2-Achsen Beschl.Sensor für extrem geringe Beschleunigungen

[AlphaRay]

Morgen,

ich habe mir mit der JoyWarrior 3D-Beschleunigerplatine die Tage einen Schlafphasenwecker programmiert, welcher mich in der REM-Phase weckt (= Beschleunigung über einen Bestimmten Wert + Anzahl Bewegungen > xx innerhalb Zeitraum yy).
Die Platine ist innerhalb der Matratze eingeklemmt (Hartschaum) und man kann schon deutlich unterscheiden ob man jetzt ins Bett steigt, sich dreht oder sich einfach nur leicht bewegt.

Das ganze ist mir jetzt ein wenig zu unempfindlich. Wenn ich die Platine mit ca. 1 mm pro Sekunde bewege wird das gar nicht registriert - das sieht man auch in meiner Grafikauswertung: entweder gibts keinen Ausschlag oder gleich um die 80 bis ca. 400 beim Drehen im Bett oder gleich irgendwas um 1000 - 4000 beim ein/aussteigen.
Der Chip ist auch schon auf 25 Hz und +/- 2G programmiert. Bei 50 und 100 Hz waren die Werte ohne Bewegung schon im Bereich von +/-100 zufällig am springen.

Suche also einen Sensor für seehr kleine Beschleunigungen. Am liebsten wäre mir wieder eine fertige Platine oder aber ein Sensor mit Analog bzw. I2C Ausgang.
Ich weiß nicht ob und welche Vor-/Nachteile I2C gegen Analog hat - Analog könnte ich aber einfacher über fertige Platinen von Arduino abfragen (falls man die über RS232 abfragen kann - das ganze wird auf Windows CE portiert > Mini2440 Board).

Bin für jeden Tipp dankbar!! :)

Gruß
Paul

[dremler]

Was ist denn bis jetzt für ein beschleunigungssensor verbaut?


ev. mal das angucken: http://wiesolator.gotdns.org/index.php?area=Projekte&topic=3D-AccMeter

daraus lässt sich ev. etwas machen;)

[AlphaRay]

Lässt sich aus jedem was machen ;)

Auf der JoyWarrior-Platine ist der SMB380 von Bosch drauf.

Klar kann ich schauen - da steht aber nichts zur Empfindlichkeit bzw. minimale Erkennungsrate bzw. ich verstehe nicht woran man das im Datenblatt erkennen kann. Da ich aber schon mind. 30 von diesen Sensoren gesehen habe bringt es mir auch nichts von allen die Datenblätter raus zu suchen die ich sowieso nicht verstehe...deshalb frage ich hier, wo sich jemand mit auskennt.... :]

[dremler]

naja die empfindlichkeit steht dort im text...hab sie aber nicht mehr im kopf...

außerdem eine grafik wenn man den Sensor vor einen Lautsprecher hält->geringe bewegungen->ev. für deinen zweck geeignet


andrerseits würde ich bei deiner konstruktion erstmal versuchen, den sensor an versch. stellen anzubringen...und dann mal ne nach drüber zu schlafen :D

ev. hast du nur die falsche position

[AlphaRay]

Mit der Empfindlichkeit konnte ich nichts anfangen..so wie ich die verstehe gibt die ja nur die Auflösung an (xxx mv = x uG)...sagt ja nichts darüber aus ab wieviel Milli/MIcro-G der Sensor anfängt eine Beschleunigung zu erkennen.
Meinen hatte ich auch schon am Lautsprecher..das funktioniert :)

Die Position ist schon optimiert - liege fast drauf (Schulterhöhe). Reagiert sogar wenn man die (2x1,6 Meter große) Matratze an irgendeiner Stelle (stärker) antippt Aber wie gesagt werden kleine Bewegungen nicht so richtig erfasst. Ich kann den Sensor mit ca. 1 mm pro Sekunde rumschieben und der erfasst nichts - das ist keine Empfindlichkeit.

Und ob der mir jetzt mit 300 mV pro uG oder 200 mV pro uG sagt dass ich da "0" Beschleunigung habe...bringt mir das gar nichts :/

[yaro]

Naja....wenn du ihn mit 1mm/sek rumschiebst, dann hast du ja auch keine Beschleunigung, sondern eine konstante geschwindigkeit, die er nicht messen kann (muss).
Musst ihn z.B. auf einem Karussel (z.B. Fahrradreifen waagerecht) drehen lassen, dann kannst du die Zentripetalbeschleunigung messen.
Oder nimmst die Erdbeschleunigung zur Hilfe, indem du sieunter verschiedenen Neigungswinkeln deines Sensors misst... damit kannst du die Sensitivität sogar noch leichter herausfinden.

Der Tatsache, dass der Sensor nicht empfindlich genug ist, schafft das aber leider keine Abhilfe. =(

Gruß, Yaro

[dremler]

zur not könnte man auch ne kamera übers bett hängen und nen IR schweinwerfer und das ganze ev. über eine bildauswertung machen....bei starken bewegung wird ein größerer prozentsatz des bildes geändert als bei kleinen allmählichen bewegungen

[yaro]

Oder du bindest dir Glöckchen an Hände und Füße =)
Wenn du dich stark bewegst, werden sie dich Wecken, wenn schwach, dann nicht =)

Gruß, Yaro

Edit: Oder du schläfst auch einem ganz ganz engen Bett: wenn du dich zu stark Bewegst, fällst du runter und wachst auf =)

[Besserwessi]

Für so eine Schlafphasen sensor gab es schon mal einen Thread. Da wurde ein Piezo ans Lattenrost geklebt. Die Empfindlichkeit war da allemal ausreichend.

Ein Beschleuningssensor ist für eine eher langsame Bewegung einfach keine gute Wahl, da man nur sehr geringe Beschleunigungen hat: ein paar mm in vielleicht 1 Sekunde ist einfach nicht viel. Eine Direkte Wegmessung (z.B. Kapazitiv) ist da vermutlich schon besser da sind ein paar Millimeer kein Problem.

Wenn schon ein Beschleunigungssensor dann vermutlich ein dynamischer, der keine Statischen Werte mit messen kann. Da kann dann die Empfindlichkeit höher sein weil man die Erdbeschleunigung nicht als Untergrund hat.

[AlphaRay]

Glöckchen...genau ;D
Ich hab mir doch extra eine 2x1,6 Matratze geholt um Platz zu haben... das geht also auch nicht ;)

@Dremler: das Problem ist, dass die Kamera kleine Bewegung kaum wahrnehmen dürfte. Das Rauschen wäre viel zu hoch - oder ich müsste so viel IR-LEDs aufstellen dass ich mit offenem Fenster schlafen müsste ;D
Zudem sind ja fast alle Bewegungen unterhalb der Bettdecke, was die Kamera nicht wahrnehmen kann.

An so nen Piezo als Zusatz hatte ich auch schon gedacht! Über Mikrofoneingang könnte man das ja lösen..hab ja sowieso die USB-Soundkarte bis zum Schlafzimmer verlängert für den Wecksound ;)
Ich weiß nur nicht inwieweit minimale Bewegungen sich vom Rauschen unterscheiden.

@Besserwessi: daran hatte ich auch schon gedacht...also nicht die letzten zwei Werte miteinander vergleichen, sondern parallel dazu Werte im Abstand von ca. 5 - 10 Sekunden...somit könnte ich auch sehr langsame Bewegungen feststellen.
Ich kann ja z.B. anhand der X-Achse fest stellen auf welcher Seite ich gelegen habe...weil dann die Matratze kurz vorm Sensor durchs runter drücken diesen leicht schräg stellt und wenn ich links liege liegt der bei 0°.

Momentan ist der Sensor auf 25 Hz eingestellt...dann werde ich einfach mal jeden 25ten Wert miteinander vergleichen, parallel zu jedem Pärchen.

Ich wollte aber zusätzlich noch eine EKG-Schaltung nachbauen um parallel die Herzfrequenz zu messen. So kann man ganz genau auch nachvollziehen in welcher Schlafphase man sich befindet und z.B. ob man in die Tiefschlafphase gekommen ist und wenn ja wie lange :) Dann kann ich mir endlich erklären wieso ich morgens meistens wie gerädert aufwache. Ich hoffe es lag hauptsächlich daran, dass ich mich fast nie in der REM-Phase geweckt hab sondern in einer tieferen :] Samstag bin ich jedenfalls super aufgewacht - da war der erste Weckversuch mit der Software.

Gibt es eigentlich ein Microcontroller-Board welches parallel zu USB auch über RS232 an den PC angeschlossen werden kann und über I2C-Bus Abfrage bzw. 2 Analogeingänge verfügt? Ich befürchte, dass ich über USB unter Windows CE nicht weit komme

[Richard]

Qasi alle AVR's können an der RS232 angeschlossen werden.
notfalls einfach mit einem RS232 zu TTL Adapter (Conrad)
wenn kein Max232 auf dem Board ist.

Die Rem Phase wird überwiegend an den Augenbewegungen erkannt.
wie das im Schlaflabor gemacht wird? Mensch schläft überwiegend
nach seiner inneren Uhr. Wenn ich so gerädert aufwache, veränder ich
einfach die Weckzeit +/- 1/2 Stunde das hilft meistens für den Rest
des Jahres. Probieren kann man auch 1/2 h vor dem Wecken schon das
Licht einzuschalten, das soll einem langsam aus der Tiefschlafs Phase
holen können.

Gruß Richard

[AlphaRay]

Dafür brauche ich die IO Karte...erstens, um den Sensor abzufragen und zweitens um kurz vor der errechneten Zeit per Relais die Tageslichtlampe einzuschalten...ist alles in Planung ;)
Am WE steht man ja auch anders auf als in der Woche..dehalb sind feste Sachen über Wochentimer usw. nicht so gut. Ich hab auch das Problem dass ich am WE so lange schlafe bis...keine Ahnung..ich scmanchmal 10...12 Stunden und auch 15 kann ich wenn ich in der Woche zu wenig schlaf hatte. Nur bin ich danach meistens weder ausgeschlafen noch fit ;/
(eine Stunde snoozen, falls ich mir wecker nach ca. 9 h Schlafzeit einstelle, ist normal).
Deshalb die ganze geschichte mit Phasenwecker. Kaufwecker (150 - 200 €) funktionieren entweder als dicke Metalluhr am Armband oder Armband-Funksender (!!!) - besondern das zweite soll und will man ja im Schlafzimmer vermeiden.
Meiner Software habe ich sogar schon einen Mittagschlaf-Modus eingebaut der nicht nach 20 Minuten weckt sondern nach 20 minuten ab dem Einschlaf-Zeitpunkt ;)
Anhand der Aufzeichnungen seit Samstag sehe ich dass mir 6 Stunde nicht reichen bzw. ich zu spät im Bett bin. heute hatte ich grad mal drei 1,5 h Schlafphasen, weil ich später eingeschlafen bin als gedacht (6 h vor dem Wecker ins Bett gegangen). Vier bis fünf sollte man ja pro Nacht haben.

Die Weckzeit eine halbe Stunde vor/zurück stellen ist sehr ungenau. 1. habe ich festgestellt, dass es selten mal genau 1,5 h sind..gibt bis zu 20 Minuten differenzen in der Länge der Schlafphasen. 2. hängts natürlic hsehr vom Einschlafzeitpunkt ab...lag bei mir die letzten fünf Nächte bei 5 bis 45 Minuten (!)....man hat da also eine Spanne von +/- 30 Minuten drin...da hilft das vor- oder zurückstellen des Weckers nicht viel.

[Richard]

Ich bin Diabetiker und trage eine Insulinpumpe. Der Insulinbedarf
ist stark (von der Inneren Uhr/Biorytmus)Tageszeitabhängig. Um
bei z.B. Flugreise die Zeitverschiebung dem Abgabeplan der Insulinpumpe
richtig anpassen zu können haben wie das Thema Biorytmus ziemlich
gut durchgenommen. Ganz extrem Ändert der sich wenn mal erst
am Morgen schlafen angesagt ist (Feier) oder auch früher als (X) h nach
dem Aufstehen wieder geschlafen wird (mittagsschlaf). X habe ich vergessen,
ich mache keinen Mittagsschlaf, kann das aber nachlesen. Es gibt
da Zeitgrenzen nach dem der Biorytmus neu getriggert wird, dann ist
für den Körper plötzlich mittags schlafenszeit = 23 h....ich müßte
in einem solchen Fall die Pumpenuhr dann mittags schon auf 23 h
stellen damit die Dosierung wieder passt.

Gruß Richard

[AlphaRay]

Das ist ja interessant....mir kams auch schon vor als wenns so etwas geben würde, weil ich manche Wochen zu ungewöhnlichen Zeitpunkten todmüde wo ich sonst fit war...oder mein Tief z.b. das mementan schon gegen 14 aufkommt und sonst eher gegen 15:30/16.
Man merkt das auch deutlich nach Mitternacht. Wwenn ich z.b. so gegen 23 schon recht müde bin mit totalem durchhänger und nicht ins Bett gehe werd ich gegen halb eins bis eins öfters riichtig wach. Als wäre ich grad frisch aufgestanden...dann ist das Einschlafen entsprechend schwer :/

Ich habe auch schon überlegt die Einschlaf/Aufstehzeiten auf die sieben Tage gleich zu setzen. Momentan gehe ich zw. Mitternacht und 1 Uhr schlafen und stehe zw. 7 und 7:30 auf. Am WE gehe ich zw. 24 und 3 schlafen und stehe zw. 9 und 14 Uhr auf. Entsprechend schlecht schlafe ich dann am Sonntag ein und entsprechend kaputt bin ich dann Montag Früh ;/

[Richard]

der Triggerpunkt liegt ca 1 nach dem Einschlafen, da startet dann
der Biorytmus und bleibt den ganzen Tag auch erhalten, außer man
schläft zu spät nach dem Aufstehen wieder, dann wird 1 h nach dem
Einschlafen neu Getriggert. Schläft man weniger als 1 h oder etwas
früher, passiert das nicht. Die Zeitabstände liefer ich nach.

Gruß Richard

Ps.: Ich habe mich derart an (meine Zeiten) gewöhnt das ich
jeden Tag der Woche ohne Wecker Punkt 6 Uhr aufwache und
kann dann (Wochenende) auch nur sehr sehr schwer noch
einmal Einschlafen.

[AlphaRay]

Ich werde dann versuchen so schlafen zu gehen dass ich jeden Tag 7,5 h schlafe (wie es sich ja auch gehört).

Habe mal die Logs per Excel ausgewertet und zusammen geklebt...die REM-Zeitpunkte habe ich markiert (roter Punkt) und den Zeitpunkt des Weckers (roter strich).
Man sieht deutlich den Unterschied zw. Fr auf Sa (super geschlafen! War richtig fit) und den anderen Tagen.
Die drei Farben entsprechen den Achsen. X steuert am meisten aus. Y = lila (Sensorplatine lag am Sonntag etwas anders weshal der fast ständig nen Streuwert drin hat).
Was mich am meisten wundert: die erste REM Phase - nach dem Tiefschlaf - war innerhalb der Woche fast immer schon nach 1 h statt 1,5h. Würde erklären weshalb ich morgens so tot bin wenn ich kaum (keinen?) Tiefschlaf habe...

Hier das Bild. Wird komisch formatiert, da viel Breiter als die Homepage - einfach rechts anklicken und "Bild anzeigen" wählen:
http://www.alpharay.de/?page_id=121

Ignoriert den 31.01. - es war der 30.01. den ich hier eigentlich auslassen wollte. Da habe ich nicht alleine eingeschlafen. Hatte mich schon eben gewundert wieso immer um ca. 30 minuten versetzt die 1,5 h Phasen kamen ;)

Was man gut erkennen kann, dass ich kurz nach 8 Uhr am Sa nicht mehr so tief geschlafen hab. In der Woche habe ich ja ca. 6 h pro Tag geschlafen. Kurz nach 2 eingeschlafen + 6 = kurz nach 8 Uhr.
Deshalb kam ich Samstags meistens auch so schlecht aus dem Bett weil dann nach 5 Tagen zu 6 h ich dann 9...12 h geschlafen habe.