Myślę, że akcelerometr i arduino to świetny sposób, aby policzyć, ile razy pudełko porusza się w górę iw dół. To kompaktowy, niezawodny, bezkontaktowy sposób wykrywania ruchu.

Może działać w przypadku ruchu tak delikatnego, jak unoszenie się i opadanie klatki piersiowej, podczas oddychania, leżenia, a na pewno w przypadku każdego szybszego.

Prosty detektor progu z pewną histerezą może ci ujść na sucho - policz jeden, gdy przyspieszenie przekroczy + x, następnie ustaw próg na -x, aż przekroczy -x, a następnie ustaw próg na + x.

Jeśli przyspieszenie jest łagodniejsze lub występują wibracje w tle, których nie chcesz liczyć (nawet jeśli w rzeczywistości jest to ruch w górę iw dół), sygnał może zostać utracony w szumie. Wtedy będziesz musiał zaimplementować prosty filtr cyfrowy na arduino, który w efekcie „wyszukuje” ruch w określonym tempie. Może to być proste, jak po prostu zsumowanie ostatnich 100 próbek przyspieszenia (przy 100 Hz) i przepuszczenie średniej przez detektor progu lub możesz zaprojektować bardziej złożony filtr.

Jeśli planujesz używaj akcelerometru do wszystkiego, najpierw wypróbuj go na smartfonie.

Poszukaj w sklepie z aplikacjami aplikacji do monitorowania akcelerometru, czegoś, co rejestruje czujnik w pliku, i przeprowadź kilka eksperymentów. Jeśli tworzy plik CSV, możesz go otworzyć w programie Excel i wykreślić wykresy itp.

Akcelerometr w telefonie jest dość prosty i głośny, ale jest dobrym zamiennikiem każdego innego akcelerometru poniżej 100 USD i może dać przybliżone wyobrażenie o tym, co może zrobić osoba o wartości 1000 USD.

Oto przykład tego, co zrobiłem z czujnikiem telefonu.

Dobrze szczęście! Opublikuj swoje wyniki tutaj (odpowiedz na własne pytanie), jeśli Ci się uda.

Ogólnie nie. Wyobraź sobie, że rzucasz piłkę prosto w górę (zignoruj ​​opór wiatru): kiedy się porusza, jedyną siłą działającą na nią jest grawitacja, która wytwarza stałe przyspieszenie. Nie ma sposobu, aby stwierdzić na podstawie samego przyspieszenia, kiedy piłka osiągnęła najwyższą wysokość i ruszyła z powrotem w dół - przyspieszenie jest takie samo na całej swojej drodze, aż uderzy w ziemię.

Jeśli wiesz, że przedmiot startuje w spoczynku, a ty mierzysz jego przyspieszenie, możesz obliczyć jego prędkość całkując przyspieszenie w czasie. Jeśli zwolni, zobaczysz ujemne przyspieszenie, a całka spadnie do zera, gdy się zatrzyma. Następnie, gdy znów zacznie się poruszać, zobaczysz zmianę przyspieszenia i możesz zacząć całkowanie od nowa. Zależy to jednak w dużym stopniu od dokładności pomiarów i obliczeń. Jeśli któryś z nich jest trochę wyłączony, błąd będzie stopniowo narastał, aż nie będziesz już wiedział, co się naprawdę dzieje.

Po pierwsze, ważne jest, aby zrozumieć, jak akcelerometr zachowuje się w polu grawitacyjnym, jakiego doświadczamy na Ziemi. Akcelerometr nie mierzy przyspieszenia w tym sensie, że nie mierzy samej zmiany prędkości. Mierzy zmianę prędkości plus grawitację - co oznacza, że ​​musisz wziąć pomiar grawitacji, jeśli planujesz spróbować tego, co zarysujesz.

Ponadto grawitacja będzie mierzona jako w górę przyspieszenie - co jest nieco sprzeczne z intuicją, ale ma sens, jeśli wyobrażasz sobie, że akcelerometr jest budowany w ten sposób:

^{symulować ten obwód - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Nadużyłem edytora schematów, aby pokazać łożysko kulkowe zawieszone w rurze za pomocą dwóch doskonale tłumionych sprężyn . Wyobraź sobie, że akcelerometr dokonuje pomiaru, informując Cię, jak daleko od pozycji spoczynkowej znajduje się obecnie łożysko kulkowe. Teraz wyobraź sobie, że obracasz to urządzenie na końcu i możesz zobaczyć, jak łożysko kulkowe zapada się pod wpływem grawitacji i jak jest to nie do odróżnienia od przyspieszenia. Myślę, że teoria względności ma coś do powiedzenia na ten temat, ale i tak.

A więc - jeśli masz akcelerometr pionowy i usuwasz efekt grawitacji, a ruchy twojego urządzenia są wystarczająco większe niż hałas podłogę akcelerometru, a ponadto ruchy są wystarczająco płynne, aby nie mylić algorytmu - wtedy może się to udać. Powyżej jest odpowiedź, która wspomina o swobodnym spadaniu, co byłoby problemem, ale z twojego opisu zakładam, że twoje urządzenie nie będzie spadać swobodnie przez dłuższy czas. To jest jednak przypuszczenie.

Jeśli naprawdę chcesz użyć akcelerometru, najlepszym podejściem do takiego problemu jest jakoś zarejestrowanie danych wyjściowych akcelerometru (wolę wyprowadzić je przez SPI i nagrać za pomocą analizatora logicznego USB) i zapisać dokładnie to, co masz zrób to (lub nawet nagrywaj, jeśli naprawdę chcesz). Wtedy możesz bawić się algorytmami offline, bez ciągłego zastanawiania się, czy Twoje Arduino naprawdę robi to, co myślisz.

Jak wspominali inni, inne typy czujników mogą być bardziej odpowiednie. Potrzebowalibyśmy więcej szczegółów na temat tego, dlaczego próbujesz to, co myślę, skomentować.

Jeśli obiekt porusza się w górę iw dół po stałych prowadnicach, myślę, że najłatwiejszym sposobem policzenia jego ruchów byłoby użycie wyłącznika krańcowego, który byłby zamknięty, gdy obiekt był w spoczynku, a otwarty, gdy znajdował się z dala od pozycji spoczynkowej.

Ostrożnie, odwrócenie przyspieszenia nie oznacza, że ​​pudełko się odwróciło. Pudełko się uruchamia - widzisz przyspieszenie w górę. Teraz porusza się w górę w stałym tempie - nie widać przyspieszenia. Zwalnia do połowy prędkości - widać przyspieszenie w dół. Kontynuuje z połową prędkości - nie widać przyspieszenia. Przyspiesza powrót - widać przyspieszenie w górę. Zatrzymuje się, widzisz przyspieszenie w dół.

Widziałeś w górę, w dół, w górę, w dół, ale tak naprawdę pudełko przesunęło się tylko w górę. Z czasem będziesz musiał przeprowadzić całkowanie i mieć wystarczającą dokładność w akcelerometrze, aby dowiedzieć się, jak naprawdę idziesz - uważaj na skumulowany błąd, może to bardzo utrudnić ten problem!

dalmierz laserowy do pomiaru, gdzie znajduje się pudełko?

Akcelerometry mierzą przyspieszenia. Jeśli ruch jest wykonywany z przyspieszeniem, zostanie wykryty, biorąc pod uwagę, że akcelerometr jest wystarczająco czuły na tej osi. Kierunek przyspieszenia będzie wskazywany przez znak odczytanych wartości. Należy pamiętać, że podczas pomiaru przyspieszeń na osi pionowej pomiar będzie obciążony stałą przyspieszenia ziemskiego g .

Jeśli nie chcesz fizycznego kontaktu (takiego jak zapewniany przez typowy wyłącznik krańcowy lub mikroprzełącznik), możesz zamontować magnes i użyć kontaktronu lub przełącznika efektu Halla. Lub zamontuj coś, co lekko odstaje i jest nieprzezroczyste, i przechodzi przez detektor optyczny (taki z małą szczeliną).

Akcelerometr jest skomplikowany, droższy niż którykolwiek z powyższych, a dla powód wymownie wyjaśniony przez Pete'a Beckera (a teraz także przez Dave'a Brantona) jest mało prawdopodobny.

Wiele świetnych informacji tutaj, ale nie widziałem nikogo, kto sugeruje potencjometr liniowy ...

Prosto, przyłóż napięcie i policz, ile razy odczytuje GPIO a HI. Najtańsza doniczka liniowa? Suwak głośności ze starego radia, regulacja trymu za pomocą kontrolerów zabawkowych R / C itp.

Jeśli chodzi o następujące szyny, co z użyciem dalmierza ultradźwiękowego? Arduino może wykonać obliczenia matematyczne, aby określić przyspieszenie, a implementacja będzie o wiele prostsza niż podłączenie przewodów do czegoś, co się rusza. To z pewnością zadziała najlepiej, jeśli tor jest prosty. Tutaj jest jeden. https://www.sparkfun.com/products/639

Zalecałbym użycie dwóch cienkich metalowych płytek do utworzenia kondensatora. Jedna płyta była umieszczana na górze pudełka, a druga mocowana na pewnej wysokości od pudełka. Gdy pudełko porusza się w górę iw dół, pojemność (C) będzie się zmieniać ze względu na zmianę separacji (d) płytek (C = kA / d). Zmianę tę można „przekształcić” za pomocą odpowiednich środków w zmianę napięcia, częstotliwości itp., A następnie na postać odpowiednią dla interfejsu arduino (może być konieczne wzmocnienie).