Всенаправленный датчик удара

Lisenko2008 · 23.04.2016, 18:57

Искать-то можно что угодно. Вот только найти нельзя.
Всем хорош MPU6050, он может работать в восьми диапазонах от 2G до 16G. Беда только в том, что производитель в даташите забыл описать процедуру переключения по диапазонам. Все кто этот акселерометр пользуют, используют его в квадрокоптерах и т.п. и им заводской установки в 2g достаточно. Поэтому метод переключения на диапазон 16g найти невозможно. Во всяком случае так было 2 года назад, когда обсуждали эту тему.

croma · 23.04.2016, 22:44

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=339349.45

Lisenko2008 · 24.04.2016, 06:51

Спасибо. Ссылка дельная. Но, судя по ней, народ мучается с тем же вопросом. Команда afs-sel просто вводит кратный G множитель, который не позволяет выйти за пределы размера буфера в 32768. А проблема остаётся: при примерно одинаковом ударе по акселерометры показания разнятся ну очень сильно. Видимо любой удар по определению сильно превосходит 16g.
Поэтому прикидка Dromanov1972 где при ударе а=250g не лишена правды.

akegor · 24.04.2016, 11:24

Сообщение от Lisenko2008

А проблема остаётся: при примерно одинаковом ударе по акселерометры показания разнятся ну очень сильно

А не думали о том, что оцифровка слишком редкая и максимальное значение не есть максимальное, а только где-то на подходе к максимуму?

Lisenko2008 · 24.04.2016, 16:10

Ну оцифровку делает сам чип MPU с той скоростью с какой может. Проблему я вижу в том, что MPU это псевдо гироскоп и на его основе псевдоакселерометр. Он построеен на конденсаторах с подвижными пластинами. Наклонили чип, пластины повернулись, ёмкость изменилась, чип высчитал наклон или ускорение. А когда на датчик воздействуешь с сильным превышением допустимых параметров, то эти пластины либо не успевают повернуться либо по инерции отлетают за реальный угол наклона. Поэтому щелкаешь по нему, он реально отклоняется градусов на 40 а показать может и то 95 то 156.
У меня на груше пока стоит датчик собственной конструкции. На пружине фотоприемник под ним светодиод. Программа считает время отсутствия сигнала с фотоприемника. Чем больше время, тем сильнее был удар.
Все хорошо и замечательно, но пока вектор удара совпадает с центром груши. Тогда датчик отклоняется вперед, потом назад. Но если удар смещен от центральной оси, груша закручивается и датчик отклоняется по результирующему вектору и возвращаясь пролетает мимо светдиода, попадая на него после 2-3 тактов. И вот это пока непреодалимая проблема.

akegor · 24.04.2016, 17:38

Сообщение от Lisenko2008

Ну оцифровку делает сам чип MPU с той скоростью с какой может.

Я про частоту снятия отсчетов.

Сообщение от Lisenko2008

Поэтому щелкаешь по нему, он реально отклоняется градусов на 40 а показать может и то 95 то 156.

Углы - хорошо, но лучше смотреть по ускорению. Как?
По трем осям определяете модуль вектора Ж. Если он единица - система в покое. Отличие от единицы и даст сигнал о наличии смещения с каким-то ускорением. Остается определить это ускорение. Математика.

pojarnik11 · 24.04.2016, 18:11

можно попробовать жестко закрепленную спицу с грузиком на конце. а на саму спицу наклеить тензорезисторы. при ударе спица будет изгибаться, меняя сопротивление тензорезистора. Правда спица будет еще и колебаться. Но если учитывать только пик удара думаю будет довольно точно.

Lisenko2008 · 24.04.2016, 20:26

Сообщение от akegor

Я про частоту снятия отсчетов.

Сам MPU выдает результаты со скоростью 100кГц. Частота приема микроконтроллером с тактовой 20МГц с голыми библиотеками акселерометра, И2С и индикатора (отключенным COM-просмотром через монитор) на вскидку всяко не менее мегагерца. Поэтому частота снятия не менее частоты выдачи акселерометром. А если с осей результаты идут некорректные, то и модуль вектора будет таким же. Для себя мне ясно, что подобные акселерометры на удары работать не способны.

Сообщение от pojarnik11

можно попробовать жестко закрепленную спицу с грузиком на конце. а на саму спицу наклеить тензорезисторы. при ударе спица будет изгибаться, меняя сопротивление тензорезистора. Правда спица будет еще и колебаться. Но если учитывать только пик удара думаю будет довольно точно.

Да примерно с этого я и начинал. Только тема у нас «Всенаправленный датчик удара», а тензорезисторов, одинаково меняющих свои характеристики в любом направлении мне не попадалось. Да и с теми что были АЦП AVRа долго периваривает. (Как-то ремонтировал дорогой горнолыжный тренажер. Там спортсмен стоит на станине, ноги на площадках имитирующих лыжи закрепляются, площадки наклонно подвижны. Наклон контролируют дорогие датчики с тензорезисторами. Так вот если их отдельно от агрегата резко дергаешь, даже там некорректные показания скачут).

Перечитав много по теме, согласен с выводами людей что аналоговые датчики неточны, сложны а хорошие очень дороги и в разработках их желательно не использовать. Проверено. Пошел по пути цифровых.
Есть две идеи.
1. Заменить светодиод прозрачным диском на который нанесено черное кольцо с отверстием в центре, а под ним подсветка. Тогда отклоняющийся на пружине фотоприемник не будет зависеть от вектора удара, так как обратное движение в расчетах не присутствует. Недостаток в том, что ширина этого черного кольца не будет универсальна. Дети за его пределы датчик могут не выбить, а если сделать кольцо узким, то у взрослых датчик это кольцо будет быстро проходить и опять будут не очень внятные показания.
2. Использовать датчик от лазерной мышки: хорошее разрешение, цифровое различие направления движения датчика. Но проблема в том, что датчик должен двигаться впритирку к поверхности корпуса. Т.е. поверхность, вдоль которой движется датчик должна быть близкой к куску идеальной сферы. Есть ли какие мысли по этому поводу.

akegor · 24.04.2016, 20:44

Сообщение от Lisenko2008

Для себя мне ясно, что подобные акселерометры на удары работать неспособны.

Я этими вопросами занимался, правда для немного других условий, и сказал о полученной информации и пути решения. Другими словами, я не предполагаю, а уже прошел. Устройство работает. Правда, на СТМ-овской базе.

kreking · 24.04.2016, 23:50

Сообщение от Lisenko2008

...1. Заменить светодиод прозрачным диском на который нанесено черное кольцо с отверстием в центре, а под ним подсветка. Тогда отклоняющийся на пружине фотоприемник не будет зависеть от вектора удара, так как обратное движение в расчетах не присутствует. Недостаток в том, что ширина этого черного кольца не будет универсальна. Дети за его пределы датчик могут не выбить, а если сделать кольцо узким, то у взрослых датчик это кольцо будет быстро проходить и опять будут не очень внятные показания...

Покажите на рисунке, как это будет выглядеть.

Сообщение от Lisenko2008

...Перечитав много по теме, согласен с выводами людей что аналоговые датчики неточны, сложны а хорошие очень дороги и в разработках их желательно не использовать...

Если это не аналоговый датчик, значит дискретный? Как собираетесь снимать информацию?