Всенаправленный датчик удара

[Godzilla82]

Понаписали тут...

Ну раз меряете силу удара (сразу отбросим влияние груши на максимальное ускорение, а оно есть и немаленькое), то ускорение - это как раз то, что надо.

Ускорение какой-либо массы пропорционально силе, действующей на эту массу.

Правда, если удар будет на в центр масс, часть удара пойдет на вращение груши (возможно большая часть удара). А вращение акселерометром не померяешь. Вернее можно (трехосевым), но муторно и сложно.

Поэтому сравнивать надо только удары, нанесённые в центр груши, которые не привели к вращению. Под вращением надо понимать любое вращение.

Понятно, что надо ускорения по осям возводить в квадрат, суммировать и извлекать корень из суммы. Из полученного значения вычитать 10 м/с^2.

Если акселерометр сильно шумит - профильтруйте сигнал. Или RC цепочкой (что хуже) или цифровым фильтром без сдвига фаз.

С каким МК работаете? Если с AVR, то откуда там мегагерцы оцифровки? Максимум килогерц 15-20.

Но и их должно хватать для поставленной задачи.

Ну и заблуждения:

Ударяем по груше. Воспользовавшись абсолютно условными величинами предположим, что в точке "0" скорость груши - "0", через 10см - скорость "10", через 20 - "20", через 30 максимальная - "30". Далее груша летит по инерции. Через 40см скорость будет 20, через 50 - 10, через 60см груша остановится и пойдет назад.
Аселерометр MPU - это чистый акселерометр. Его показания будут увеличиваться до тех пор, пока увеличивается скорость и своего максимума достигнут в точке "30см скорость 30" и далее пойдут на убыль.

Показания акселерометра будут положительными до тех пор, пока скорость растёт. Даже если ускорение будет уменьшаться, скорость будет продолжать расти.

В данном примере показания акселерометра сменят знак в точке 30 см (то есть, ускорение в точке 30 см будет равно нулю, а не максимальному значению.).

На мой взгляд, 16G мало. Хотя это зависит от боксёра, материала и масы груши.

Из практики. Просто взять и аккуратно положить акселерометр на стол (а не лупить со всей дури) - даст ускорение, превышающее 100g.

Перемещать акселерометр рукой вверх-вниз - порядка 2-5g (точно не помню).

P.S. Для груши более правильным будет вариант с датчиком давления и сообщающимися сосудами с несжимаемой жидкостью.

[Lisenko2008]

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.

... А акселерометр был именно MPU или другой?

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

Описано в посте 85.

Покажите на рисунке, как это будет выглядеть.

Приложил, Но лучше бы мысли по датчику с лазерной мыши.

[akegor]

MPU или другой?

СТМ. LSM303.
Посмотрите на, кажись, LSM337, должен удовлетворить своим диапазоном, если только действительно надо 250g.

[makakus]

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.

Вместо чем писать ерунду почитали бы даташит. Ну и популярную литературу про микромеханические технологии.
Когда вы "на датчик воздействуешь с сильным превышением допустимых параметров" то скажите датчику спасибо, что он не сломался, какие речи о "показать может"?!

Что вообще за детский сад про пружины? Какое может быть сравнение динамических параметров пружины-грузика с микромеханикой акселерометра? На сколько порядков отличается вес этой вашей пружины от веса датчика того же 6050?
Применяйте нормальный трёхосевой акселерометр, есть и на 150g, свет клином на 6050 не сошёлся. Правильно работайте с датчиком, не через библиотеки ардуины, а внимательно изучив даташит.
Дальше. Гироскопа нет в 6050! Там стоит датчик угловой скорости, о чём, в частности, говорит размерность сигнала из даташита - градус в секунду. Не "градус", Карл! Чтобы получить угол, надо выход того "гироскопа" 6050 интегрировать, а это очень не просто, когда посмотришь, как он шумит. У коптеростроителей есть компас и датчик неба, а МЕМС-гироскоп меряет кратковременное изменение углов (куда валится коптер).

Про хлёсткость удара. Измерять, понятно, нужно ускорение того места (оболочки груши), куда бьют, а не всей груши целиком. Ибо груша по сути является низкочастотным фильтром, с импульсным сигналом на входе. И требуется определить крутизну фронта этого импульса по отклику фильтра.
Практически что можно? 1. Обклеить всю грушу акселерометрами с расстоянием меньше пятна удара - дорого во многих смыслах. 2. Бить по жёсткой мишени, к которой приделан акселерометр - могут не понять и потренироваться на изобретателе. 3. Писать хитрую математику. Практически, может ли человек (как очень способный распознаватель), приложив ладонь к обратной стороне груши, отличить хлёсткий удар от хорошего, но не хлёсткого? Тогда можно попытаться это формализовать. Нет - значит, у фильтра (груши) такие параметры, что заваливают фронты безнадёжно.

PS 2 года теме, и ничего не сдвинулось... развития не будет.

PPS прочитал №91 от Godzilla82. Вот хорошее решение - бить по мешку с жидкостью и датчиком давления. Скорость распространения сигнала = скорости звука в жидкости! Несколько датчиков, триангуляция, можно ещё намечтать...

[Lisenko2008]

Если можно можно, корчите рожи сообразно своему нику в стороне на дереве и не встревайте в разговор.

[makakus]

Если можно можно,

Ишь ты... Обиделся? По делу сказать нечего - плюнем в оппонента? У нас на деревьях считают, что так себя вести западло.

[Lisenko2008]

Правда, если удар будет на в центр масс, часть удара пойдет на вращение груши (возможно большая часть удара). А вращение акселерометром не померяешь. Вернее можно (трехосевым), но муторно и сложно.

На мой взгляд, 16G мало. Хотя это зависит от боксёра, материала и масы груши.

Поэтому использование подобных акселерометров в промышленных образцах не замечено.

P.S. Для груши более правильным будет вариант с датчиком давления и сообщающимися сосудами с несжимаемой жидкостью.

По поводу этого метода в топике указано.

[makakus]

вращение акселерометром не померяешь. Вернее можно (трехосевым)

Научите, как?

[Godzilla82]

Научите, как?

Если чисто вращение - то по изменению вектора силы тяжести. И то, если вращение будет происходить вокруг оси этого самого вектора силы тяжести, то опять-таки ничего не получится.

Для определения направления и скорости вращения нужен гироскоп.

Про хлёсткость удара. Измерять, понятно, нужно ускорение того места (оболочки груши), куда бьют, а не всей груши целиком.

Я бы сказал наоборот, надо измерять ускорение центра масс груши.

1. Обклеить всю грушу акселерометрами с расстоянием меньше пятна удара

Ну тогда слабый (но быстрый) удар будет проминать поверхностный слой груши, передавая большое ускорение датчику. А груша от такого удара будет едва сдвигаться с места.

Поэтому правильнее измерять ускорение самой груши.

Ну и чтобы уменьшить вращение - подвесить грушу на поворотный рычаг, а не на веревку. В идеале - рычаг должен поворачиваться вокруг оси крепления, блокируя поворот груши вокруг рычага. Вряд ли боксёрам такое понравится.

Как компромисс - можно на одном конце рычага сделать шаровую опору.

P.S. Что-то я на дату создания темы не посмотрел... А зря...

[makakus]

наоборот, надо измерять ускорение центра масс груши.

слабый (но быстрый) удар будет проминать поверхностный слой груши

Значит, и то и другое. Если мерить ускорение всей груши, и она упругая, то её центральная часть перемещается с запаздыванием при хлёстком ударе. Типичная реакция НЧ-фильтра на ступеньку на входе.

Что-то я на дату создания темы не посмотрел.

так она ж возродилась, аки Феникс... и ТС отзывается.