¿Cómo puedo sentir si un bastón se sostiene en posición vertical o se cae?

Estoy tratando de hacer un pequeño artilugio con conexión inalámbrica para conectarlo al bastón de mi abuelo. La idea es que cuando sienta que el bastón se ha caído, alertará/llamará a uno de nosotros para que podamos correr hacia él si no estamos cerca.

La pregunta es: ¿Qué sensor o combinación de sensores podría usar para diferenciar de manera confiable entre estos dos escenarios?

Situación NORMAL : El bastón se sostiene en posición vertical (o en un ligero ángulo con respecto a la vertical) y se usa normalmente.

versus

Situación CRÍTICA : El bastón se ha soltado, se cae y sigue tirado en el suelo/suelo

Obviamente, los falsos positivos ocasionales estarían bien, pero las fallas de detección (falsos negativos) deben minimizarse.


Estoy pensando que una combinación de dos cosas podría ayudar:

--sentir si la mano de mi abuelo está sosteniendo el bastón o no (¿quizás un sensor de luz que se bloquea cuando la mano está sobre él?)

--sentir si el bastón está en posición vertical o se ha caído (¿quizás un acelerómetro+giroscopio+sensor de vibración para determinar la orientación y los eventos de choque?)

Sí, habría dicho el segundo y puedes usar el sensor para que duerma hasta que se levante para ahorrar algo de batería. ¿Tal vez un sensor de estilo de detección de tapa alrededor del mango para ver si se está sosteniendo? Led también podría funcionar
Por cierto, hay muchas cosas por ahí que hacen algo como esto para detectar caídas, por lo que es posible que encuentre alguna investigación relevante que pueda ayudar.
¿Por qué no medir directamente a la persona en lugar del bastón que podría sostener? ¿Qué pasa con esos sistemas colgantes que pueden señalar una situación crítica?
@SomeHardwareGuy: Voy con eso. En cuanto a la idea del sensor capacitivo: ¿qué sugeriría dado que el mango del bastón parece estar hecho de algún tipo de caucho sintético? ¿Supongo que algún tipo de "anillo" metálico delgado alrededor del mango, y un cable soldado desde el anillo al tablero de tiras en el interior?

Respuestas (4)

Estoy de acuerdo con una de las respuestas anteriores en que necesita algo (probablemente dos acelerómetros) para detectar el ángulo en el que se encuentra el bastón (calibrado en la fábrica si está industrializando esto). De esta manera, tiene un continuo del ángulo en el que se encuentra el bastón, en relación con la posición vertical.

Esto ofrece una clara ventaja sobre un simple interruptor de inclinación por las siguientes razones. 1. Puedes calcular el ángulo con dos acelerómetros. Con un interruptor de inclinación (encendido/apagado), no puede 2. No solo puede calcular el ángulo con dos acelerómetros, sino que también puede detectar la velocidad a la que cambia el ángulo en relación con el bastón parado derecho. Esto es clave , ya que al menos puede tener la información para caracterizar cómo se ve la tasa de caída mediante una simple prueba de caída y basar su modelo de algoritmo de detección de caídas en eso.

Es apenas más dinero para un eje de 3 hoy en día, pero creo que podría mantenerlo simple con un acelerómetro de un solo eje. Todavía podía calcular un ángulo aproximado con esto (entre horizontal y vertical), aunque con una resolución decreciente a medida que el sensor se acerca a 1 g. No podía distinguir entre cabeceo y balanceo (si es que existe tal cosa para un bastón), pero no creo que importe para esta aplicación. Solo necesito saber si es horizontal, vertical o en algún punto intermedio con una precisión aproximada. En una situación estarás midiendo ~1g, en la otra ~0g.

Una solución muy sencilla es un sensor de inclinación como el AT-407 de Sparkfun. Se compone de 2 bolas de acero dentro de un pequeño tubo y 2 cables. Cuando se inclina el tubo, las bolas se separan y se pierde la continuidad entre los 2 conductores. Cuesta sólo $1.95.

La forma más confiable sería un combo gyro+accel (como el mpu6050 de invensense). Simplemente puede usar su material DMP para obtener un ángulo de balanceo/cabeceo/guiñada para el sensor, o hacer el trabajo usted mismo ejecutando los datos a través de un filtro kalman. No necesita un sensor de vibración, ya que también puede obtenerlo de los datos del acelerómetro (solo busque eventos de impacto).

Parece que un acelerómetro y un pequeño microcontrolador (un PIC, por ejemplo) podrían hacer esto con bastante facilidad. A continuación, puede establecer el ángulo en el que suena la alarma en el código.

Con el enfoque del sensor de luz, debe tener cuidado de que el área permanezca limpia. De lo contrario, si cubre el sensor con porquería, siempre indicará que el bastón está vertical, incluso cuando no lo esté.

Con un sensor de vibración, tendría que ser creativo para detectar el evento de impulso (cuando la caña cae) y luego bloquear la salida para que continúe sonando la alarma incluso después de que la lata se haya detenido.