¿Cómo prolongo el tiempo de salida del interruptor de láminas?

Puse un interruptor de láminas ( https://en.wikipedia.org/wiki/Reed_switch ) en el mango de una rueda de medición (cochecito de bebé). El interruptor de láminas se activará hasta unas 20 veces por segundo (cada 50 ms). La frecuencia de muestreo en mi adquisición de datos es de 200 Hz (cada 5 ms). El DAQ está hecho con un IOIO OTG ( https://en.wikipedia.org/wiki/IOIO ) y la entrada analógica que uso puede manejar (0-3) V. ¿Debo optar por un disparador Schmitt o tienes un ¿Una solución más elegante sobre cómo tener una señal de salida lo suficientemente larga desde el interruptor de láminas para muestrearla de manera segura?

Solo me interesa el tiempo entre activaciones del interruptor de láminas. Planeo poner un LED y un bíper para obtener un ruido corto y un destello de luz para cada uno. El nivel de entrada al IOIO OTG será de 0,7 V debido al LED. Hay imanes de neodimio de 9 mm de diámetro montados en la rueda y la rueda tiene una circunferencia de 1 m. Coloco 10 imanes en la rueda y la velocidad máxima aproximada que mediré es de 2 m/s. Luego, la rueda gira dos veces por segundo y, por lo tanto, tengo alrededor de 20 activaciones del interruptor de láminas por segundo.

Dado que conocemos la circunferencia de la rueda (1 m) y los 10 imanes están repartidos uniformemente, el conocimiento del tiempo entre la activación del interruptor de láminas dará una buena aproximación de la velocidad.

Editar: Cambió el texto con respecto a la ubicación del interruptor de lengüeta. El interruptor de láminas está al lado de la rueda y los 10 imanes están en la rueda. Quiero tener 10 imanes para obtener una buena estimación de la velocidad al caminar de la persona que sostiene la rueda de medición.

Supongo que podría usar una entrada digital en su lugar. No consideré que sería una mejor opción en este caso.

Tal vez debería aclarar lo que quiero decir con 1 m de circunferencia y 10 imanes. Entre cada salida del interruptor de láminas, la rueda ha recorrido 10 cm. Si la rueda gira 2 veces por segundo a una velocidad de marcha rápida (2 m/s), el interruptor de láminas se cerrará 20 veces por segundo.

Usaría un disparo único activado por el cierre/apertura del contacto del interruptor, pero estoy confundido... Si los imanes están en la rueda y el interruptor también está en la rueda, ¿cómo se activa el interruptor?
¿Por qué estás usando una entrada analógica? El relé tiene 2 estados que le interesan, abierto y cerrado. Use una entrada digital, es mucho más fácil y no estará restringido a una frecuencia de muestreo de 200 Hz. Además, ¿por qué 10 imanes? Seguramente 1 es suficiente para decir la velocidad. Si necesita extender la salida de pulsos del interruptor de lengüeta, entonces un circuito RC simple lo hará.
He editado el texto en respuesta a sus comentarios. Quiero una estimación ridículamente buena de la velocidad al caminar, ya que este será un sistema de referencia.
Esto suena loco. ¿Dónde se mide la velocidad al caminar? ¿Las caderas, la cabeza, los hombros? Si la rueda de medición se sostiene con la mano en un ángulo constante y el brazo se sostiene con bastante rigidez, es posible que esté midiendo la velocidad del hombro. Creo que no tiene más sentido que, tal vez, analizar la postura: piense en John Cleese caminando con las rodillas dobladas, los hombros nivelados pero las piernas moviéndose por todas partes. ¿Qué es lo que realmente estás tratando de medir?
@transistor: Estaba pensando en montarlo detrás de la persona a la que quiero medir la velocidad al caminar. Tal vez con dos ruedas de apoyo más pequeñas a los lados de la rueda de medición. Lo que realmente trato de tener es un buen sistema de referencia para medir la velocidad al caminar en interiores. El GPS no funcionará y los dispositivos basados ​​en acelerómetros no son buenos para esto.
Olvidé agregar mi definición de velocidad al caminar. Medido al nivel de la cintura sería ideal. Una forma de hacerlo sería colocar un acelerómetro de 3 ejes en la parte inferior de la espalda e integrarlo para obtener la velocidad, pero este enfoque necesita un ajuste constante para la deriva en el dispositivo acelerómetro MEMS.
@EM Fields: Iré con un circuito monoestable 555. No puedo creer que nunca haya oído hablar de eso antes.
@transistor A menos que me equivoque, su hombro está conectado con el resto de su cuerpo, por lo que la velocidad del hombro será equivalente a la velocidad del cuerpo. Incluso si estuviera balanceando su cuerpo como un péndulo invertido alrededor de sus caderas, podría calcular fácilmente la velocidad de avance promedio con un alto grado de precisión. La precisión posicional sería más difícil de determinar, pero no hay nada de 'loco' en tratar de medir la velocidad de un ser humano en un punto u otro con el sistema descrito.
@phell ¿Hay alguna razón por la que no esté usando un codificador de cuadratura con una tira de codificación más estándar? Podría medir velocidades y direccionalidades mucho más rápidas con mucha más precisión y exactitud que la configuración descrita, ya que la mayoría de los microcontroladores decodifican de forma nativa señales en cuadratura en estos días. También sería más probable que fuera más robusto y costara menos.
@Anthony Tienes razón sobre el codificador de cuadratura. Parece más fácil usar el enfoque magnético en mi rueda, pero su sugerencia probablemente sea mejor.

Respuestas (1)

Con activaciones de lengüeta por cada metro recorrido y una frecuencia de muestreo de 200 Hz, está efectivamente limitado a 10 m/s en términos de velocidad que puede medir de manera confiable (si ha logrado un tiempo de pulso perfecto de 5 ms desde la lengüeta). En condiciones no ideales, debe esperar un funcionamiento fiable a aproximadamente la mitad de esa velocidad, 5 m/s o 18 km/h. Asumiendo una aplicación de bicicleta, eso no es mucho.

Mi punto es que debe aumentar la frecuencia de muestreo o reducir la cantidad de imanes que usa. Esta última es la opción más sencilla, con 2 imanes podrás medir velocidades de hasta 90 km/h, lo que parece razonable.

Y aquí está el circuito RC del que Steve te habló en su comentario. Tiene una constante de tiempo de 5 ms, por lo que medirá entre 3 y 1 V en la muestra después de la activación de una lengüeta y menos de 1 V en muestras posteriores.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Voté a favor de la respuesta porque es útil y tenía la sensación de que algo como esto sería más elegante que un disparador Schmitt. El voto a favor aparecerá una vez que alcance un estado más alto.
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