella separazione (d) delle piastre (C = kA / d). Questa modifica può essere "convertita" con mezzi appropriati in una variazione di tensione, frequenza, ecc. E quindi in una forma appropriata per l'interfaccia di Arduino (potrebbe essere necessaria l'amplificazione).