Proyecto: Boligrafo con acelerometro

[pakofer]

Buenas;

Actualmente me encuentro en Alemania haciendo mi diploma de bachelor, que trata de un boligrafo que mediante el uso de un aceletrómetro de Analog, concretamente el ADXL330, tengo que conseguir que lea la escritura y la mande a un PC de forma inalambrica (Bluetooth, Zigbee...).

Ya he pasado un poco la parte en la que me tenia que enterar que era una acelerómetro y como funciona y ahora me dispongo a hacer algo funcional y fisico. Para ello ya tengo que ir buscando los componentes que voy a utilizar y me gustaría utilizar un micro PIC para la conversión A/D de las 3 salidas analogicas correspondientes a cada uno de los ejes espaciales que va a dar el acelerómetro.

¿Que micro puedo utilizar? Tened en cuenta que tiene que ser pequeño para que quepa dentro del PCB que ira en el boligrafo.

Gracias!! Estoy empezando y toda ayuda vendra genial.

[navaismo]

Puedes checar en la pagina de Microchip, los PICs de 8 pines el que mas te convenga. Creo que le 12F675 te serviria

[maunix]

Sería bueno que pactes o aclares qué tamaño puede tener, ya que si le quieres agregar un módulo de comunicación bluetooth y otras cosas, no será tan pequeño como un simple bolígrafo.

Sería importante que aclares que requerimientos de procesamiento necesitas ya que podrías requerir más de la cuenta de lo que te puede ofrecer un pequeño pic.

A priori te sugieriría que elijas un pic que tenga usart por hardware y que tenga a/d también por hardware.  Podrías usar un 16F628A en encapsulado SSOIC pero cómo te dije antes habría que ver que requerimientos de procesamiento tienes.

También podrías usar un 16F886 y te ahorras el uso del oscilador además de que son bajo consumo.

Te sugiero también que pases por este post: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=15315.msg96242#msg96242

Saludos

[pakofer]

Muchas gracias por vuestras respuestas.

Realmente tampoco os puedo dar mucha información, pese a que he casi completado mis estudios en electronica , lo que me han enseñado en clase ¿¿?? no es muy aplicable a la realidad puesto que son conocimientos muy muy basicos y por eso ahora me tengo que "comer el marron" de tener que empezar a llevarme los palos por no haberme puesto por mi cuenta antes.

El microcontrolador tiene que tener la suficiente velocidad de muestreo como para poder leer la escritura de una persona, iría dentro de lo que seria un bolígrafo de un diametro máximo APROXIMADO de 10.63mm, pero aún puedo encontrar algo mas grueso hasta los 13 - 14 mm de diámetro.

¿Algún consejo?

Repito, gracias por vuestra ayuda

[maunix]

El microcontrolador tiene que tener la suficiente velocidad de muestreo como para poder leer la escritura de una persona, iría dentro de lo que seria un bolígrafo de un diametro máximo APROXIMADO de 10.63mm, pero aún puedo encontrar algo mas grueso hasta los 13 - 14 mm de diámetro.

Para dimensionar esto, habría que conocer bien tu aplicación, el sensor que tienes, etc.

Me parece que si estas en el diseño podrías decirnos 10Ksamples por segundo o algo similar.  No se cómo se comporta el acelerómetro que mencionas pero intuyo que arrojará una señal analógica en función del movimiento del bolígrafo. 

Habría que analizar si la señal se procesará así sin más o bien si necesitas filtrarla eléctricamente (con un circuito) o por software. 

Creo que estos aspectos los debes conocer mucho antes de dimensionar la complejidad el microcontrolador y digamos que solo tú puedes analizar tales parámetros.  Acá te podemos decir que si requieres tal cantidad de muestreos por segundo por cada canal, qué pic elegir pero no mucho más ya que dudo que algún otro haya hecho algo con un bolígrafo.  Entiende que tu aplicación es "muy específica" para que encuentres información detallada a tal fin.

Si lees el link que te dejé anteriormente eso te ayudará a definir el pic y te sugiero sea con encapsulado SSOIC

Saludos

[todopic]

Hola, interesante proyecto!,  creo que primero, hay que saber la velocidad de escritura, es decir, a cuantros metros, centimetros o milimetros por segundo "recorre" la punta del boligrafo al escribir, luego, cada cuantas decimas o milesimas se tendria que "tomar" esa medicion para transmitirlas como vectores o coordenadas, y en ese rango se sabria la velocidad de conversion que se emplea...
Ya hay un juego de Sony, que emplea acelerometro en lugar de joystick, asi que hay que "pelear" en lugar de pulsar 

Hya ejemplos aqui en el foro de conversores, tendrias que especificar en que lenguaje

Suerte! y mantenenos al tanto del proyecto

Norberto

[Nocturno]

Bonito proyecto, aunque creo que hay una pega importante.
El acelerómetro mide aceleraciones, cambios de velocidad; por tanto en un trazo recto sólo medirá aceleraciones al comienzo del trazo y al final del mismo. La longitud del trazo tendrás que obtenerla midiendo el tiempo del trazo.
Son muchas variables que no harán más que aumentar el margen de error que irá acumulándose poco a poco y dudo mucho que seas capaz de interpretar trazos escritos con esta técnica.
Quizás si realimentaras la posición absoluta del bolígrafo mediante algún dispositivo externo podrías disminuir ese error.

[Veguepic]

Supongo que la ubicacion del sensor debe ser crucial, pues debe ir lo mas cerca a la punta.

Los ejes X e Y deben tener movimientos que el acelerometro debe poder medirlos facilmente, mi duda es que el eje Z normalmente son movimientos pequeños que no se si el acelerometro los pueda detectar, de repente te conviene mas un sensor en la punta.

Segun recuerdo el 16F628A no tiene conversores A/D.

Suerte en tu proyecto!!

[pakofer]

Ante todo muchas gracias a todos por vuestras respuestas.

para maunix: El sensor que voy a utilizar es un acelerómetro ADXL330 que se caracteriza por su alta sensivilidad y el poco ruido que genera (tienes el link al datasheet en el primer mensaje). El acelerómetro que utilizo tiene 3 salidas analogicas, cada una de las cuales correspondiente con los ejes espaciales X,Y,Z, por lo que la salida son 3 ondas. No hace falta ningun tipo de filtro por hardware, lo haré por software. Gracias

para todopic: Si que es interesante, y tambien conozo el juego ese que comentas. No es de sony es de nintendo y utiliza casualmente el mismo sensor , el ADXL330 que yo. Lo podeis ver aquí. PCB del WII de Nintendo El acelerómetro es el U4 y creo que el conversor Analogico/Digital es el U3. Lo que pasa esque este dispositivo utiliza movimientos mas amplios que los que se producen con la escritura de una mano.

para Nocturno. Si que es una pega, pero en el link que he escrito antes se muestra que hay un precedente y responde perfectamente a los movimientos. Ten en cuenta que en la escritura de una mano es muy dificil que un movimiento no posea aceleración, puesto que incluso al dibujar una linea recta, se acelera hasta el momento en el que se va a parar que se vuelve a "decelerar". Además puedo hacer que el boligrafo escriba en letras mayusculas y solo responda por aproximación de ondas para escribir una letra. Se me acaba de ocurrir, no se si serviría.

para veguepic: En efecto la ubicación del sensor es crucial y debe ir lo mas cerca de la punta para desestimar movimientos que no queremos, que pienso que puede ser corregido con la senhal analogica Z. Es cuestión de verlo

[maunix]

Ante todo muchas gracias a todos por vuestras respuestas.

para maunix: El sensor que voy a utilizar es un acelerómetro ADXL330 que se caracteriza por su alta sensivilidad y el poco ruido que genera (tienes el link al datasheet en el primer mensaje). El acelerómetro que utilizo tiene 3 salidas analogicas, cada una de las cuales correspondiente con los ejes espaciales X,Y,Z, por lo que la salida son 3 ondas. No hace falta ningun tipo de filtro por hardware, lo haré por software. Gracias

pakofer, más allá de la velocidad que funcione tu acelerómetro o en tu aplicación, es casi imposible hacer sugerencia sobre tipos de proyectos muy diferentes.  Uno lo que hace es entonces, tomar parámetros que sean relevantes y que definan por ejemplo, velocidad del microcontrolador, velocidad de los A/D del microcontrolador, capacidad de cálculo, etc.

Si inicias una pregunta, hablando de un acelerómetro para un bolígrafo, tal vez no consigas a nadie que te responda.  Pero si dices que necesitas un microcontrolador que pueda muestrear 3 canales A/D a por lo menos 10K samples por segundo, y que tenga capacidad para desarrollar un algoritmo de control en ese tiempo, entonces ya has 'dimensionado' tu proyecto.

A lo que voy es que no hace falta leer el datasheet del acelerómetro, porque tu pregunta no fue relacionada a cómo hacer un hardware para el acelerómetro sino de qué microcontrolador te conviene usar para tu aplicación.

Cuando entramos en el entorno de la aplicación, me imagino que tendrás conocimiento o que habrás dimensionado qué rapidez necesitas en los A/D para poder registrar lo que te haga falta registrar en un tiempo acotado.  Amén de eso, deberás tener en cuenta donde almacenaras esos datos, si los cálculos serán volátiles o si necesitarás analizar "la curva del acelerómetro" para luego definir o decidir otras cuestiones.

Todo este dimensionamiento te lleva a que necesitarás hacer:

- N₁ muestras por segundo por canal.
- N₂ posiciones de memoria donde almacenar dichos datos para un cálculo posterior
- Cierto algoritmo a ser procesado en al menos N₃ microsegundos.
- N₄ mm2 de área aproximada para ubicar tu microcontrolador.
- N₅ mW de consumo
- N₆ V de alimentación

Una vez que tengas esa información, la cual solo tú puedes conocer porque eres el que estás investigando el tema, te podremos dar una sugerencia más acabada, precisa y pormenorizada de porqué te sugerimos tal o cual microcontrolador.

Saludos

[Nocturno]

para Nocturno. Si que es una pega, pero en el link que he escrito antes se muestra que hay un precedente y responde perfectamente a los movimientos. Ten en cuenta que en la escritura de una mano es muy dificil que un movimiento no posea aceleración, puesto que incluso al dibujar una linea recta, se acelera hasta el momento en el que se va a parar que se vuelve a "decelerar". Además puedo hacer que el boligrafo escriba en letras mayusculas y solo responda por aproximación de ondas para escribir una letra. Se me acaba de ocurrir, no se si serviría.

¿Qué link?, no lo encuentro

[pakofer]

Nocturno, a esto me refiero:

Mirad esto primero:

Y ahora esto: http://wiire.org/Wii/wiimote en concreto U3

maunix, si llevas razón gracias . De entrada necesito al menos 5k muestras por segundo y canal, pero aun sigo investigando. Gracias por toda vuestra ayuda.

Sigo actualizando este sitio para comunicaros los avances que voy realizando.

Gracias.

[Nocturno]

Suerte con tu proyecto. Nada más lejos de mi intención que desanimarte, pero creo que no tienen nada que ver los movimientos de la Wii que los de un bolígrafo al escribir.

De todas formas te animo a que lo intentes y ojalá consigas rebatir mi argumento con un tortazo de realidad en plena cara demostrando que funciona.

[pakofer]

Lo se, lo se y ahí es donde esta el principal problema del proyecto, aunque espero conseguirlo

saludos

[pakofer]

una preguntilla, pensais que este es un buen producto para realizar mis mediciones?

http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=752

Gracias!


EDITO: creo que tiene un sampleo muy bajo